Плита ЦСП
Плита ЦСП представляет собой строительный материал на основе цемента и древесины.Такой материал как ЦСП характеризуется влагостойкостью, высокой прочностью, биостойкостью, трудносгораемостью, легкостью обработки и отсутствием токсичности.
Плита ЦСП является новым конструктивным листовым материалом, который обладает рядом свойств основных компонентов древесины и цемента: влагостойкостью, высокой прочностью, биостойкостью и трудносгораемостью, отсутствием токсичности, легкостью обработки.Перечисленные выше достоинства позволяют использовать материал в качестве обшивки ограждающих конструкций ( стеновые панели, перегородочные панели, плиты перекрытия, плиты для утепления пола и так далее).
Материал также может быть использован взамен традиционных листовых материалов фанеры, древесных плит и асбоцемента. Кроме этого плиты ЦСП могут быть использованы как материал для огнестойких дверей, элементов фронтов, крыш, полов, потолочной облицовки, подвесных потолков, вентиляционных каналов и в качестве других конструкций.
Известные производители плит ЦСП за рубежом это фирма Бизон ( Германия); Фама (Австрия); Элтен ( Нидерланды) ; Интендорф (Япония); Веркер ( Бельгия). В нашей стране построены цехи по производству плит ЦСП в Костроме, Западной С(Калининградская область), Кривом Роге, Чайковском, Соколе (Вологодская область) и др.
Физико-механические свойства ЦСП:
Предел прочности ( временное сопротивление) при растяжении-4 МПа;
При изгибе-15 МПа; при сжатии- 15 МПа; при сдвиге-3 МПа;
Модуль упругости при растяжении 3000 МПа;
При изгибе 2500 МПа; при сжатии-2500 МПа; при сдвиге-1200 МПа;
Средняя плотность-1100…1200 кг/м³;
Влажность -10± 3 %; влажность в условиях эксплуатации: А-10 %; Б-20 %;
Разбухание по толщине после выдержки в воде 24 часа -2%;
Линейное изменение размера в плоскости плиты при разбухании -0,3 %;
Ударная вязкость при толщине плиты 16 мм -2 кДж/м²;
Теплопроводность в сухом состоянии: А-0,33 Вт/(м·°С); Б-0,44 Вт/(м·°С);
Паропроницаемость в условиях эксплуатации А и Б-0,23 мг/(м·ч·Па);
Плиты ЦСП изготавливаются следующих размеров: размеры листов 1,25 х 3,6 м, толщина 8…40 мм; Расход материала на 1 м³ плит : древесины 280 кг, цемента -770 кг, химических веществ -50 кг. Цементно-стружечные плиты не воспламеняются , являются атмосфероустойчивыми, не подвержены воздействию грибов и термитов а также отлично склеиваются с древесиной, металлами, полимерными основаниями.
Относительно легко поддаются обработке ( сверлению, пилению, фрезерованию).При сопоставлении показателей физико-механических свойств наиболее распространенных материалов выявляет значительные преимущества ЦСП. Из таблицы-1 наглядно видно, что плиты ЦСП обладают более высокие технические характеристики по сравнению с древесными плитами, обладают меньшей плотностью, чем асбестоцементные листы.
Таблица-1. Физико-механические свойства различных плитных материалов
Производство ЦСП
Технология производства ЦСП складывается из следующих технологических переделов: хранения на лесобирже древесного сырья, нарезания древесной стружки, гомогенизации древесной стружки в дробилках, приготовления цементно-стружечной смеси, фракционирования стружки, формования пакетов плит, прессования , отверждения плит, созревания кондиционирования , конечной отделки( шлифование, отделка поверхностей лакокрасочными материалами).
Рисунок-1. Технологическая схема производства ЦСП:( для увеличения фото, сделай 2 клика по ней)
1-станок для изготовления стружки; 2-бункер; 3-молотковая мельница; 4-мельница для мелкого размола; 5-бункер для цемента; 6-грохот; 7-бункер; 8-бункер для тонкого размола; 9-бункер для нормального размола;10-устройство для задвигания листов; 11-устройство для переворачивания листов; 12-смеситель; 13-склад листов; 14-формовочная станция; 15-устройство для очистки листов; 16-бункер для цемента; 17-сепарирующее устройство; 18-устройство для измерения массы поверхности( изотопы), 19-штабелеровочное устройство, 20-устройство для конечного штабелевания; 21-пресс,22-канал для отвердения; 23-склад для отстаивания; 24-климатизированный канал; 25-пила для обрезки кромки.
