Лесоматериалы: классификация и технология производства

Описание сортов древесины

Существуют несколько отборных групп, которые включают 1, 2, 3, 4 сорта. Внизу представлено подробное описание сортов.

1 сорт

Применяется в судостроении, производстве мотоциклов, изготовлении машин, вагонов.

Нет признаков гнили, наличия грибка. Отсутствуют сучки, отверстия, не допускаются трещины, может преобладать обзол, присутствует синева, допустимо наличие здоровых сучков.

Первый сорт относится к пиломатериалам высшего качества. Могут быть незначительные дефекты, не влияющие на эксплуатацию. Стоимость первого сорта может отличаться и превышать цену отборного сорта в два или три раза, но визуально отличить их сложно.

Используется в строительстве при монтаже конструкций, в ремонте, при изготовлении окон, также широко применяется в производстве мебели.

2 сорт

Используют для обрешетки, монтаже щитов, кровли.

Не допускается гниль, разрешается преобладание смоляных кармашков, может преобладать острый обзол, выпадающие сучки, разрешается синева вместе с другими цветами.

Второй сорт характеризуется сниженными требованиями, но его активно применяют при ответственных задачах и у потребителя пользуется большим спросом.

Это можно объяснить тем, что надежность материала остается на высоком уровне, установленная стоимость позволяет покупать их широко.

3 сорт

Используют для незначительных строений, конструкций которые не несут большой нагрузки, например, навесы или поддоны.

Допустим обзол по всей длине, разрешается наличие смоляных кармашков, червоточин, трещин, допускается небольшой наклон.

Третий сорт считается выгодным вариантом, ценовое качество отражается на досках. Требования значительно разнятся, что приводит к послаблению несущих характеристик заготовок. Но применяют данный сорт повсеместно и используют часто в работе.

4 сорт

Используется в строительстве при малобюджетных организациях: опалубка, ограждения, тары.

Допускается наличие червоточин, разрешается покоробленность кромки, присутствует обзол.

Четвертый сорт относят к самому низкому ценовому качеству и низким качественным характеристикам. К этому сорту относятся те материалы, которые не прошли итоговую проверку по определению высокой сортности. Здесь преобладают червоточины, присутствует покоробленность, а также имеются большие трещины и повреждения.

Поставщики стараются использовать в своем арсенале дерево мягких сортов, например, как сосна и пихта. Чтобы сортировать мягкую древесину, прежде всего, проводят проверку на наличие дефектов и преобладанию равномерного слоя.

Высокая прочность обязательна для возведения любых видов конструкций, к сожалению, подобные материалы редко имеются в продаже, их изготавливают на заказ. Перед тем, как совершать покупку той или иной древесины, надо убедиться в том, что у компании имеются сертификаты и документы на продукцию.

Оборудование для производства пиломатериалов

Процесс производства пиломатериала из плохой древесины будет сопровождаться получением большого количества отходов. Для того чтобы организовать крупное производство, необходимо произвести покупку целого комплекса лесопильного оборудования. Для того чтобы получить тот или иной вид готовой продукции надо правильно подобрать нужный станок или серию станков. Для производства пиломатериалов используют дереворежущие станки с различным режущим инструментом, с помощью которых от древесины отделяется некоторая часть с целью получения изделий заданных форм и размеров с поверхностями требуемого качества.

Если пиломатериалы вырабатываются из сырья диаметром 50-80 см, то необходим ленточнопильный станок, а при использовании в качестве сырья бревен хвойных пород до 12 см в диаметре больше подойдет круглопильный станок.

Круглопильный станок (дисковая пилорама), цена от 300 000, как на фото – 1 200 000 руб.

В северных регионах чаще всего используют круглопильные станки, потому что они более надежные, они с легкостью могут распиливать мерзлую древесину, а обслуживание круглых пил не требует дорогостоящей заточной техники. Минусом использования таких станков будет большое количество отходов, из-за немалой ширины пропила.

Ленточнопильная пилорама, цена от 150 000 руб.

