Материалы

ГОСТом 20850-84 рекомендовано производить клееный брус из хвойных лесоматериалов сосны или ели, как самого экономичного и распространённого сырья. Сосну обыкновенную отличают и другие важные с точки зрения технологической оптимальности качества: прямой и ровный ствол — сбег 1 см на метр, легко строгается и пилится; превосходит по стойкости к гниению остальных хвойных представителей, из лиственных пород с ней сравним только ясень (ГОСТ 20022.2-80).

Склонность к синеве при повышенной влажности можно считать недостатком, влияющим, однако, на облик, но не на технические свойства материала. Применение лиственницы значительно добавляет к стоимости бруса, но окупается улучшенными характеристиками (на 30-60%) по сравнению с другими хвойниками.

Изготовление клееного бруса подчиняется следующим государственным стандартам:

• ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород»
• ГОСТ 24454-80 «Пиломатериалы хвойных пород. Размеры»
• ГОСТ 20850-84 «Конструкции деревянные клееные»

Древесина для изготовления бруса

В первую очередь необходимо несколько слов сказать о породах древесины, которые используются для изготовления бруса, и о том, какая из них будет более уместна в конкретном случае.

В подавляющем большинстве случаев на изготовление бруса для строительства домов идет древесина хвойных пород.

Самыми популярными видами древесины при изготовлении как массивного, так и клееного бруса являются хвойные породы — это сосна, ель, лиственница и кедр. Из лиственных пород деревьев чаще всего используется осина, так как благодаря своей структуре, она имеет низкую теплопроводность.

• Сосна является наиболее доступным по цене пиломатериалом, поэтому из нее в очень широких масштабах изготавливают массивный брус и собирают клееный. Такой материал отлично подходит для строительства жилых домов. Есть, конечно, у сосны и весьма значительные недостатки, в частности – хрупкость, но невысокая стоимость в достаточной мере окупает их.

Образцы соснового массивного профилированного бруса.

• Брус из кедра или лиственницы имеет более высокую стоимость, но он отлично подходит для возведения бань. Такие материалы не только обладают выраженной устойчивостью к влажности и перепадам температур, но и благодаря своим природным качествам способны создать в помещении оздоравливающий микроклимат.

Брус из лиственницы – отменные показатели прочности и долговечности. Часто используется для наиболее нагруженных элементов конструкции деревянного дома – венца, обвязки, балок перекрытия.

Лиственница имеет очень плотное структурное строение волокон, поэтому и вес пиломатериалов из нее весьма немал. Поэтому несущей способности фундамента под стены необходимо делать прочным и надежным. В состав этой древесины входит натуральный антисептик, который делает ее защищенной от появления вредных насекомых и плесени. Очень часто брус из лиственницы используется «точечно», то есть на отдельных участках строительства. Например, его можно применить для нижнего венца, верхней обвязки, мауэрлата, а стены при этом возвести из более дешевого соснового.

• Еловая древесина обладает не слишком высокой прочностью и довольно неустойчива к гнилостным процессам. Кроме того, этот материал имеет большое количество сучков, которые также неблагоприятно влияют на долговечность материала.
• Еловый клееный брус – далеко не лучший вариант для внешних стен дома. А для внутренних – почему бы и нет?

Однако, те же сучки, а также характерный фактурный рисунок волокон и красивый оттенки цвета делают этот материал довольно живописным. Поэтому еловый брус чаще всего используется для возведения внутренних перегородок, которые станут украшением интерьера комнат даже без дополнительной отделки.

Классификация и технология

Доски, используемые для изготовления клееного бруса, могут быть 3-го сорта (вообще же пиломатериалы хвойные подразделяются на отборный, 1, 2, 3 и 4-ый сорт). К ним не обязательно предъявлять высокие требования, поскольку пороки древесины возможно нивелировать особенностями технологии: просушиванием, склеиванием, размещением во внутренних слоях. Некоторые дефекты — повреждённые сучки, крупная червоточина и кармашки — могут быть исправлены шпатлевкой или заделкой пробкой на клею.

