Состав плита осб: ОСБ плита — вредность для здоровья

NDT (неразрушающий контроль) могут быть точной и быстрой альтернативой для прогнозирования механических свойств лигноцеллезных материалов.Баркароло (2019) изучил дюбельные соединения в балках из желтой сосны, ламинированных гвоздями, с использованием как статического, так и неразрушающего ультразвука. Автор заметил, что, хотя ультразвуковой тест имеет тенденцию переоценивать жесткость (MOE), корреляция со статическими тестами составляет 80% (R ² = 0,8). Аналогичные результаты наблюдались Alencar и Moura (2019) в своем исследовании панелей CLT. Их данные показали, что значения неразрушающего контроля были выше, чем у статических испытаний, но ультразвук был хорошим быстрым и недорогим методом для прогнозирования жесткости древесины.Barreto et al. (2019) в своей работе по перекрестно-ламинированной древесине-бамбуку, сортированному бамбуку и желтой сосне, используя как неразрушающий ультразвуковой контроль, так и статические тесты. Они сообщили о корреляции между прогнозируемыми значениями MOE материала, бамбука и сосны, и MOE панели на уровне 95%. Bo et al. (2017) в своем исследовании композитных ориентированно-стружечных плит из повторно используемого препрега очень успешно механически характеризовали свои панели с помощью ультразвукового метода.

Ван et al. (2019) использовал метод неразрушающего контроля поперечной вибрации для оценки модуля сдвига в плоскости плит OSB. Они отметили очень хорошую взаимосвязь между методом неразрушающего контроля и методом крутильных колебаний с консольной пластиной. Они также пришли к выводу, что при теоретическом анализе OSB следует рассматривать как ортотропный материал, а не как однонаправленный композит.

Жизнеспособность использования промышленных отходов, коры эвкалипта и стружки лесопилок в качестве сырья для производства панелей типа OSB была основной целью данного исследования.Поэтому в их состав были включены разные пропорции этих двух материалов, а качество конечного продукта сравнивалось с пороговыми значениями, установленными стандартами и опубликованными исследованиями.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Материалы

Подготовка сырья

Для создания панелей было использовано три вида сырья: Кора Eucalyptus grandis , предоставленная Technomade Indústria e Comércio de Madeiras Ltda; сосновые стружки, полученные в Лаборатории моделей Лондонского государственного университета; и сосновые пряди, предоставленные LP Brasil OSB Building Products (рис.1).

Для достижения стандартизации размеров трех используемых материалов кору, нити и стружку переносили на вибрационное сито, а частицы, задержанные в лотке с ячейками 19 мм, отделяли и хранили в пластиковых пакетах.

Материалы помещали в вентилируемую печь при 135 ° C до достижения влажности от 3% до 4%. После сушки кору разрезали на пряди шириной 15 мм и длиной от 40 до 60 мм.Материалы в виде частиц разделяли с помощью вибрационных сит с размером ячеек 38 мм, 19 мм и 4,8 мм. Только то количество, которое оставалось в 19-миллиметровой толщине, было выделено для изготовления панели.

Эта процедура позволила гомогенизировать частицы с учетом оптимального коэффициента гибкости (Barnes 2000).

Рис. 1. Частицы, слагающие панели — кора, пряди и стружка

Методы

Четыре панели композиции (от P1 до P4) были изучены в этом исследовании.Целью было производство панелей с такой же конечной толщиной 10 мм, которая требуется для промышленных плит OSB (от 8 до 10 мм, LP Brasil, 2019).

Определение массы частиц для каждого типа проводилось в соответствии с таблицей 2. Было изготовлено пять панелей каждого типа, всего 20 панелей.

Таблица 2. Состав частиц панелей

Каждая группа панелей получала 6% смолы и 1% парафиновой эмульсии в расчете на сухой вес частиц.Введение парафина в состав панели было направлено на улучшение реакции на набухание.

Фенолформальдегидный клей (PF) с содержанием твердого вещества 53,2%, pH 12 и вязкостью 500 сП был поставлен Si Group Crios Resinas S.A (Rio Claro-SP, Бразилия). Композицию (кору, стружку и пряди) помещали в бетономешалку емкостью 400 л со стальным барабаном и встряхивали в течение 5 мин для стандартизации смеси. Клей наносили распылением, и частицы перемешивали в течение 5 мин для распределения клея.

Затем частицы направлялись в сепаратор частиц (рис. 2). Материал ориентировали в бункерах, оборудованных сепараторами.

Рис. 2. Ориентация устройства для частиц — адаптировано из Nascimento et al. (2015)

Каждая панель состояла из трех слоев, внутри которых располагались частицы с пропорциями граней / сердцевины от 40 до 60. Внешние грани были ориентированы в одном направлении, тогда как сердцевина имела случайное распределение (Cloutier 1998; Iwakiri 2002).После настройки панели было выполнено предварительное прессование с помощью гидравлического пресса (модель ENERPAC IPE-3060, Diadema-SP, Бразилия). Головка пресса была изготовлена ​​из стали и имела размеры 40 см. ² × 40 см. ² × 2,54 см (1 дюйм) толщиной. Панель находилась под постоянным давлением 30 тонн в течение 5 мин. Затем панели были доставлены на предприятие по производству дверей (Madeplak Comércio de Compensados ​​e Madeiras) и отправлены на окончательное прессование с помощью механического гидравлического пресса (OMECO, Cuiritba-PR, Бразилия) с автоматической системой контроля температуры и давления.Прессование было непрерывным без пауз, температура была установлена ​​на 160 ° C в течение 8 минут при давлении 4 МПа (Iwakiri 2005; Nascimento et al. 2015; Bo 2017).

Панели, изготовленные в лаборатории, могут иметь меньшие размеры, чем панели, производимые в промышленности. Nascimento et al. (2015) выполнили свое исследование с использованием размеров 40 x 40 см ² с хорошими результатами. Размеры панелей были фиксированными 40 х 40 см с пропорциями, показанными в Таблице 1, как описано ранее.Панели оставались сложенными в течение 48 часов, чтобы завершить процесс отверждения. Всего было создано по 5 панно каждой композиции. Затем панели были обрезаны до окончательного размера 35 x 35 см ² . Средняя толщина панелей составляла 10 ± 2 мм. Каждая панель была разрезана на образцы, как показано на рис. 3, в соответствии с EN 326-1 (1994). В таблице 3 показано количество образцов на испытание. Всего было протестировано 120 экземпляров.

Таблица 3. Количество образцов на испытание, которое должно быть выполнено в соответствии со специальным стандартом

Фиг.3. Вырезка образца

Коэффициент уплотнения был рассчитан согласно формуле. 1,

(1)

, где CR обозначает степень уплотнения, _панель — плотность панели (г / см3) и _∑mat — это сумма плотностей отдельных сырьевых материалов (г / см ³ ).