Для тех, кто делает первые шаги в производстве пиломатериалов хорошо подойдет ленточная технология. Ленточные станки применяют для глубокой обработки древесины с получением точных геометрических размеров. Они имеют тонкий гладкий пропил и могут применяться для изготовления пиломатериалов экспортного качества.

На крупном предприятии могут использоваться и другие станки, например фрезерные, кромкообрезные или рейсмусовые. Фрезерные станки используют для обработки пазов под прямоугольное замковое соединение деревянных брусьев. Кромкообрезные станки используют для получения чистообрезных пиломатериалов. Рейсмусовые станки применяют для плоского простругивания досок и брусьев.

Размер производства, ассортимент, количество необходимого персонала будет во многом зависеть непосредственно от пилорамы. Для удобства сравнения цен и нюансов использования техники, технические характеристики сведены в таблицу:

Особенности	Тип пилорамы
Дисковая	Рамочная	Ленточная
Цена, рублей	от 700000	от 200000	от 150000
Производительность, м3/час	1-2	8-10	0,5-1
Обслуживающий персонал, человек	1	4	2
Диаметр пиловочника, м	1	0,7	1
Ручной труд	Полностью механизировано	Ручное закрепление бревна	Распил полностью ручной
Выход пиломатериала, %	70-74	45-55	75-85
Пропил, миллиметров	5	5	1,5
Точность	Высокая	Средняя	Низкая
Ассортимент пиломатериала	Неограничен	Зависит от настройки пилорамы	Зависит от персонала

Ленточная пилорама наиболее распространена из-за дешевизны в покупке и обслуживании. Однако наиболее эффективная – дисковая за счет полной механизации труда. При этом от оператора требуется достаточно высокая квалификация для наладки и обслуживания оборудования. Что же касается объема производства, то наиболее популярен рамочный распил. Однако при этом страдает качество реза и высокое количество отходов производства.

Химическая обработка

Одним из главных недостатков древесного материала является его низкий срок службы, который сокращается в неблагоприятных условиях эксплуатации. Именно на поддержание жизнеспособности с сохранением технико-физических свойств рассчитан химический метод обработки древесины. Производство изделий из дерева и его полуфабрикатов в обязательном порядке предусматривает организацию отдельных технологических участков, где выполняется комплекс защитных процедур.

Он может проявляться в разных формах, среди которых нанесение лакокрасочных покрытий и пропитка. Различаются и применяемые средства обработки. Например, огнестойкость материалу придают средства из группы антипиренов, а нанесение антисептических веществ предотвращает развитие вредных микроорганизмов, которые, в свою очередь, могут запустить нежелательные процессы того же биологического разрушения.

Технология производства

Процесс производства пиломатериалов начинается с закупки круглых лесоматериалов

При этом важно правильно подобрать древесину – от этого зависит последующее качество и цена готовой продукции

Важно уделять особое внимание технике безопасности при производстве. Несчастные случаи происходят очень часто. Перед началом работы древесина хорошо обрабатывается, полностью очищается от сучьев, коры

Перед началом работы древесина хорошо обрабатывается, полностью очищается от сучьев, коры

Существуют специальные лесозаготовительные машины, способные очищать древесину сразу же в лесу. После очистки древесину распиливают, определяют основные показатели брусьев, сортируют, отправляют на дальнейшую обработку

Перед началом работы древесина хорошо обрабатывается, полностью очищается от сучьев, коры. Существуют специальные лесозаготовительные машины, способные очищать древесину сразу же в лесу. После очистки древесину распиливают, определяют основные показатели брусьев, сортируют, отправляют на дальнейшую обработку.

Производство круглых лесоматериалов осуществляется из хвойных и лиственных пород деревьев. Для получения самых качественных изделий древесина полностью просушивается, обрабатывается при производстве специальными составами. Таким образом, полученное изделие полностью готово к эксплуатации, оно не гниет, не рассыхается.

Разделяются изделия по показателям влажности:

• Сухие, влажность которых не превышает 10 %. Из таких пиломатериалов изготавливают паркет и щиты.
• Универсальные с влажностью от 12 % до 15 %. Такие пиломатериалы становятся основой для производства досок для полов, плинтусов, наличников на окна, двери, а идут на создание межкомнатных дверей.
• Влажные пиломатериалы с 18 % содержанием влаги применяют для обустройства стропильных конструкций, а также для наружной отделки сооружений.