Все виды клееного бруса в той или иной мере отличаются технологией производства, но при этом имеют общий принцип сборности из отдельных элементов и соединения их на синтетический водостойкий клей.

В клееном брусе могут присутствовать один или оба вида склеивания:

• По сечению — ламели собирают пласть к пласти, формируя брус нужной ширины. В этом случае способ называется «на гладкую фугу», предполагающий, что совмещаемые поверхности должны быть гладкими;
• По длине — ламели соединяют торцевыми сторонами, на которых предварительно высечены зубцы — ряд остро-вытянутых треугольников. Способом на зубчатый шип можно наращивать клееный брус, достигая немыслимой для цельного длины — 18 и более метров.

Клееный брус простой

Брёвна разделяют на доски, которые затем превращают в ламели — просушивают, обрабатывают антисептиком, калибруют по размерам и шероховатости поверхностей, сращивают до необходимой длины. Подготовленные таким образом элементы склеивают под прессом.

Клееный брус профилированный

Проходит те же технологические этапы, но после склеивания боковые грани профилируют на строгальном станке. Созданный продольный профиль изделия представляет собой чередование пазов и гребней.

Клееный брус утеплённый

Сборка ламелей происходит совершенно по-другому. Используются только две ламели — их ставят на кромку параллельно друг другу на расстоянии, равном проектной ширине бруса, и скрепляют деревянными перемычками. Полученный каркас заполняют вспененным полиуретаном, в результате чего конструкция напоминает бризолит. В завершение брус профилируют, с торцов зарезают выемки для угловых соединений и высверливают отверстия под стяжки.

Характеристики клееного бруса

• Прочность клеевого соединения должна быть не менее, МПа: на скалывание — 5, на изгиб: при нагружении кромки — 24, пласти — 27
• Влажность древесины 12±3%
• Теплопроводность 0,1 Вт/(м·°С). Для сравнения: сосна — 0,18, пенобетон — 0,37, железобетон — 2,04 Вт/м*С. Жилой дом из утеплённого клееного бруса с толщиной стены 150 мм в 2,5 раза эффективнее удерживает тепло, чем дом из обычного клееного бруса 200 мм. При этом возникает экономия на материале примерно 35%. Так, на дом 6×9 м уйдёт 26 кубов обычного клееного бруса либо 17 — утеплённого.
• Нарушение геометрии. Даже просушенная клееная древесина способна во время эксплуатации терять влагу и деформироваться, хотя и в значительно меньшей степени, нежели цельный массив. Из-за неравномерности усушки (внутренние слои сохнут медленнее) на лицевых ламелях могут появляться трещины. Утеплённый клееный брус лишён этого недостатка, поскольку внутри вместо дерева находится полимер.
• Подверженность болезням. Хотя на этапах производства элементы клееного бруса обрабатываются антисептиком, рекомендуется дополнительно покрыть только что возведённые стены защитными средствами (в идеале — комбинированными, повышающими огнестойкость и устойчивость к биологическому разрушению грибками, древогрызущими насекомыми).
• Усадка стен. Обычно стены дома из клееного бруса дают ничтожно малую по строительным меркам усадку на 1-1,5 см в течение первого года, но возможно и 3-4 см.
• Огнестойкость группа Г. Относится к трудногорючим материалам.

Не разойдутся ли ламели в брусе?

Клееный брус производится посредством продольного склеивания нескольких деревянных досок (ламелей), в качестве сырья используется древесина хвойных пород. Характеристики этого материала во многом зависят не только от клеевой системы, но и от параметров ламелей. Чтобы брус со временем не разделился на составные, ламели должны соответствовать следующим критериям.

Допустимая влажность – доска после распила (обычно толщина ламеля 50 мм) сушится до допустимых показателей — 8-15%, но влажность соседних ламелей не должна расходиться больше, чем на 4%. Превышение этих ограничений чревато растрескиванием бруса после сборки конструкции, развалиться дом не развалится, но декоративность и герметичность однозначно пострадает.

