характеристики, властивості, області застосування, виробництво

Фанера - композитний матеріал, який створюється з деревини. Це листи, утворені склеюванням декількох тонких шарів дерева - шпону. Волокна суміжних шарів розташовуються під кутом один до одного, як правило, перпендикулярно. Завдяки цьому високі характеристики фанери і її стабільність при коливаннях вологості поєднуються з великими розмірами аркуша, що практично недосяжно для цільної деревини.

Як виготовляють фанеру

Виробництво складається з декількох етапів:

• Спочатку відібрані для виробництва колоди вимочують у теплій воді, щоб забезпечити деревині м'якість, необхідну для обробки.
• З підготовлених чураков певного розміру отримують шпон, який потім вирівнюють і висушують.
• Шпон сортується, в ньому усуваються дефекти і з нього формуються листи певного розміру.
• Листи шпону збираються в певному порядку і скріплюються між собою клеєм.
• Після висушування отриманих пакетів їх краю обрізаються до необхідного формату, а лицьові поверхні при необхідності шліфуються і покриваються декоративним шаром.

Отримання шпону для фанери

Для отримання шпону використовують різні методи. Найчастіше застосовують круговий лущення: підготовлений чурак обертається навколо поздовжньої осі, а спеціальний ніж знімає з нього тонкий шар.

Знятий шар деревини розгортається в стрічку, ріжеться на листи і відправляється на подальшу обробку.

В деяких випадках використовують лущення з ексцентричним обертанням заготовки. Це дає більш цікавий періодичний рисунок через перетину ножем річних шарів.

Рідше використовують плоске стругання, яке дозволяє отримувати шпон із заданим характером малюнка в залежності від напрямку обробки. Розрізняють тангенціальний і радіальний шпон. Вони розрізняються розташуванням площині обробки по відношенню до радіусу колоди і видом візерунка, який утворює деревна структура. Для виробництва шпону цим методом відбирається якісна деревина, яка не має вад.

Для особливих випадків шпон виробляють методом розпилу. Цей метод не вимагає спеціальної підготовки деревини і дозволяє отримати натуральний візерунок з природним кольором.

Усунення дефектів і формування листів

Отриманий шпон містить різні дефекти, успадковані від деревини. Крім того, можуть бути пошкодження, обумовлені самим процесом виробництва. Крім того, первинний матеріал не завжди відповідає необхідному формату аркушів. Для приведення шпону до потрібних параметрах проводиться його додаткова обробка.

Перш за все, проводиться відбір і вибракування матеріалу. Видаляються негідні листи або їх частини, слабо пов'язані або уражені гниллю та відбираються придатні для подальших етапів. Вирізаються гнилі, пухкі і неякісні ділянки. Потім окремі деталі прирізають по краях і склеюються в листи потрібних розмірів. При необхідності видаляються сучки і на їх місце вставляються заплатки. Таким же чином ремонтуються розійшлися тріщини.

Склеювання

З підготовлених і висушених листів шпону формуються клей-пакети. Зазвичай в них входить непарна кількість шарів. Центральний шар укладається структурою в поперечному напрямку, кожен наступний - під прямим кутом до попереднього. Напрямок зовнішніх шарів з обох сторін збігається і вважається поздовжнім.

Є фанера і з парною кількістю шарів. У цьому випадку два центральних шару мають однаковий напрямок структури. Всі верстви, як правило, мають однакову товщину. Але в Гості спеціально зазначено вимогу, щоб однаковими були шари, розташовані симетрично щодо центрального.

Склеювання шпону проводиться за допомогою преса і високої температури. Прес забезпечує рівномірність і мінімальну товщину клейових шарів, а нагрів необхідний для затвердіння смоли. Після склеювання листи витримуються в пакетах для рівномірного охолодження і вирівнювання внутрішніх напружень і вологості.

Обрізка

Склеєні плити обрізаються по краях на спеціальних верстатах. Ця операція дає рівні торці і забезпечує точний формат аркушів.

Марки і сорти фанери

Фанеру ділять на види, марки і сорти за кількома параметрами:

• породі деревини, яка йде на шпон ;
• типу клею, яким клеїться шпон, спеціальному просоченню і інших особливостей виробництва, які визначають основні якості матеріалу;
• якості лицьових шарів і застосування спеціальних покриттів.

За типом деревини фанеру ділять на лиственную і хвойну. Для них навіть існує два окремих стандарту: ГОСТ-3916. 1-96 і ГОСТ-3916. 2-96. Фанера може виготовлятися як з шпони одного виду, так і з їх поєднанням. Її вигляд визначається по виду деревини зовнішніх шарів.