Неразрушающий ультразвуковой контроль

Неразрушающий ультразвуковой контроль (NDT) был проведен на всех образцах панели, как описано на рис.3 и Таблица 2. Использовалось оборудование модели Agricef – USLab. Выходное напряжение составляло 700 В через преобразователи в металлической оболочке, которые работали с частотой 45 кГц для прямого измерения скорости распространения волн в микросекундах. В ходе испытания датчики помещали в центр плоской поверхности конечностей образца с нанесением тонкого слоя геля без спирта толщиной примерно 1 мм (Barcarolo, 2019). Динамическая MOE (MOE _d ) была определена с помощью следующего уравнения:

(2)

, где MOE _d — динамический модуль упругости (10 ^-6 МПа), V — скорость продольной волны (м / с), а  — кажущаяся плотность панели (г / см ³ )

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Таблица 4 показывает степень уплотнения кажущейся плотности и влажность всего образца.Панели были спроектированы так, чтобы соответствовать значениям плотности, найденным в литературе, которые в среднем составляют 0,65, как указано Cloutier (1998), Surdi et al. (2014) и LP Brasil (2019). Панели P3 и P4 показали самые высокие значения плотности по сравнению с остальными из них. В этих панелях доля коры была выше, чем в других, чтобы соответствовать конечным 10 мм толщины, как указано выше. Как следствие, степень уплотнения в этих двух типах P3 и P4 увеличилась (2,53 и 2,82, соответственно), что привело к увеличению плотности и конечной массы (Таблица 1).Этот вывод согласуется с работами Сучсленда (1977), Собрала Филхо (1981), Жоу (1990), Чжана и др. (1998) и Моралес (2014).

Плотность частиц также влияет на механические свойства панели, поскольку она является функцией степени уплотнения. Такая особенность увеличивает поверхность контакта между частицами, следовательно, улучшая адгезию. По мнению авторов, панели, сформированные из материалов с низкой плотностью, создают панели с большей однородностью. Такие панели обладают высокой способностью распределять силы между частицами, улучшая их устойчивость к статическому изгибу и внутреннему связыванию (Kelly 1977; Hrázský and Král 2003; Maloney 1993; Surdi 2014).

Содержание влаги колебалось от 7,63% до 8,83%. Панели типов P3 и P4 показали лучший отклик в отношении этой функции (7,84 и 7,63 соответственно).

Таблица 4. Видимая плотность , степень уплотнения и содержание влаги

В таблице 5 представлены результаты набухания и водопоглощения во время двух- и 24-часового погружения. Что касается набухания (таблица 4), было обнаружено, что панели P2, P3 и P4 (самые высокие плотности) показали средние значения набухания при толщине ниже, чем P1, после погружения в воду как на 2, так и на 24 часа.Как и ожидалось, чем плотнее панель, тем ниже значения начального водопоглощения при испытаниях на набухание (2 ч).

Первоначальное снижение абсорбции можно объяснить тем фактом, что панели с высокой плотностью создают физический барьер, препятствующий доступу воды из-за большей массы (Mendes 2001). Однако в течение более длительных периодов, более 24 часов, более плотные панели имеют тенденцию впитывать больше воды из-за большего количества частиц, что приводит к увеличению площади контакта на единицу объема. В настоящем исследовании этого не произошло, возможно, из-за добавления парафиновой эмульсии в количестве 1% по отношению к сухой массе частиц.Парафиновая эмульсия снижает водопоглощение за счет герметизации частиц (Cloutier 1998; Marra 1992; Mendes и др. 2003, 2014).

Таблица 5. Набухание и водопоглощение

Что касается образцов с 24-часовым набуханием, то образцы P2, P3 и P4 соответствовали требованиям стандарта EN 300 (2006) (17,1%, 20% и 20,5% соответственно), как показано в таблицах 4 и 6.

Механические свойства панелей перечислены в Таблице 5. Панель 1 ясно представила более низкие результаты относительно MOE и MOR как в поперечном, так и в продольном направлениях.P2 и P3 имеют очень похожие значения, и P4 является лучшим из всех типов согласно EN 300 (2006), как показано в таблице 1.

Что касается испытаний на изгиб (прочность на изгиб и жесткость), результаты по модулю упругости (MOE), наблюдаемые в этой работе, показали, что только панель типа P4 полностью соответствует требованиям класса OSB типа 1, установленным стандартом EN 300 (2006) ( Таблица 6). Оба объекта P2 и P3 также соответствовали требованиям OSB типа 1. Однако оба они не достигли минимального порога, установленного для поперечного MOE EN 310 (1993a) (957 до P2 и 1097 до P3 по сравнению с предписанием стандарта 1200 МПа).

Наблюдение за средними значениями модуля разрыва (MOR) показало, что только панели типа P4 соответствуют ограничениям, установленным стандартом EN 300 (2006) в отношении OSB типа 1 (таблица 6). Другие типы не достигли минимальных значений, определенных тем же стандартом. Однако панели P2 и P3 могут использоваться для целей, отличных от OSB. Панель P1 не так подходит, как панель OSB.

Salari et al. (2013) обнаружил, что введение Nano-SiO ₂ , добавленного на 3 уровнях (1, 3 и 5 phc), значительно улучшило механические свойства OSB, изготовленной из недостаточно используемой низкокачественной павловнии.MOR и MOE увеличились, когда Nano-SiO ₂ был увеличен с 1 до 3 phc, но после этого (5phc) оба свойства уменьшились.

Таблица 6. Механические свойства : статические испытания на изгиб и неразрушающий контроль (в МПа)

d: Тест динамического неразрушающего контроля; st: Статический тест

Добавление Nano SiO ₂ также может быть протестировано для улучшения механических свойств панелей в настоящем исследовании. Что касается разброса результатов, то по всем параметрам COV колеблется от 5.От 1% до 16,1%, что соответствует данным Bo (2017).

На рисунке 4 представлена ​​корреляция между динамической MOE (MOE _d ) и статической MOE (MOE _st ). Для всех типов панелей тенденция такая же, как на рис. 4, как для продольной, так и для поперечной MOE. Хотя динамический ультразвук занижал механические свойства в среднем на 30%, этот метод мог довольно точно предсказать механические свойства панели.