Технологическая схема производства ЦСП на оборудовании фирмы Бизон приведена на рисунке-1. Древесное сырье на лесобирже выдерживают в течении 2 месяцев в окоренном виде с целью выравнивания влажности и уменьшения содержания в древесине за счет биологических преобразований, активных легко гидролизуемых веществ.
Для изготовления древесной стружки применяют станки с ножевыми валами. В таких станках технологическая щепа тоже может обрабатываться. Получаемая фракция древесных частиц представляет собой тонкая длинная стружка имеющая толщину в пределах от 0,2…0,3 мм и длину в пределах 10…30 мм. Для получения оптимальной фракции древесных частиц, от рубительного станка стружка поступает в молотковую дробилку, которая размалывает ее в тонкую стружку для наружного слоя.
Рабочая фракция древесной стружки поступает далее в бункер промежуточного складирования. В бункере разгрузочное устройство обеспечивает точную и непрерывную дозировку смеси стружечного материала. Разделение древесной стружки на материал для среднего и наружного слоев производится в просеивательной машине. Здесь, в просеивательной машине, одновременно и происходит отделение грубого стружечного материала.
Дозирование отдельных компонентов ( цемента, древесной стружки . воды и химических добавок)а также приготовление смесей для среднего и наружного слоев производят в отдельных дозировочных смесителях и установках. Влага древесины учитывается при определении водоцементного отношения В/Ц. а измерение влагосодержимости древесины как источника сырья производится непрерывно. Соотношение компонентов в готовой плите следующее ( % по массе): 60 цемента, 20 древесины, 20 воды, связанной химически и физически.
Состав смеси( кг): примерно 700…770 кг цемента, 50 кг химической добавки, 280 кг древесных частиц.На точность толщины готовых изделий ( плит ЦСП) влияет качество формования. Во время процесса рассеивания насыпки смеси на поддонах происходит сепарирование материала в соответствии с размером стружки. При производстве ЦСП возможно добиться того же качества поверхности, что и для древесно-стружечных плит.
При мощности установки в 50 м³ в день, достаточно одной настилочной головки. Более производительные установки работают двумя или тремя настилочными головками. качество насыпки формовочного оборудования фирмы Бизон контролируется и регулируется установкой для измерения массы одной поверхности единицы площади ( изотопной измерительной установкой).
Рассеивание ( насыпка) материала на поддоны производится непрерывно. Здесь повторно происходит весовой контроль при помощи специальной установки для измерения массы, отнесенной к единице площади и заготовки, не отвечающие заданному значению, сбрасываются с технологической линии и подаются в бункер для повторного использования. Находящийся на поддонах бесконечный настильный ковер после прохода рассеивательной машины протягивается быстроходным ленточным конвейером и при помощи обрезочного станка с торцевой стороны разделяется на плиты.
Заготовки плит после формования при помощи штабелировочного устройства в зажимных каркасах ( зажимная тележка) составляются в пакеты. Затем пакет плит уплотняется в прессе под давлением 2,5 МПа на зажимный размер и фиксируется в таком положении. Зажимный размер рассчитывается по толщине плиты и поддона, по количеству плит в каждом пакете. Процесс схватывания занимает достаточно много времени, в течении которого пакет обязательно должен быть зажат на точный размер.
Зажим и деблокировка запрессованных пакетов происходит также в прессе. При линиях большой производительности предусматривается отдельный разжимный пресс. Для контроля над прессом схватывания фиксированные в зажимной тележке пакеты плит подвергаются предварительному затвердеванию в соответствующей камере под воздействием температуры. По истечении 6…8 часов плиты должны достичь твердости , при которой возможна их расштабелировка, которую производят поочередно: поддон, плита.
Поддоны очищаются, покрываются разделительной эмульсией и направляются обратно на формовочную линию. Компенсация количества поддонов при переналадке на другие толщины плит осуществляется магазином для поддона. После расштабелировки плит и отделения от поддонов производится предварительная обрезка с последовательной выдержкой на складе для созревания. Плиты на складе для созревания должны оставаться не менее 18 дней, по истечении этого срока они достигают почти конечной прочности.