Марки

Існує кілька марок фанери, що розрізняються за своїми властивостями.

1. ФСФ - фанера, склеєна фенолформальдегидной смолою. Міцна і досить стійка до зволоження. Найчастіше застосовується в будівництві.

2. ФК - шари шпону склеюються карбамідним клеєм. Матеріал має дещо меншу, ніж ФСФ, вологостійкість. Як правило, при виробництві легше забезпечується екологічна безпека. Застосовується для виробництва меблів, тари, для внутрішньої обробки, конструкцій, що застосовуються в сухих приміщеннях.

3. ФБ - сімейство бакелізірованной фанери з різними варіантами склеювання і просочення шпони бакелітовими смолами. Застосування бакелітовій смоли додає плитам поверхневу твердість, в 2-4 рази збільшує межа міцності при вигині, підвищує вологостійкість на 50-70%.

Особливо високою міцністю і вологостійкістю володіє фанера ФБС, повністю виготовлена ​​із застосуванням спирторозчинною бакелітовій смолою. Вона витримує навіть контакт з морською водою. З неї виготовляють пайоли, банки і Транці для надувних човнів, деталі корпусного набору малих суден.

Марка ФБВ відрізняється тим, що для склеювання застосовується водорозчинна смола. Через це ФБВ приблизно на 16% менше вологостійка, ніж ФБС.

Крім цих двох, є додаткові марки, з різним комбінуванням спирторозчинних і водорозчинних смол: ФБС-1, ФБВ-1, ФБС-1А.

Для бакелізірованной фанери марок ФБС і ФБВ на зовнішній шар використовується шпон не нижче II сорту, для фанери з комбінуванням смол різних видів (ФБС-1, ФБВ-1, ФБС-1А) застосовується шпон не нижче III сорту. Детально технічні умови описуються в ГОСТ 11539-2014.

4. ФБА - єдина марка повністю натуральної фанери. У ній шпон склеюється альбумінової або казеїновим клеєм. Цей матеріал абсолютно безпечний екологічно, але не влагостоек.

Сорти

Сорт фанери визначається якістю її поверхні. Деревина - неоднорідний матеріал, в якому можуть зустрічатися сучки, каверни, тріщини, гниль. При лущенні ці дефекти переходять в шпон. Про їх видалення було сказано вище, в розділі, присвяченому виробництва.

В ГОСТах визначено великий перелік усіх допустимих дефектів: як природних для деревини, так і специфічних огріхів виробництва. У ній передбачена допустимість дефектів кожного виду для кожного сорту матеріалу, їх граничні розміри та кількість, що припадає на лист або на одиницю площі.

Для листяних і хвойних порід вимоги однакові, тому сорти хвойної фанери мають в позначенні індекс "х". Нижче в дещо спрощеному вигляді перераховані допустимі дефекти для листяних і для хвойних порід.

Елітний сорт Е.

• На поверхні листів сорти Е неприпустимі ніякі видимі дефекти.
• На хвойної фанери сорти Ех можуть бути шпилькові сучки в кількості до 3 штук на 1 м ² .
• Для листяної допустимі поодинокі незначні зміни в структурі деревини.

Сорт 1.

• сучки, в тому числі випадають і отвори від них;
• зімкнуті тріщини (для 1x - розійшлися тріщини розмірами до 250х3 мм);
• світла прорість - сліди зарослих механічних пошкоджень деревини;
• здорове зміна кольору;
• прогалини шпону внутрішніх шарів шириною до 2 мм, крайові дефекти;
• ремонтні вставки для закладення сучків.

Сорт 2.

• сучки і червоточини;
• зімкнуті і розімкнуті тріщини ;
• світлі і темні прорости;
• засмолкі і смоляні кишені;
• нахлест шпону зовнішнього шару;
• подряпини і вм'ятини;
• вставки шпону для закладення сучків і прогалин;
• клейова стрічка або просочування клею.

Сорт 3

Поверхня фанери 3 сорти може містити всі види дефектів, перераховані для 2 сорту. Різниця в їх кількості і розмірах. Перерахуємо деякі з них.

• Допустима довжина нахлесток для хвойних порід збільшена з 200 до 400 мм, а їх кількість - з 3 до 5 штук. Аналогічні зміни є і для листяних порід.
• Довжина тріщин збільшена з 300-400 мм до 600, а їх ширина - з 2 до 5 мм, а для сорту 3x - до 10.
• Знято обмеження на довжину зімкнутих тріщин;
• для хвойних порід знято обмеження на кількість сучків і збільшений їх розмір до 70 мм, а для листяних дозволені сучки з тріщинами.