Фиг.4. Корреляция между MOE _d и MOE _st

ВЫВОДЫ

1. Что касается кажущейся плотности, степени уплотнения и содержания влаги, панели типов P3 и P4, особенно панели с наибольшим количеством коры эвкалипта, показали удовлетворительные результаты в отношении устойчивости к влагопоглощению и плотности.
2. Что касается набухания по толщине и водопоглощения в периоды 2 и 24 часа, панели P3 и P4, несмотря на их высокую плотность, показали более низкие значения, чем панели типа P1.Панели P2 показали плотность, близкую к P1, но набухшую ниже, чем P3 и P4. Применение парафиновой эмульсии эффективно влияло на снижение скорости поглощения влаги. Другие материалы, такие как Nano-SiO ₂ , также могут быть протестированы для улучшения этой характеристики, как указано в литературе.
3. Результаты статического изгиба для панели типа P4 соответствуют минимальным ограничениям, требуемым стандартом EN 300 (2006). Таким образом, панель типа P4 подходит как универсальная панель для использования в сухой среде.
4. P2 и P3 не достигли минимальных пороговых значений для классификации плит OSB. Однако эти панели могут быть предназначены для иных целей, чем OSB. Тип П1 не подходит в качестве плиты OSB.
5. Ультразвуковой контроль — это точный и быстрый метод прогнозирования механических свойств панелей, подтвержденный литературой.
6. Кора эвкалипта, забракованный и экологически вредный материал, доказала свою пригодность для производства плит типа OSB, продукта с высокой добавленной стоимостью.
7. Утилизация сосновой стружки, даже в небольших количествах, успешно добавляла стоимость очень малоценному материалу.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы благодарны следующим компаниям и людям: Technomade Indústria e Comércio de Madeiras Ltda — Eucalyptus за пожертвование коры; LP Brasil OSB Building Products, для пожертвования сосновых прядей; Centro Universitário Uningá, для использования прессы; Fundação araucaria, для финансирования стипендий; Madeplak Comércio de Compensados ​​e Madeiras, для предварительного прессования панелей; SII Group de Rio Claro-SP, за пожертвование клея; Карлосу Альберто Дуарте за техническую помощь; Кэтрин Сью Келли Улри за любезное рецензирование рукописи.Это исследование было поддержано Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior — CAPES.

ССЫЛКИ

ABNT NBR 14810-2 (2013). «Painéis departículas de média densidade. Часть 2: Requisitos e métodos de Ensaio, Associação Brasileira de Normas Técnicas , Рио-де-Жанейро, Бразилия.

ABNT NBR 15630 (2009 г.). «Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos — Determinação do módulo de elasticidade e dinâmico através da replicao de onda ultra-sônica», Associação Brasileira de Normas Técnicas, Рио-де-Жанейро, Бразилия.

Аленкар, Дж. Б. М., и Моура, Дж. Д. М. (2019). «Механическое поведение поперечно-клееных деревянных панелей из древесины с низкой добавленной стоимостью», Forest Prod. J. 69 (3), 177-184.

Аврамидис, С., и Смит, Л. А. (1989). «Влияние содержания смолы и отношения наружной поверхности к сердцевине на некоторые свойства ориентированно-стружечных плит», Holzforschung 43 (2), 131-133.

Баркароло, Л. Р. В. (2019). Estudo de Eficiência de Ligações Por Cavilha de Compósito Estrutural em Vigas de Madeira Laminada , магистерская диссертация Лондрина, Бразилия.

Барнс, Д. (2000). «Интегрированная модель влияния параметров обработки на прочностные свойства изделий из ориентированной древесины», Forest Products Journal 50 (11/12), 33-42.

Баррето, М. И., Араухо, В., Кортес-Барбоса, Дж., Кристофоро, А. Л., и Моура, Дж. Д. М. (2019). «Анализ структурных характеристик поперечно-ламинированной древесины и бамбука (CLTB)», BioResources 14 (3), 5045-5058. DOI: 10.15376 / biores.14.3.5045-5058

Бо, К.J., Lia, X., Jaina, A., González, C., Llorcac, J., and Nutt. С. (2017). «Оптимизация микроструктуры и механических свойств композитно-ориентированных стружечных плит из повторно используемого препрега», Composite Structures 174, 389-398.

Брито, Э. О. (1995). «Produção de chapas departículas de madeira a partir de maravalhas de Pinus elliotti plantado no Sul do Brasil. 127f. Тезе (Doutorado em Engenharia Florestal) — Сетор де Сьенсиас Аграриас, Федеральный университет Параны, Куритиба, Бразилия.

Клотье А. (1998). «Ориентированно-стружечная плита (OSB): сырье, производственный процесс, свойства древесных волокон и древесных материалов», в: Международный семинар по высокотехнологичным изделиям из массивной древесины , Белу-Оризонти, Бразилия, стр. 173-185.

Коронел Д. А., Лаго А., Ленглер Л. и Сильва Т. Н. (2008). «О aproveitamento dos resíduos do setor florestal de Lages-Santa Catarina», Revista Ciências Sociais em Perspectiva 7 (12), 75-92.

EN 326-1 (1994).«Древесные плиты. Отбор проб, резка и осмотр. Отбор и вырезка образцов для испытаний и выражение результатов испытаний », Европейский стандарт, Брюссель, Бельгия.

EN 300 (2006) «Ориентированно-стружечные плиты (OSB) — Определения, классификация и спецификации», Европейский стандарт, Брюссель, Бельгия.

EN 310 (1993a). «Панели на основе древесины: определение модуля упругости при изгибе и прочности на изгиб», Европейский стандарт, Брюссель, Бельгия.

EN 317 (1993b).«ДСП и древесноволокнистые плиты: определение разбухания по толщине после погружения в воду», Европейский стандарт, Брюссель, Бельгия.

EN 321 (2002). «Древесные плиты. Определение влагостойкости в условиях циклических испытаний », Европейский стандарт, Брюссель, Бельгия.

EN 323 (1993c). «Древесные плиты. Определение плотности », Европейский стандарт, Брюссель, Бельгия.

EPF — Европейская федерация панелей. (2016). «Техническая информация OSB

(Ориентированно-стружечная плита) »: (http: // www.osb.info.org), дата обращения 20 января 2016 г.

Фелкель, К. (2006). Casca da Arvore do Eucalipto: Aspectos Morfológicos, Fisiológicos, Florestais, Ecológicos e Industriais, Visando a Produção de Celulose e Papel , магистерская диссертация, UNESP, Сан-Паулу, Бразилия.

Hrázský, J., и Král, P. (2003). «Влияние состава частиц трехслойной древесно-стружечной плиты на ее физические и механические свойства», Journal of Forest Science 4 (2), 83-93.

Ивакири, С.(2005). «Painéis de madeira reconstituída», Fundação de Pesquisas Florestais do Paraná -FUPEF, Curitiba-PR, Brazil , 245 pp.

Ивакири С., Мендес Л. М. и Салдана Л. К. (2002). «Produção de chapas departículas orientadas« OSB »de Eucalyptus grandis , com diferentes teores de Resinas, parafina e composição em camadas», Ciência Floresta 13 (1), 89-94.