Срезки ( отходы) плит дробятся и подаются в смеситель для повторного перемешивания в стружку -цементную массу для среднего слоя. С целью снятия внутреннего напряжения и установления равновесия между влагосодержимостью плиты и влажностью в атмосфере плиты проходят кондиционирование. Это мероприятие обеспечивает хорошую стабильность формы плитам, процесс принято называть кондиционированием. Кондиционирование плит происходит в проходном канале в положении на ребро в веерном перекладчике.
При конечной отделке в зависимости от назначения плиты могут быть отшлифованы с одной или с двух сторон и отделаны( по заказу) лакокрасочными покрытиями. Фирмой «Бизон-Верке» выпускаются технологические линии мощностью 25, 50, 100 и 200 м³ плит в сутки.
Применение ЦСП
При использовании ограждающих конструкций с деревянным каркасом и обшивки из ЦСП вместо железобетонных масса здания снижается в 2.4 …3 раза, расход стали -на 4 кг/м³, трудозатраты сокращаются в 1,5…1,8 раза, стоимость сокращается на 7…10 %. Конструкции на основе ЦСП рекомендуется применять для жилищно -гражданского, промышленного и сельскохозяйственного строительства . Для внутренних и наружных обшивок панелей стен, плит покрытий малоэтажных домов, плит перекрытия, обшивок каркасных перегородок , потолков подвесных, экранов, элементов пола и других целях.
Ограждающие конструкции с применением ЦСП могут быть выполнены на несущем деревянном и металлическом каркасе с использованием соединений на шурупах, болтах, скобах, целиком из ЦСП с использованием клеевых клеемеханических соединений, в виде трехслойных панелей типа сэндвич с пенопластовым средним слоем.
Раскрой листов ЦСП и сверление в них отверстий производят применяемым в деревеобработке твердосплавным режущим инструментом. Склеивание ЦСП осуществляют с помощью эпоксидных клеев. При проектировании конструкций из ЦСП, которые предназначаются для применения внутри помещений эксплуатируемые в нормальных условиях с нормальными влажностными режимами руководствуются техническими правилами и нормами СНиП II-3-79 » Строительная теплотехника , нормы проектирования.При этом,для таких изделий не требуется обеспечивание специальных мер конструктивной и химической защиты.
В таких случаях используется декоративная отделка поверхности плит отделочными лакокрасочными материалами, клеящимися пленками, обоями или декоративными плитками а также другими декоративными материалами. При эксплуатации конструкций в нагруженных условиях а также внутри помещений с влажным режимом должны должны соблюдаться следующие требования: не допускается крепить обшивки из ЦСП к каркасу без компенсационных зазоров , а также из жестких связей.
Величина зазора выбирается с учетом линейного измерения размера в плоскости листа при увлажнении. Поверхность ЦСП должна быть защищена влагозащитными покрытиями ( например, лакокрасочными материалами ПФ-115 по ГОСТ 6465-76* или гидрофобными пропиточными составами при условии периодического возобновления лакокрасочных покрытий по мере нарушения целостности защитной пленки. Особое внимание уделяется конструктивному выполнению стыков панелей обеспечивающих надежную герметизацию и необходимую податливость соединяемых элементов.
По возможности должна быть обеспечена максимальная проветриваемость ( высушивание) материала. Независимо от условий эксплуатации на период транспортирования, хранения и монтажа конструкций из ЦСП должны быть предусмотрены меры, предохраняющие конструкции от воздействия атмосферных осадков и контакта с грунтом.Конструкции с применением ЦСП разрабатываются специализированными предприятиями ( ВНИИдрев, Гипролеспром и др).Таким образом разработаны и предложены плиты покрытий длиной 6 м, шириной 3 и 1,5 м( альбом, шифр 142-80) для отапливаемых производственных зданий с кровлей из рулонных материалов с уклоном 2,5 …10 % с наружным и внутренним отводом воды.
Плиты покрытия запроектированы для следующих условий эксплуатации : масса снегового покрова 5…15 МПа( I….IV районы), расчетная зимняя температура наружного воздуха не ниже -50°С, относительная влажность воздуха внутри помещений не выше 75 %, температура воздуха внутри помещений 16…22 °С, сейсмичность районов строительства не выше 6 баллов, степень огнестойкости зданий III, IV и V с категориями производств В, Г и Д.