Благодаря качественной обработке можно получить хороший материал для обустройства жилища, а также для строительства. Такие пиломатериалы будут отличаться небольшим весом, их легко распиливать, монтировать, красить

Перед приобретением лесоматериалов или пиломатериалов важно знать точную цель покупки

Основная классификация

В настоящее время классификация происходит по 6 класс, рассмотрим первые 3.

• Брус. Данный материал это своего рода – бревно, которое обтесывается со всех его сторон и применяется в процессе строительства домов, а также использование прослеживается для крупных оконных элементов или лестниц;
• Брусок. Данный тип является уменьшенной копией предыдущего варианта, может быть не обработанного типа, строганного или же подогнанным под определённые размерные параметры. Его область применения – изготовление мебели, производство обрешетки, каркасов, а также беседок;

Бруски

Доска, изготовленная из бревна или же бруса. Может быть, также не обрезного или же обрезного типа. Помимо этого классификация может проводиться по размерным параметрам.

Классификация в зависимости от обработки

В зависимости от способа обработки древесины, материалы могут быть обрезными и необрезными. Чтобы понять общую картину, специалисты рекомендуют ознакомиться с такой терминологией:

• кромка – продольная узкая сторона пиломатериала;
• пласть – продольная широкая часть;
• ребро – участок, где кромка пересекается с пластью;
• торец – поперечное сечение.

Обрезные виды пиломатериалов чаще всего обрабатываются с 4 сторон. Поскольку изготовление таких бревен занимает большое количество времени, обрезные изделия являются более дорогими. Известным видом такого стройматериала является профилированный брус.

Отличительной чертой необрезных пиломатериалов специалисты выделяют то, что кромки у них опилены частично либо неопилены совсем. У односторонних продуктов одна кромка и пропиленные пластины.

На пропиленной кромке обзол по величине не должен превышать допустимые для конкретного изделия параметры. Такая разновидность пиломатериалов используется в строительстве довольно редко, чаще всего его применяют для обшивки или выполнения настила. Материал непрочный, поэтому выполняет только вспомогательную функцию.

Строганая древесина

Современные стройматериалы, выполненные из дерева, могут быть фрезерованными или строганными, нефрезерованными. Чаще всего у строганой древесины обработана только одна полость.

Необходимо понимать, что изготовить строганый брус довольно сложно, поскольку для этого требуется большое количество бревен с подходящим размером. Чтобы изделие получилось качественным, бревна требуется предварительно просушить, из-за чего времени на производство материала уходит намного больше.

Классификации сталей

Чтобы разобраться во всем многообразии марок, металлурги применяют несколько классификаций:

Стали классифицируют:

• по химическому составу;
• по структуре;
• по назначению;
• по качеству;
• по степени раскисления.

Существуют и другие классификации, но их применение ограничивается научными и узкоспециальными областями применения.

Классификация по химическому составу

По химическому составу классификацию проводя, подразделяя на: углеродистые и легированные стали, которые, в свою очередь, подразделяются на:

углеродистые	Содержание углерода, %
< 0,2	низкоуглеродистые
0,2–0,45	среднеуглеродистые
>0,45	высокоуглеродистые
легированные	Содержание присадок,%
<2.5	низколегированные
2,5-10	среднелегированные
>10	высоколегированные

Содержание углерода не влияет на степень легирования, Если доля Mn превышает 1%, а Si- 0,9%, они также признаются легирующими добавками

Классификация по структуре

Структура стали, кроме ее химического состава, зависит от многих факторов, влиявших на нее на этапах отливки и термической обработки. Классификация по структуре после процедуры отжига, во время которого заготовку нагревают до температуры пластичности и медленно охлаждают прямо в печи, следующая:

• доэвтектоидные – с избыточными ферритовыми включениями;
• эвтектоидные – ферриты замещаются перлитами;
• заэвтектоидные – с включениями вторичных карбидов;
• ледебуритные – с включениями первичных карбидов;
• аустенитные;
• ферритные.