Келли, М. В. (1977). «Критический обзор литературы о взаимосвязи между параметрами обработки и физическими свойствами древесностружечных плит», Forest Products Journal 56 (6), 226-231.

LP Brasil Каталог продукции. Доступно на: https://www.lpbrasil.com.br/produtos/lp-osb-home-plus/, по состоянию на 19 сентября ^{-е гг.} 2019 г.

Мэлони, Т. М. (1993). Современные ДСП и производство древесноволокнистых плит сухим способом , 2 ^nd Ed., M. Freeman, San Francisco, CA.

Марра А. А. (1992). Технология склеивания древесины: принципы на практике , Ван Ностранд Рейнхольд.

Мендес, Л. М., Мендес Р. Ф., Протасио Т.П., Оливейра С. Л. (2014). «Umidade de equilíbrio de painéis OSB produzidos com inclusão ламинарные и различные типы добавок», Cerne 20 (1), 123-138.

Мендес, Л. М. (2001). Pinus spp. Na Produção de Painéis de Partículas Orientadas (OSB), Ph.D. Диссертация, Федеральный университет Параны, Куритиба, Бразилия.

Мендес, Л. М., Ивакири, С., Матос, Дж. Л. М., Кейнерт-младший, С., и Салдана, Л. К. (2003). «Efeitos da densidade, composição dos painéis e teor de resina nas propriedades de painéis OSB», Floresta e Ambiente 10 (1), 1-17.

Мослеми А.А. (1974). ДСП, Vol. 1: Материалы , Издательство Южного Иллинойского университета, Лондон.

Мураками, К. (1999). «Производство и свойства трехслойных древесностружечных плит с ориентированными торцевыми прядями шпона, I», Japan Wood Science 45 (5), 395-402.

Насименто, М. Ф., Бертолини, М. Д. С., Панзера, Т. Х., Кристофоро, А. Л., и Рокко Лар, Ф. А. (2015). «Painéis OSB fabricados com madeiras da caatinga do nordeste do Brasil», Ambiente Construído 15 (1), 41-48.

Роша, М.Ф.В., Перейра, Б.Л.С., Оливейра, А.С., Пего, М.Ф.Ф, Вейга, Т.Р.Л.А., и Карнейро, А.С.О. (2018). «Влияние расстояния между растениями на свойства коры клона эвкалипта», Revista Árvore 42 (5), e420501.

Салари А., Табарса Т., Хазаэян А. и Сараян А. (2013). «Улучшение некоторых прикладных свойств ориентированно-стружечных плит (OSB), изготовленных из недостаточно используемой низкокачественной древесины павловнии ( Paulownia fortunie ) с использованием нано-SiO ₂ », Industrial Crops and Products 42, 1-9.

Собрал Филхо, М. (1981). «Влияние типа древесной композиции на свойства ориентированно-стружечных панелей», Forest Products Journal 31 (9), 43-52.

Сухсленд О. (1977). «Испытание на сдвиг при сжатии для определения прочности внутренней связи в ДСП», Forest Products Journal 27 (1), 32-36.

Сурди, П. Г., Бортолетто-младший, Г., Кастро, В. Р., Мендес, Р. Ф., Алмейда, Н. Ф., Томазелло Филхо, М. (2014). «Relação entre perfil de densidade e ligação interna de painéis OSB de Pinus spp., ” Floresta e Ambiente 21 (3), 349-357.

Ван З., Венбо X., Лу Ю., Ли Х. и Ли З. (2019). «Методы динамических и статических испытаний модуля сдвига ориентированно-стружечных плит», Строительные материалы 216, 542-551.

Zhang, M., Ee-ding, W., Kawai, S., and Kwon, J. (1998). «Производство и свойства высокоэффективного композита из ориентированно-стружечных плит с использованием тонких прядей», Japan Wood Science 44 (1), 191-197.

Жоу, Д.(1990). «Исследование ориентированной структурной плиты из гибридного тополя. Физико-механические свойства OSB », Holz Als Roh Und Werkstoff 48 (7-8), 293-296.

Статья подана: 20 июня 2019 г .; Рецензирование завершено: 16 августа 2019 г .; Доработанная версия получена: 6 октября 2019 г .; Принята в печать: 9 октября 2019 г .; Опубликовано: 16 октября 2019 г.

DOI: 10.15376 / biores.14.4.9472-9484

или фанера для крыш, стен и полов, что лучше?

OSB v Фанера — что лучше?

Есть вероятность, что если вы пройдете застройку домов с деревянным каркасом, в качестве внешней обшивки будет использоваться OSB (ориентированно-стружечная плита) .Если считать черновые полы, крыши и обшивку стен, OSB занимает около 70% рынка деревянных обшивок в Северной Америке по сравнению с фанерой. У обоих продуктов есть свои преимущества и недостатки; мы рассмотрим их, начиная с их состава, и исследуем, «что лучше?» Особенно в отношении использования OSB или фанеры для крыш, стен и полов.

OSB изготавливается из небольших древесных стружек довольно прямоугольной формы из небольших смолистых деревьев, которые склеены в форму панели с помощью воска и синтетической смолы.С другой стороны, фанера изготавливается из тонких деревянных листов, которые были вырезаны из прядильного бревна, а затем склеены вместе с волокнами, разложенными в чередующихся направлениях, чтобы максимизировать прочность. OSB может быть изготовлен из более мелких деревьев, в то время как для фанеры требуются более зрелые деревья, достаточно большие, чтобы можно было отрезать тонкий шпон от прядильного дерева (как показано на видео внизу страницы).

История: фанера насчитывает около ста лет, но потребовались десятилетия, прежде чем она заменила массивные доски в качестве промышленного стандарта для закрытия дома.OSB появился в начале 60-х и имел такой же медленный старт; только в 2000 году фанера стала популярной обшивкой на рынке жилья в Северной Америке.

Нынешнее доминирование OSB можно объяснить одним главным — он дешевле. Обшивка дома площадью 2400 кв. Футов при нынешних ценах будет стоить примерно на 700 долларов дороже фанерой, чем OSB.

Оба типа панелей содержат фенолформальдегид в клее, OSB также содержит изоциануратную смолу, но ни один из них не содержит карбамидоформальдегид, который довольно токсичен для человека.Несмотря на то, что эти названия могут показаться довольно неприятными, они не будут отходить от газа, и они больше не считаются одним из основных источников загрязнения воздуха в домах. Мочевина-формальдегиды все еще присутствуют в других панелях, используемых для внутренней отделки, таких как МДФ (древесноволокнистые плиты средней плотности), которые, как давно пришли исследователи, выделяют газ в дома.