Качество подготовки ламелей – после первичной калибровки (минус 1-2 мм), перед склейкой обязательно выполняется чистовая калибровка на строгальном станке, геометрия на выходе должна быть практически идеальной. Допускается погрешность не больше 0,1 мм на погонный метр, недопустимы «волны» или вырванные волокна.

Если оборудование изношенное, с затупленными ножами или заточенными, но не под тем углом, обработать ламель правильно не получится.

Хотя при распиле напряжение между волокнами древесины снимается, что позволяет готовому брусу избежать деформации, если нарушена технология обработки, качество шва может снизиться.

Это приведет к плачевным последствиям для уже построенного дома.

Чистовая калибровка перед склейкой делается для выравнивания геометрического размера по всей длине доски, чтобы брус получился точных размеров. Это важно как для правильной склейки, так и для последующей разделки клееного бруса на детали домокомплекта. Снимается еще 1-3 мм. Если на доске остаются непростроги – она должна откладываться для повторной обработки, склейка с непрострогами не допустима.

Однако сертификация клееного бруса у нас добровольная, следовательно, испытания, проводимые для доказательства соответствия продукции заявляемым характеристикам, практикуются не на всех производствах.

За каждый дом поручиться нереально, но сама технология существует с пятидесятых годов, встречаются строения (в основном, промышленного и общественного назначения) советских времен, существующие и по сей день. В Европе тестовые дома находятся на территории одного из институтов, их отслеживают более пятидесяти лет. Пока «полёт» нормальный. Что характерно, эти дома сделаны специально без антисептирования, так как главная идея исследования – определить поведение клеевых швов, а не самой древесины.

Интересно, что в Швейцарии и по сей день эксплуатируются железнодорожные станции, построенные из клееного бруса еще в 1910 году, а в здании главного вокзала в Стокгольме (1925 год) есть несущие узлы из клееного бруса, причем склеены ламели еще казеиновым составом.

Достоинства

• Прочность клееного бруса (выше на 50-70% цельного) значительно расширяет возможности деревянных конструкций, вводя их в сферу многоэтажного строительства, большепролётных зданий и сооружений — объектов промышленного, сельскохозяйственного назначения, спортивных и развлекательных комплексов, торговых центров;
• Улучшенная теплоизоляция, особенно утеплённого бруса позволяет экономить на отоплении;
• Достаточно малые сроки возведения объекта. Так, дачный дом 9×9 м под ключ устанавливается за 4-5 недель;
• Клееные деревянные изделия более огнестойки и менее подвержены гниению, чем натуральная древесина;
• Природная красота текстуры дерева на идеально гладких поверхностях.

Недостатки клееного бруса

• Цена в 2-3 раза выше профилированного бруса естественной влажности, окупаемая, впрочем, качеством построенного дома, эффектным внешним видом;
• Даже незначительное нарушение технологии, использование некачественного сырья способны привести к расслоению, деформации бруса, ухудшению, как следствие, эксплуатационных и декоративных свойств;
• Утеплённый клееный брус из-за наличия полимера теряет в воздухопроницаемости;
• Во время постройки необходимо соблюдать максимальную чистоту, т.к. если грязь въестся в изделие — ее потом будет очень трудно убрать. Оттирание грязи создают белесое петно, от которого трудно избавиться;
• Жесткие требования строительства во избежание губительного воздействия сырости, перепадов температур: после доставки бруса на стройплощадку необходимо без промедления приступить к возведению дома, сразу подводить под крышу и уже к наступлению отопительного сезона должно быть всё готово к прогреву дома (очень щадящему на первом этапе).

Транспортировка

Клееные брусья, упакованные в виде транспортных пакетов, при погрузке, перевозке и хранении должны быть надёжно защищены от попадания влаги, загрязнений, механического повреждения.