После проведения процедуры нормализации, заключающейся в нагревании до температуры пластичности и остывании на открытом воздухе, классификация различает такие группы, как:

• перлитные;
• аустенитные;
• ферритные.

Микроструктура перлита

Классификация по степени раскисления

Процесс раскисления приводит к снижению содержания кислорода в расплаве. Классификация предусматривает такие классы, как:

• спокойные (сп);
• полуспокойные (пс);
• кипящие (кп).

Основными раскислительными добавками служат Mn, Al, Si.

Классификация сталей по степени раскисления

Классификация древесины по ядру и заболони

• Цвет древесины зависит от породы дерева, возраста, скорости и места произростания.
• Интенсивность цвета зависит от концентрации содержания в древесине в ней дубильных, смолистых, красящих веществ

Ядро представляет собой отмершую древесину внутри ствола. Как правило, ядро ствола темнее заболони. Это обусловлено тем, что по мере отмирания живых клеток внутри ствола, в них откладываются дубильные и красящие вещества, поскольку водопроводящие пути закупориваются.

Как раз дубильные и красящие вещества, а также смолы и углекислый кальций способствуют окрашиванию центральной части ствола в более темные цвета.

Более светлая
древесина вокруг ядра это слой живых
клеток, называется заболонь. Ядро
древесины самая твердая часть ствола.
Плотнее заболони, имеет большую стойкость
к гниению.

Все породы древесины
разделяют на три группы:

Ядровые породы древесины имеют отмершие клетки в центре ствола, отличающиеся более темным цветом. К ядровым породам относятся такие деревья как, лиственница, дуб, сосна, кедр, яблоня, можжевельник, ясень

Спил яблони

Заболонная древесина не имеет отмерших клеток. К заболонным породам относятся клен, липа, груша, береза

Спил березы

Спелодревесной считается та древесина, где цвет заболони не отличается от цвета отмерших клеток, например, древесина бука

Спил бука

Трещины

Это продольные разрывы, возникающие под воздействием внутренних напряжений.

Трещины подразделяют по следующим свойствам:

Метиковые.

Радиальные трещины внутри ствола дерева. Наблюдаются у всех пород, особенно этим страдает перестоялый древостой. Трещины появляются по мере роста дерева и представляют прерывающиеся разломы по длине сортамента.

Отлупные.

Отслаивание древесного волокна внутри ядра и отслоение спелой древесины у растущего дерева. Отлупные трещины можно встретить у каждой породы. До конца не установлены причины возникновения таких трещин.

Морозные.

Продольные разрывы извне на стволе молодого дерева. В основном, морозные трещины преобладают у лиственных пород и очень редко у хвойных. Трещины появляются при резких перепадах зимних температур.

1. Трещины усушки.

Появляются под воздействием неравномерной усушки и выявляются при распиловке сортамента.

Трещины — основная причина понижения прочности лесоматериалов, используемых в строительстве. Кроме того, трещины содействуют вторжению грибных заболеваний и попаданию влаги внутрь материала.

Классификация пиломатериалов по размерам, форме

При обработке древесины с применением современных технологий выполняют разные виды изделий.

В сортамент включены бруски и шпалы, доски и рейки, четвертины, горбыль, пластины и другая продукция. Виды пиломатериала могут различаться в зависимости от способов работы с сырьем. Можно подробнее ознакомиться с ними.

Брус в зависимости от количества повергавшихся обработке сторон будет называться двухкантным, трехкантным, четырехкантным. Толщина и ширина изделий составляет, как правило, больше 100 мм. Основная сфера их использования — сооружение несущих конструкций, коттеджей или дач, поскольку эти изделия прекрасно могут выдержать значительные нагрузки.

Брусок похож на брус, но имеет другие размеры. Выполняется с толщиной до 100 мм, ширина — меньше двойной толщины. Используется в мебельной и столярной промышленности, для отделки строений, например, из них изготавливают дверные короба, перекладины.

Таблица коэффициентов усушки и механической прочности пиломатериалов.

Доски выполняют из бревен или достаточных по толщине брусьев.