OSB и фанера обладают аналогичными (и достаточными) характеристиками с точки зрения прочности и функциональности, хотя фанера примерно на 7% прочнее .Основное различие между ними заключается в том, как они справляются с влагой, и, как ни странно, есть очень разные выводы — из очень авторитетных источников — относительно того, насколько они паропроницаемы. Мы не проводим никаких внутренних тестов, поэтому все, что мы можем сделать, — это сообщить о выводах других. Поскольку у исследователей нет единого мнения, мы начнем с общих выводов, с которыми согласны все стороны: фанера более паропроницаема, чем OSB.

Фанера впитывает влагу быстрее, чем OSB, но, следовательно, быстрее сохнет.Оба продукта разбухнут во влажном состоянии, но при высыхании фанера вернется почти к своей точной форме. OSB менее терпима к попаданию под дождь и будет демонстрировать больше деформаций после цикла смачивания и сушки.

Помимо опасений по поводу воздействия влаги во время строительства, влага может просочиться через стенные конструкции после завершения. Насколько прочна стена, во многом зависит от ее способности сохнуть, а насколько хорошо она может высохнуть, зависит от материалов, которые вы выбрали для сборки стены, или от вашего «рецепта», если хотите.

Проницаемость: что лучше подходит для OSB или Ply? :

Паропроницаемость строительных материалов в Канаде выражается в нанограммах (NG), то есть в количестве NG влаги, которое может пройти через материал, испытанное в определенных условиях. В США они называются «перманентными», и 1 пермь в США равна 57 NG (60 NG — это канадский эталон пароизоляции, что достаточно близко для джаза). Так что для простоты мы будем использовать химическую завивку только здесь.

Материал с допуском от 0,1 до 1 — классифицируется как замедлитель парообразования типа II, который подходит для использования в качестве так называемого «пароизоляционного барьера» на рабочем месте, стандартного полиэтилена толщиной 6 мил.И помните — пароизоляция идет внутри стены, а НЕ снаружи. Поскольку мы намеренно удерживаем водяной пар внутри здания с помощью пароизолятора, чем более паропроницаема внешняя часть вашей стены, тем меньше вероятность скопления влаги внутри.

Паропроницаемый слон в комнате?

Наиболее распространенное мнение среди экспертов строительной отрасли, с которыми мы читали и с которыми мы беседовали, заключается в том, что OSB имеет рейтинг химической стойкости 2, а фанера — 10 .

Это рейтинги допусков, которые вы найдете на многих веб-сайтах с информацией о строительстве, хотя они противоречат тому, что содержится в разделе 9.25.2.1 Канадского национального строительного кодекса, который оценивает стандартную OSB 7/16 «на 44 NG (2/3 перми) и фанеры 3/8 «на 57 НГ, или 1 доп. Поскольку любой, кто использует фанеру в качестве обшивки, обычно использует 1/2 дюйма (также 2/3 пермь), согласно нормам, вся обшивка является замедлителем образования паров типа II, такая же классификация дана полиэтилену толщиной 6 мил.

Эти стандартные значения проницаемости 2 и 10 не указывают на какие-либо изменения проницаемости из-за изменений относительной влажности, поэтому они также сильно противоречат приведенной ниже таблице от Oak Ridge Research Laboratories, которая показывает, что фанера имеет диапазон от 1 до 1. более 20 завивок в зависимости от относительной влажности.

Итак, кому вы должны верить? Дайте нам знать, когда разберетесь. Трудно не считать строительный кодекс заслуживающим доверия по своей сути, но то же самое можно сказать и о других авторитетных, но противоречащих друг другу источниках. Поскольку все они приходят к выводу, что фанера более паропроницаема, чем OSB, мы будем цепляться за нее, как кошка за сетку двери — довольно уверенно, но осознавая шаткость ситуации.

Даже если бы был достигнут консенсус в отношении проницаемости оболочки, этот рейтинг не завершил бы уравнение, так как на него будет влиять погодостойкий барьер (WRB), который вы установите следующим, и они варьируются от примерно 5 или 6 до примерно 60 проницаемостей.

Вот пример этого, если предположить, что рейтинг допуска 2:

• Обшивка OSB 7/16 с допуском 2 пермь и WRB 30 пермь дает 1,88 проницаемости
• Обшивка OSB 7/16 с допуском 2 перм и WRB толщиной 5 мм дает 1.43 завивки

Может показаться, что это немного, но когда вы находитесь так близко к опасной зоне, стоит отметить разницу в проницаемости между конечными продуктами на 24%. И помните, что это наибольшее из предполагаемых значений перми, и это лучший сценарий, когда установлен погодный барьер.

Толщина панели также будет влиять на проницаемость — при использовании 2-х допустимых значений для обшивки OSB толщиной 7/16 дюйма при толщине 3/4 дюйма проницаемость падает до 2/3 допуска.

Преимущество фанеры перед OSB?

Вот, вкратце, одно большое преимущество фанеры перед OSB .Чем выше способность стены сохнуть, тем она прочнее, и все согласны с тем, что через фанеру будет проходить больше влаги. Это не предложение никогда не использовать OSB, но это рекомендация учесть все переменные и убедиться, что в совокупности компоненты вашей настенной сборки не будут задерживать влагу внутри.

Изделия для изоляции OSB и Ply:

Здесь все становится еще сложнее. Несмотря на различия в строительных нормах и правилах провинций, за последние несколько лет в Канадский национальный строительный кодекс были внесены изменения, чтобы добавить требование о бесшовном термическом разделении ограждающих конструкций и более высоком общем значении R.

Как бы то ни было, рынок активизировался и предоставил множество дополнительных решений для удовлетворения этих требований; например, жесткая изоляция с прикрепленными мембранами или обшивка с прикрепленной пеной, как видно на изображении выше угла строящегося дома.

Похоже, что такие продукты не соответствуют требованиям, изложенным в разделе 9.25.2.1 Строительного кодекса, в котором говорится, что 20% общей изоляции должны быть расположены на внешней обшивки, и эти панели предназначены для с ней салон .Размещение изоляции снаружи позволит сохранить теплоту оболочки и снизить риск образования конденсата. Размещение его внутри оболочки может привести к неожиданным и нежелательным результатам.

И это из руководства Канадской ипотечной и жилищной корпорации Canadian Wood Frame House Construction по проницаемости стен :

«Некоторые жесткие изоляционные материалы, такие как экструдированный полистирол, также являются относительно паронепроницаемыми. Если они используются, необходимо соблюдать осторожность при выборе облицовочного материала и деталей, чтобы гарантировать, что значительное количество воды не попадет на поверхность раздела между изоляцией из экструдированного полистирола и паропроницаемая оболочка мембраны.Этот риск может диктовать использование изоляционных материалов с высокой паропроницаемостью и низким удержанием воды, таких как минеральное волокно ».