Сорт 4

Для фанери 4 сорти знято більшість обмежень. Регламентуються тільки максимальні розміри великих дефектів, таких як сучки (до 100 мм), що розійшлися тріщин (до 15 мм) ширина крайових дефектів (до 15 мм) та інших. Цей сорт - технічний матеріал, до зовнішніх шарів якого пред'являються мінімальні вимоги з тим, щоб вона зберігала необхідні механічні якості.

Додаткові вимоги до якості.

Для кожного сорту фанери існує вимога до кількості видів одночасно присутніх на аркуші дефектів. Наприклад, якщо крім сучків є ще тріщини, нахлестки і прорости, то сорт такого матеріалу не може бути вище, ніж 2 або 1x.

для сорту 4 допустимі в будь-якій кількості будь-які дефекти за винятком гнилі, але з обмеженням їх розмірів відповідно до таблиці №3 ГОСТу.

Якість двох різних поверхонь листа може не збігатися. В цьому випадку сорт позначається для кожної з них, через косу риску. Наприклад, сорт фанери 1/2, сорт 2/2, сорт 2/4, сорт 4/4 і так далі.

Види лицьовій поверхні фанери

Фанеру розрізняють по ступені й способу обробки її поверхні:

• шліфована (НШ);
• шліфована з однієї сторони (Ш1);
• з двостороннім шліфуванням (Ш2)

Шліфування надає матеріалу гладкість, і робить його готовим для чистової обробки, що зручно для оздоблювальних робіт або при виготовленні меблів. Шліфуванню піддається одна або обидві сторони аркуша.

Поверхня фанери може покриватися шаруватим паперово-смоляним покриттям на основі фенол-формальдегіду. Це покриття додає поверхні твердість і зносостійкість. Ламіновану фанеру використовують в меблевому виробництві, для оздоблювальних робіт, в якості матеріалу для створення різних конструкцій, для виготовлення багаторазової опалубки.

Маркування фанери

Основні параметри фанери вказуються в позначенні, якої вона маркується. Стандартна маркування містить:

• найменування матеріалу;
• породу, з якої виготовлений шпон зовнішніх шарів;
• марку;
• сорт;
• клас емісії;
• вказівку на шліфування поверхні;
• формат листів;
• вказівку стандарту.

Наприклад: "Фанера сосна ФСФ 2/4 Е1 Ш1 1525х1525х6,5 ГОСТ 3916. 2-96" - це позначення соснової фанери ФСФ з поверхнями 2 і 4 сортів, першого класу емісії, з односторонньою шліфуванням, товщиною 6,5 мм розмірами 1525х1525 мм, виготовлена ​​відповідно до ГОСТ 3916. 2-96.

Для ламінованої фанери додатково вказується марка плівки. Маркування бакелізірованной фанери простіше. У неї входять тільки найменування, марка, розміри і вказівка ​​на стандарт.

Наприклад: "Фанера ФБС 1500х1250х5 ГОСТ 11539-2014".

Технічні характеристики фанери

Міцність і щільність фанери

Міцність фанери залежить від характеристик вихідної деревини і міцності склеювання. На міцність побічно вказує щільність матеріалу. Як правило, щільність фанери коливається в межах 550-750 кг / м ³ , тобто, приблизно відповідає щільності деревини або трохи перевищує її через більш високої щільності смоли, якою скріплюється шпон.

В ГОСТ для звичайної фанери передбачені різні рівні щільності - від 300 до 1000 кг. Низька питома вага можливий при використанні легкої деревини і "пухкого" шпону. Ускладнення відбувається через застосування більш щільних смол і інших особливостей виготовлення конкретного виду матеріалу. Наприклад бакелізірованная фанера може мати щільність до 1200 кг / м ³ . Вона ж відрізняється найбільшою міцністю.

Головні, найбільш важливі показники міцності фанери - це межа міцності при вигині, міцність утримання кріплення. Міцність фанери марок ФСФ і ФК на вигин приблизно в 3-4 рази нижче, ніж у цільної деревини. Марки ФБС і ФБВ по міцності перевершують вихідну деревину. Опір шурупів висмикування досить високо за рахунок вираженої шаруватої структури (при установці в пласть) і досягає 6-8 кг на кожен міліметр довжини кріплення.

Екологічність

Екологічні властивості фанери характеризуються її класом емісії. Найкраща в цьому відношенні марка - ФБА. У ній зовсім немає синтетичних матеріалів.