Доски бывают необрезанными или обрезанными. Толщина возможна не более 100 мм, ширина — больше, чем двойная толщина. Применение — отделка стен, обустройство полов, мебельное производство.

Шпала представляет изделие с небольшой длиной, зато широкое и толстое. Это в некотором роде разновидность бруса, у которого размер поперечного сечения отличается величиной. Наиболее частое применение — для выполнения полотен железных дорог.

Горбыль — это кусок бревна, боковой отпил. В процессе распиловки бревен на разнообразные доски получаются отходы, которые называют горбылем. Из него удобно делать временные постройки вроде сараев, подойдут они и для сооружения обрешетки под крышу.

Четвертины (обапол) тоже получают из боковых частей бревен. Одна из поверхностей изделия пропилена, другая нет. Удобно использовать для изготовления небольших столярных изделий.

Пластина представляет собой половину бревна, которую получают при его распиле по центру.

У пластин всего одна прямая сторона. Длина зависит от бревна, используемого в качестве сырья. Применяют в основном для производства вышеперечисленных изделий — шпал, брусьев, иногда — для изготовления массивной доски.

Виды и размеры

На пиловочное сырье распространяют свое действие два ГОСТа. То, что получилось в результате спиливания хвойных пород (сосны, лиственницы, кедра и т. д.), подпадает под действие ГОСТ 9463-88, а то, что получилось в итоге спиливания лиственных пород (это дуб, бук, кленовые, березовые, осиновые пиломатериалы и т. д.) – 9462-88. Основным назначением пиловочника является распил его на сырье, которое в дальнейшем послужит для разного рода сфер прикладного и художественного творчества, строительства и других отраслей промышленности. В соответствии со стандартами, к какой бы породе – лиственной или хвойной – ни относился пиловочник, по такому параметру, как толщина, он делится на 2 вида: средний и крупный.

Толщину измеряют не в любом месте, а только в торце вершины. Средняя толщина – диаметр 14–24 см, крупная – больше 26 см. По длине пиловочник тоже делится, точнее, его длина не должна быть менее определенной величины в зависимости от породы. Например, пиловочник хвойных пород должен иметь длину в диапазоне 4–6,5 м, мягких лиственных пород (сюда включают и березовый, и осиновый материал) – не меньше 3 м. В обеих ситуациях учитывается и градация – она должна составлять 0,5 м. Для твердых лиственных пород требование длины – от 1 м, градация составляет 10 см.

Имеет значение сортировка материала. Северная сортировка хвойных пород должна попадать в интервал длины 3,9–7,5 м, черноморская сортировка – 4–8 м. В этот расчет не входят так называемые припуски по длине, они составляют от 3 до 6 см. Длина пиломатериалов, получившихся в результате распила пиловочника, измеряется метрами, а толщина – миллиметрами.

Еще один параметр оценки пиловочника – его сорт. Всего их три.

• К первому сорту относят бревна с правильным круглым срезом и формой, не имеющие искривлений по длине. Сучков у таких бревен мало.
• Бревна второго сорта имеют и искривления, и сучки, но пороков древесины у них нет.
• В бревнах третьего сорта присутствуют пороки древесины, они могут быть немного подгнившими.

Самое высокое качество традиционно имеет пиловочник из леса на севере России. Это связано с условиями и темпом его роста – медленным из-за холодов. Такие деревья имеют большое количество слоев в стволе. Из них получаются самые прочные и плотные бревна.

Пиловочник можно рассортировать по назначению: кряж может быть резонансным, авиационным, лыжным и т. д. И пиловочник, и те пиломатериалы, которые из него получаются, должны размерами и качеством отвечать ГОСТу, под действие которого попадают. Для того чтобы построить дом, потребуется пиловочник с четырьмя различными диапазонами диаметра: от 300 до 320 мм, от 260 до 280 мм, от 220 до 240 мм и от 180 до 200 мм.

Пиловочник первого сорта (то есть самый лучший) хорош для возведения различного рода капитальных строений из дерева. Из него получатся прочный и красивый дом, баня, дачный комплекс. Дерево – материал экологичный, долговечный и надежный, особенно если он правильно просушен и обработан антисептическими составами против гниения и грибка. Также древесина, особенно хвойных пород, содержит специальное вещество, которое убивает бактерии, являющиеся источниками заболеваний, и очищает воздух в помещении.