Где поставить пароизоляцию (CMHC):

«Материалы, которые действуют как пароизоляционные материалы (замедлители образования пара), включая определенные типы изоляции, должны располагаться внутри сборки так, чтобы влага, движущаяся изнутри наружу, не конденсировалась и не накапливалась внутри сборки. Это означает, что пар заграждения должны располагаться на теплой стороне изоляционных материалов.»- Канадская ипотечная и жилищная корпорация

Спецификации производителей, которые мы читали, утверждают, что допуски от 1 до 2 завивок, но это не вселяет особой уверенности, учитывая, что такой вывод, очевидно, был сделан с использованием наиболее благоприятного из доступных номеров. По крайней мере, некоторые из этих панелей считаются перфорированными для обеспечения повышенной влагопроницаемости, но если внимательно посмотреть на панель, по крайней мере, на фотографии выше, видимых перфораций нет.Так что если они есть, то не больше острия иглы.

Тогда, по крайней мере, может показаться, что влага может мигрировать через пенополистирол и конденсироваться на обшивке, конечно, если вы верите в более низкий рейтинг стойкости для OSB. Не видя долгосрочных результатов продукции изолирующей обшивки или хотя бы некоторых независимых исследований по ней, трудно понять, что произойдет.

Учитывая все противоречивые выводы авторитетных исследователей, мы хотели бы убедиться, что то, что мы делаем, и рекомендуем учитывать этот основной закон физики — теплый влажный воздух конденсируется и оставляет влагу на более холодных поверхностях.Любой, кто когда-либо пил холодный напиток в жаркий день, знает это инстинктивно. Таким образом, если вы сделаете конденсационную поверхность более теплой, вы уменьшите риск накопления влаги.

То, что все еще имеет смысл сегодня в этом продвинутом мире программного моделирования, — это «старое правило двух третей», которое заключается в нанесении 2/3 от общего количества изоляции на внешнюю поверхность оболочки, формула, которая проверена и верна. Благодаря этому оболочка остается теплой, что, несомненно, снижает вероятность образования конденсата внутри стен.В наше время это известно как УДАЛЕННАЯ стена. и если вы наклеите изрядное количество минеральной ваты на внешнюю сторону обшивки, которая позволяет пару проходить сквозь нее, вся путаница с рейтингами химической завивки обшивки становится спорным вопросом. Дополнительную информацию об использовании OSB в качестве воздухо- и пароизоляции на внутренней стороне стен см. Здесь

Фанера лучше OSB для чернового пола:

Несмотря на то, что OSB широко используется как таковая, мы не рекомендуем использовать OSB для чернового пола , но это действительно просто из эстетических соображений.В новых домах обычно выпадает несколько осадков, прежде чем будет установлена ​​крыша, и, как отмечалось выше, OSB плохо справляется с влагой. В случае чернового пола деформации, оставшиеся в OSB после высыхания, могут привести к образованию волнистых полов.

У некоторых застройщиков были проблемы с этим при сдаче домов владельцам, и им пришлось поднять и заменить недавно установленные паркетные полы. Способность фанеры возвращаться к форме после намокания делает ее намного менее рискованной в этом случае, и, хотя это немного дороже, это все же дешевле, чем замена пола.

При обшивке кровли; фанера или OSB лучше всего ?:

В идеальном мире вы бы запланировали строительство крыши на сухой период , если это возможно. В зависимости от конструкции вашей кровли, дайте время для установки мембран или, по крайней мере, накройте ее брезентом, прежде чем начнется дождь. Кровля, вероятно, лучше всего подходит для OSB, если вы примете меры, чтобы она была достаточно сухой. Сильное намокание может привести к вздутию краев — это может быть заметно для битумной черепицы, но в меньшей степени — для других материалов.

Если вы собираетесь строить стены, независимо от того, выберете ли вы

Или узнайте

А вот как на самом деле делают фанеру, ради развлечения:

Основы строительства OSB

Скорее всего, строительство жилья, которое набирает обороты, будет иметь OSB (ориентированно-стружечную плиту) в качестве внешней обшивки.Действительно, если считать стены, крыши и черновые полы, OSB занимает около 70% рынка деревянных обшивок в Северной Америке по сравнению с фанерой.

Но почему? У обоих продуктов есть свои преимущества и недостатки. Самое важное — понимать и уважать их ограничения, чтобы избежать обрушения стены или конструкции. Вот что вам нужно знать о строительстве из OSB.

Картон с ориентированной стружкой был создан в конце 1970-х годов, когда изобретатели расширили использование вафельного картона.Он отличается от других изделий из древесного лома, потому что его длинные полоски дерева расположены стратегически, а не случайным образом. Отсюда оно и получило свое название, поскольку пряди в целом «ориентированы» [Источник: OSB Guide].

Заинтересованы в лепных лентах?

Процесс изготовления OSB включает разрезание бревен на пряди, которые затем сушатся, упорядочиваются и обрабатываются воском и связующими. Чтобы сформировать панели, эти пряди группируются в большие листы и подвергаются давлению при высокой температуре.

Производители OSB разрабатывают свой продукт в соответствии со шкалой оценки характеристик. Производители хотят быть уверены в прочности, многофункциональности, унификации и пригодности своего продукта. Они бывают разных размеров, обычно от четверти дюйма (6 мм) до трех четвертей дюйма (18,5 мм), хотя клиенты могут делать запросы на особые размеры.

Если OSB звучит очень похоже на фанеру, вы не ошибетесь.

APA — Ассоциация инженерной древесины заявляет, что между двумя панелями нет реальной разницы: структурные характеристики OSB и фанеры эквивалентны, и они могут использоваться как взаимозаменяемые.Оба имеют рейтинг «Экспозиция 1» за временную уязвимость к погодным условиям; они обладают эквивалентным сопротивлением выдергиванию ногтя; и они устанавливаются с использованием тех же методов и деталей конструкции.

Однако, помимо более низкой цены OSB, есть различия, о которых строители должны знать.

OSB имеет больше преимуществ, чем просто стоимость. Строители, занимающиеся экологией, ценят то, что ее можно устойчиво производить из небольших быстрорастущих деревьев, многие из которых выращиваются на лесных фермах, а не в лесах.Его также можно купить в виде 9-футовых листов, что означает, что вы можете обшить стену от верхней пластины до нижней части балок пола одиночными вертикальными листами, не оставляя горизонтальных швов. Панели OSB могут изготавливаться длиной до 16 футов (а иногда и выше), в то время как длина фанеры обычно ограничивается 8-10 футами.