Плита покрытия состоит из несущих продольных клеевых деревянных ребер прямоугольного сечения и обшивок из цементно-стружечных плит (ЦСП). ЦСП прикрепляют к каркасу на шурупах, устанавливаемых в предварительно рассверленные отверстия. Утеплитель принят из полужестких минераловатных плит на синтетическом связующем. Конструкция плиты позволяет вентилировать воздушные прослойки вдоль и поперек здания а также устраивать проемы для пропуска коммуникаций.
Технико-экономические расчеты показывают что применение ЦСП для ограждения конструкций покрытия по сравнению с асбестоцементными плоскими листами позволяет уменьшить расход древесины на 7%. Кроме того, использование плит покрытия размером 3 х 6 м вместо плит размером 1,5 х 6 м позволяет дополнительно снизить расход древесины на 9…10 %.
Цементно-стружечные плиты ЦСП можно применять в качестве обшивок стеновых панелей, заменяя асбестоцементные плоские листы ГОСТ 18124-75*. Наиболее эффективные стеновые и перегородчатые панели с применением ЦСП имеют следующую конструкцию. Стеновая панель длиной 6 м имеет каркас из продольных и поперечных брусков поперечным сечением соответственно 50 х 144 и 40 х 114 мм. Поперечные бруски установлены с шагом 1500 мм и крепятся к продольным элементам уголкам на шурупах.
Обшивка из цементно- стружечных плит толщиной 12 мм крепится к деревянному каркасу оцинкованными шурупами с шагом 200 мм. Шурупы устанавливают в предварительно просверленные и раззенкованные отверстия. В качестве утеплителя приняты жесткие минераловатные плиты со средней плотностью 150 кг/м³ на синтетическом связующем. Между утеплителем и внутренней обшивкой из цементно-стружечных плит укладывают пароизоляцию из полиэтиленовой пленки.
Стеновая панель длиной 3 м имеет деревянный каркас из брусков поперечным сечением 40 х 144 мм, соединенных между собой на шип и обшивки из цементно-стружечных плит толщиной 10 мм и утеплителя. Стеновые панели типа «сандвич» длиной до 3 м -навесные, каждый ряд панелей установлен на консоли стальных ригелей, которые воспринимают вертикальную и горизонтальную нагрузки от панелей.
Перегородки с обшивкой из ЦСП можно применять в помещениях с относительной влажностью воздуха до 75% и наличием агрессивных газовых сред. В помещениях с повышенной влажностью воздуха ( более 60%) и наличием агрессивных газовых сред необходима защита ЦСП , каркаса и элементов крепления перегородок в соответствии с требованиями СНиП II-28-73 » Защита строительных конструкций от коррозии». Звукоизолирующая способность перегородок до 45 дБ.
Перегородки относятся к ктрудносгораемым с перделом огнестойкости до 0,5 ч. Перегородки для одноэтажных производственных зданий запроектированы сборными самонесущими. Перегородки в плане расположены по граням колонн здания. По высоте перегородки делятся на две части: нижнюю-из панелей и верхнюю-из трехслойных вкладышей по стальному каркасу.
Каркасно-обшивные панели состоят из деревянного каркаса, обшитого с двух сторон ( в зависимости от условий эксплуатации) гипсовой сухой штукатуркой, плоскими асбестоцементными листами или ЦСП. Средний слой-полужесткие минераловатные плиты на синтетическом связующем. Размер панелей 5980 х 1185 х 80 мм. Перегородки для многоэтажных производственных и вспомогательных зданий запроектированы сборно-разборными самонесущими и состоят из стального или деревянного каркаса, ошитого с двух сторон листами сухой гипсовой штукатурки или ЦСП.
Средний слой-мягкие минераловатные плиты. Перегородки в плане расположены по осям колонн и в пролете. Стойки каркаса устанавливают с шагом 600 мм и крепят к верхним и нижним горизонтальным элементам , предварительно прикрепленным к полу и потолку дюбелями. Обшивки перегородок прикрепляют к стальному каркасу самосверлящими а к деревянному -обычными шурупами.
*****