Требования к пиломатериалам

Чтобы использовать пиломатериалы в промышленности, необходимо учитывать наличие изъянов, которые могут затруднить или сделать материалы вовсе непригодными для определенных целей. Пороки древесины могут быть связаны с особенностями строения ствола дерева. К таким дефектам можно отнести неправильную форму, сучки и ветки. Также возможна порча в результате воздействия вредителей, трещины и др. Кроме того, изъяны могут возникнуть из-за нарушений в процессе обработки лесоматериалов и неправильно хранения – коробление и др. В этом случае для строительства они не используются. Технические требования определяют ГОСТ пиломатериалов 8486-86 и ГОСТ 24454-80.

ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия

1 файл   440.08 KB

Пороки и дефекты пиломатериалов

Обзол пиломатериалов – это дефект, представляющий собой наличие неотпиленного участка сбоку бревна, на котором может сохраняться кусок коры. Причиной таких пороков является неравномерная толщина ствола дерева. Такие брёвна нуждаются в дополнительной обработке, и использование их ограничено. Они непригодны для постройки жилого дома, но могут быть использованы для различных хозпостроек.

Коробление древесного сырья – это различные изменения их формы, вызванные неравномерной усушкой или разбуханием. В результате коробления ухудшается внешний вид пиломатериалов и применение их в промышленности затрудняется.

Допущения отклонений параметров размеров пиломатериалов

Все возможные отклонения параметров – длина, ширина, толщина – должны соответствовать требованиям. Размеры древесины ГОСТ 26002-83 и ГОСТ 9302-83 определяют в ограниченном диапазоне. Так, разбег размера длины составляет:

• деловая древесина для строительства от – 1 до 6,5 м;
• доска тарная – 0,5 м;
• брус деревянный размеры ГОСТ 8486-86 – 3,25 м.

1 файл   570.47 KB

1 файл   329.34 KB

ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия

1 файл   440.08 KB

ГОСТ лесоматериалов 9463-88 допускает отклонения размеров пиломатериалов: ширина – 2 %, толщина – 2,5 %, длина – 50-25 мм.

Пороки древесины, связанные с особенностями строения

Одним из недостатков является наличие сучков. Они могут быть ослабленными или рыхлыми, а также табачными, которые во время прикосновения просто рассыпаются. Сучки могут портить внешний вид пиломатериалов, или выпадать, оставляя отверстия. Сучковатость пиломатериалов может значительно ограничить возможность их использования.

Трещины возникают при продольном разрыве волокон. Они появляются по разным причинам. Это может быть неправильная сушка, морозы и др. Трещины снижают качество материалов: при наличии трещин брёвна и доски оказываются непригодны для строительства жилых помещений. Усушка брёвен может вызвать деформацию.

Насекомые-паразиты и древесные грибки не только портят внешний вид пиломатериалов, но и способны разрушить древесину, оставляя на её поверхности заметные отверстия. Поэтому прежде чем использовать пиломатериалы, необходимо оценить их качество. При обнаружении дефектов решить, пригодны ли выбранные материалы для применения с определёнными целями.

Крень лесоматериалов и пиломатериалов – это порок, который характеризуется утолщением ствола и сучьев в нижней части. Появляется в результате сжатия или растяжения нижнего участка. Этот порок характерен для деревьев, растущих наклонно или искривлённых. На торцовых частях чётко заметны тёмные участки чаще в виде полукольца. Такие пиломатериалы хуже поддаются обработке. Высушенная креневая древесина имеет высокую твёрдость, но недостаточную прочность и менее устойчива к механическим ударам, быстро впитывает влагу и разбухает. Брёвна с наличием крени не пригодны для строительства домов и бань.

Маркировка

Согласно требованиям действующего ГОСТа 6564-84 все пиломатериалы длиной более 1 м должны содержать маркировку. Она наносится на пласть пиломатериала специальным клеймом, мелом или краской. В ней должны быть указаны группа, качество и сорт пиломатериала. Состоит она из букв, цифр и знаков.