может похвастаться более стабильной плотностью. В то время как лист фанеры может иметь толщину от 5 до 7 слоев, лист OSB состоит из 50 слоев прядей, упакованных и сжатых до одинаковой толщины.Нет эквивалента слабым местам, которые могут остаться в фанере, когда сучки в соседних слоях перекрываются.

С другой стороны, материал немного тяжелее фанеры — два фунта или более на лист в зависимости от его толщины и предполагаемого использования, но эта разница не влияет на характеристики панелей. Просто нужно немного больше мышц, чтобы справиться с работой на стройплощадке.

Самая большая разница между двумя панелями заключается в том, как они реагируют на воздействие большого количества влаги в течение продолжительных периодов времени.За исключением проектов в очень засушливых регионах, таких как Юго-Запад, панели обшивки и пола обычно покрываются дождем, снегом и льдом во время задержек строительства. Именно здесь фанера имеет преимущество.

Когда фанера намокает, она имеет тенденцию постоянно разбухать по всему листу, а затем возвращается к своим нормальным размерам по мере высыхания. Он относительно быстро высыхает, и вздутия обычно недостаточно, чтобы повлиять на отделку пола или крыши.

намокает дольше, чем фанера, но также требует больше времени для высыхания.При использовании в качестве обшивки крыши эта тенденция удерживать влагу означает, что она может разрушаться быстрее, чем фанера, при воздействии хронических протечек.

Когда OSB намокает, она также имеет тенденцию набухать по краям, и эти края остаются раздутыми даже после высыхания материала. Известно, что вздутые края телеграфируют видимые гребни, называемые «призрачными линиями», сквозь черепицу из асфальта.

Производители настаивают на том, что проблемы с влажностью OSB были решены благодаря достижениям на рынке строительных пиломатериалов.

Вот кое-что интересное: за пределами Северной Америки OSB обычно не используется в строительстве. В 2005 году совокупное производство OSB в Европе и Латинской Америке составляло всего 3,5 миллиарда квадратных футов — менее чем в семь раз больше, чем было произведено в Северной Америке в том году. Мы также знаем, что здания в Европе значительно превосходят по воздухонепроницаемости и эффективности здания в Северной Америке. По сути, это не вина OSB, но когда половина ведущих строителей мира не используют этот продукт, мы обращаем на это внимание.

Педагог по строительным наукам Джо Лстибурек сказал следующее: «В том же микроклимате фанера работает значительно лучше, чем OSB. Фанера сохнет намного быстрее, при этом OSB требует большей защиты, чем фанера. OSB не может намокнуть настолько, что его нужно сушить более тщательно ».

Проникновение воды также увеличивает вероятность гниения OSB, чем фанеры. Конечно, древесные породы играют большую роль в этом определении. OSB из осины или тополя относительно подвержена гниению.В одном из самых масштабных коллективных исков среди потребителей компания Louisiana-Pacific (LP), производитель строительных материалов, была вынуждена выплатить 375 миллионов долларов 75 000 домовладельцев, которые жаловались на гниение OSB в своих домах.

Итак, все сводится к воде. Вы живете во влажном или сухом климате?

За исключением проектов в очень засушливых регионах, таких как Юго-Запад, панели обшивки и пола обычно покрываются дождем, снегом и льдом во время задержек строительства.Сюда входят регионы Северо-Востока, Среднего Запада, Средней Атлантики и Северо-Запада Тихого океана. Кроме того, на юго-востоке и побережье Мексиканского залива возникают дополнительные проблемы, связанные с наводнениями и топографическим дренажем. Когда стоимость не является решающим фактором, в этих регионах следует предпочесть фанеру OSB.

Austin Builder и профессионал в области строительства Мэтт Райзингер подробно остановился на этой проблеме на своем канале YouTube. Посмотреть видео можно здесь:

Предупреждение о спойлере — Райзингер говорит: «Если у вас есть бюджет и выбор, лучше всего использовать фанеру.OSB — это не страшно, и ваш дом не рухнет, потому что он обшит OSB, но, на мой взгляд, фанера — лучший выбор ».

Производители OSB работают над решениями, позволяющими преодолеть проблемы с влажностью, окружающей OSB. В новейших строительных материалах фактически сочетаются OSB (ориентированно-стружечная плита) с облицовкой или ламинатом. Заметное место среди этих продуктов занимает система ZIP Хубера Вудса.

Строители должны знать, что обшивка OSB доступна в различных сортах, и соответствующий сорт должен быть выбран в соответствии с условиями работы.Уровень оценки будет влиять на стоимость продукта, и не все оценки будут работать одинаково. Следующий список доступных марок продукции взят с веб-сайтов производителей.

Джорджия-Тихоокеанский регион:

• Blue Ribbon ^® OSB для крыш и стен с ограниченной пожизненной гарантией.
• DryGuard ^® Улучшенная OSB с ограниченным сроком службы и 200-дневной гарантией отсутствия песка.
• DryMax ^® OSB с высокими эксплуатационными характеристиками с ограниченным сроком службы и 500-дневной гарантией отсутствия песка.
• ForceField ^® воздушный и водный барьер, а также термостат ^® излучающая оболочка барьера.

Huber Engineered Woods:

• Обшивка OSB Huber Blue ™ предназначена для стен и крыш и имеет 25-летнюю ограниченную гарантию.
• AdvanTech ^® Обшивка для стен и крыш с 500-дневной гарантией устойчивости к атмосферным воздействиям и ограниченной пожизненной гарантией.
• PerormMax ^® 500 для ламинированной облицовки, Tru-Spec ^® для столярных изделий и бетоноформовочная плита FormRite ^® .
• Стена ZipSystem ™ с ламинированным атмосферостойким барьером, кровельные панели ZipSystem ™ с ламинированной подкладкой и обшивка ZipSystem ™ R со сплошной изоляцией из пеноматериала, нанесенной на заднюю сторону стеновой обшивки ZipSystem ™.

LP:

• LP ^® TechShield ^® излучающая оболочка барьера и LP ^® FlameBlock ^® оболочка с огнестойкостью.

Норборд:

• Trubord предназначен для использования на крышах и стенах и имеет 25-летнюю ограниченную гарантию.
• TallWall, Windstorm и Quakezone имеют переменные размеры, чтобы уменьшить блокировку и обеспечить непрерывный путь загрузки
• Излучающий барьер Solarbord

Рой ОМартин:

• Стеновые обшивки WindBrace.
• Обшивка для крыши Eclipse Radiant Barrier
• Обшивка стеновой системы OSB Eclipse с излучающим барьером для воздуха и воды
• Tuff-StrandXL и StructWall XL — это более длинные форматные листы этих типов продуктов.