Решта марки фанери в тій чи іншій мірі є джерелами летючого формальдегіду. Для використання в житлових приміщеннях слід вибирати матеріали з класом емісії Е1 і нижче. Цікаво, що в ГОСТ для ламінованої фанери передбачений тільки клас Е1.

Біологічна стійкість

Фанера не застрахована від ураження гниллю, синявою (для хвойних порід), цвіллю. Однак стійкість фанери до біологічного і поразки вище, ніж у звичайної деревини. Це обумовлено тим, що шпон знаходиться в безпосередньому контакті з фенольними або карбамідними смолами, які частково виконують функції антисептика.Хвойний шпон має більш високу опірність за рахунок особливостей деревини. Найбільшою стійкістю володіє бакелізірованная фанера.

В будь-якому випадку слід враховувати умови експлуатації матеріалу і вибирати відповідний для них або проводити додаткову антисептичну обробку.

Горючість

Фанера відноситься до сильно горючих матеріалів. Це обов'язково потрібно враховувати при її застосуванні. Підвищити вогнестійкість конструкцій і виробів з неї можна спеціальною обробкою. Є й особливий, важко горючий сорт фанери - ФСФ-ТВ.

Вологостійкість

Вологостійкість найбільш популярних сортів ФСФ і ФК демонструє випробування на розшарування листа, яке проводиться після сильного зволоження. Фанеру ФК перед випробуванням вимочують у воді протягом 24 годин, марка ФСФ піддається кип'ятіння протягом години, а за погодженням із замовником - протягом 6 годин. Марки ФБС і ФБВ також піддаються часовому кип'ятіння.

Після обробки водою і висушування межа міцності на сколювання по клейовому шару для різних марок становить:

• ФК і ФСФ - від 2 до 10 кгс / см ² (0,2-1 МПа);
• ФБВ - 14,7 кг / см ² ;
• ФБС - 17,6 кг / см ² .

Марка ФБС підходить для тропічного клімату і інших складних умов.

Ізоляційні властивості

Фанера може використовуватися в складі зовнішніх огороджувальних конструкцій. При такому застосуванні слід враховувати її ізоляційні якості.

Проникність для вологи.

Будь-яка фанера здатна вбирати воду, і тому проникна для вологи. Однак влагопроницаемость матеріалу має капілярний характер і залежить від типу просочення. У будь-якому випадку, при зволоженні одного боку волога проникне на протилежну і може передаватися на суміжні шари захисної конструкції.

Теплопровідність.

Теплопровідність фанери залежить від її щільності і може коливатися від 0,09 до 0,25 Вт / (м ∙ К). Для найбільш використовуваних марок теплопровідність матеріалу близька до деревини.

Паропроникність.

Проникність для водяної пари - важливий параметр, який враховується при розрахунках багатошарових конструкцій, які огороджують приміщення з штучним мікрокліматом.

Паропроникність фанери приблизно втричі нижче, ніж проникність деревини в напрямку поперек волокон, і вп'ятеро нижче, ніж проникність цегляної кладки. Це властивість в деяких випадках можна використовувати для пароізоляції стін зсередини, і обов'язково потрібно враховувати при використанні фанери для зовнішньої обшивки.

Особливості застосування

При використанні фанери слід враховувати деякі її особливості.

Маючи плоскі деталі в трьох взаємно перпендикулярних площинах, легко домогтися високої міцності вироби. Головне - грамотно розподілити діючі навантаження і забезпечити надійність кріплень.

Цвяхи дуже важко входять в пласть листа, а в торці практично не тримають. Використовувати цвяхи можна тільки в якості нагелів - забиваючи в попередньо просвердлений отвір. Вони використовуються під навантаження "на зріз" і порівняно слабо чинять опір висмикування.

Самонарізи і шурупи, вкручені в пласть, дуже добре пручаються висмикування. Але практично завжди для їх установки потрібна попередня засверловка.

При розпилюванні фанери потрібно враховувати легкість, з якою при цій операції виникають поверхневі відколи й відриви шпону. Для отримання чистого різу потрібно використовувати дрібнозуба пилки, високошвидкісні розпилювальні верстати з підрізної фрезою, а при роботі ручним інструментом залишати запас для чистової обробки шліфуванням. Для шліфування потрібно використовувати стрічкову шліфувальну машину з напрямком руху стрічки вздовж кромки.

Основна область застосування фанери - це будівництво. Її застосовують для обшивки каркасних конструкцій і облицювання, в якості основи під покрівлю або підлогового покриття.

В залежності від марки цей матеріал застосовується у виробництві тари і меблів, в суднобудуванні і вагонобудуванні. З нього робляться настили під вантаж і переставна опалубка для бетонних робіт.