Telko T-Strand:

• На обшивку стен и крыш T-Strand ™ OSB предоставляется 25-летняя ограниченная гарантия.
На обшивку для стен и крыш
• T-Strand ™ Pro предоставляется 50-летняя ограниченная гарантия, а также 365-дневная гарантия отсутствия песка.

Weyerhaeuser:

• Кровля Edge Gold ™
• Обшивка лучистого барьера (RBS)

Хотя производители OSB предложили новые многообещающие рецептуры, большинство консультантов все же посоветуют строителю обеспечить максимальную защиту OSB от влаги.

В идеале зазоры вокруг проходов сначала заделывают лентой на внешней стороне OSB, а затем набрызгивают пену с внутренней стороны обшивки. Хотя этот метод в некоторой степени избыточен, он обеспечивает более надежное уплотнение, поскольку лента направляет расширение пены, чтобы заполнить зазор между отверстием и OSB, а не за пределы внешней поверхности обшивки. Дополнительно лента защищает пену от воды.

Для обеспечения наилучшего результата строитель должен задать себе следующие вопросы:

• Где строятся эти сооружения?
• В каких погодных условиях?
• Обучены ли субподрядчики на работе надлежащим образом монтажу и передовым методам строительства?
• Соблюдаются ли условия гарантии на продукт?
• Какой продукт лучше всего защитит мои вложения?

Надлежащая строительная практика поможет предотвратить повреждение оболочки OSB и приведет к ее эффективному использованию.Для защиты оболочки следует использовать подходящие атмосферостойкие барьеры и гидроизоляционные материалы. И вот лучшая новость: OSB с покрытием и проклеенными швами покрывает стены и служит одновременно обшивкой и водонепроницаемым барьером.

Горячие продукты 2015 Международная выставка строителей — страница 8 из 20

NyloPorch® от NyloDeck
NyloPorch разработан, чтобы предложить функции, которыми подрядчики и домовладельцы пользуются благодаря успешному продукту компании для настила NyloDeck.Компания заявляет, что уникальный состав материала с использованием переработанного коврового волокна означает, что NyloPorch невосприимчив к влаге, плесени, плесени и термитам. Он описан как устранение опасений по поводу разбухания и усадки из-за влаги, а также расщепления и коробления, которые могут произойти с древесиной. Также говорят, что NyloPorch обладает лучшей скоростью расширения и сжатия среди всех композитов и доступен в шести цветах: Mountain Mocha, Saddle Rose, Desert Spice и Coastal Mist (с цветами по специальному заказу Newport White и Harbor Grey).Ширина включает традиционное лицо 3-1 / 8 дюйма или более широкий профиль 5-1 / 8 дюйма для более современного ощущения.

Подробнее: www.nyloboard.com

Обшивка OSB LP® LongLength XL ™ от LP Building Products
LP Building Products выпустила обшивку LP LongLength XL OSB для ветровых зон, расширив свою линейку изделий OSB с добавленной стоимостью. Поскольку строители стремятся соответствовать нормам в зонах сильных ветров и ураганов, панели LP LongLength XL стремятся предложить строителям решение продукта, которое поставляется предварительно нарезанным для обычных высот стен 8, 9 и 10 футов с дополнительным 1-1 / 8 ″.Считается, что OSB-панели LP LongLength XL подходят как для одноэтажных, так и для многоэтажных зданий
и устанавливаются вертикально, что позволяет строителям соединять подоконник с верхней верхней пластиной с помощью одной сплошной панели и, наряду с увеличенным графиком крепежа, допускает установку
устранение значительного количества оборудования. Панели LP LongLength XL доступны в размерах 48 дюймов на 97-1 / 8 дюймов, 48 дюймов на 109-1 / 8 дюймов и 48 дюймов на 121-1 / 8 дюймов.

Подробнее: www.lpcorp.com

Патент США на эмульгированный разделительный агент для композитных панелей Патент (Патент № 8,882,898, выданный 11 ноября 2014 г.)

Настоящее изобретение направлено на новый эмульгированный разделительный агент, специально разработанный для использования в производстве промышленных изделий из древесины, в частности древесноволокнистых плит, древесностружечных плит и ориентированно-стружечных плит с использованием 100% полимерного диизоцианата диметилфената ( pMDI) клей.

Производство деревянных изделий из древесных волокон или щепы, таких как древесноволокнистая плита, древесно-стружечная плита и плита с ориентированной стружкой (OSB), хорошо известно. Обычно древесные волокна или стружку смешивают с подходящим клеем и эмульсией воска, а затем смесь матируют и прессуют под высоким давлением и температурой с образованием жесткой плотной панели. OSB изготавливается из стружки или прядей, отрезанных от бревен с ориентацией волокон. Обычно пряди имеют длину 4-6 дюймов и ширину 1 дюйм и имеют одинаковую толщину.После сушки и сортировки пряди смешиваются с воском и клеем и ориентируются слоями. Пряди в слоях, которые будут формировать внешнюю поверхность панели, выровнены в продольном направлении панели, в то время как внутренние слои выровнены поперечно с поверхностными слоями.

Клеи, обычно используемые при производстве деревянных изделий из древесных волокон или щепы, включают фенольные смолы или изоцианатные связующие. Фенольные смолы, полученные реакцией фенола с формальдегидом в щелочных условиях, используются в течение многих лет.В последнее время возникли опасения по поводу производства, использования и обращения с такими смолами, и ряд производителей перешли на использование изоцианатных связующих. Жидкий полимерный диизоцианат диметилфената (pMDI) в настоящее время становится предпочтительным связующим. pMDI является отличным клеем и обеспечивает преимущества для картона по сравнению с другими клеями. Однако pMDI обеспечивает адгезию не только древесных волокон, но и плит к металлическим плитам пресса, уплотнительным плитам или сеткам из нержавеющей стали, используемым в производственном процессе.Поэтому многие производители изделий из дерева, изготовленных из древесных волокон или щепы, будут использовать поверхностный слой из древесных волокон или щепы, не связанных с pMDI, таких как фенолформальдегидная смола, и использовать pMDI во внутреннем слое плиты для предотвращения адгезии между pMDI в коврике и на металлических поверхностях. Этот сложный процесс сэндвич-панелей увеличил стоимость производства картона и помешал промышленности полностью извлечь выгоду из использования клея pMDI.

Были попытки преодолеть вышеуказанное сцепление с металлическими поверхностями с помощью разделительных агентов.Многие обычные антиадгезионные средства, используемые в промышленности, не обеспечивают удовлетворительного высвобождения. Некоторые из них требуют сложных и дорогостоящих процессов предварительной обработки плит пресса, таких как нанесение внутренних и внешних разделительных агентов, нанесение нескольких покрытий и обжиг плит. Другие разделительные агенты могут обеспечить хорошее разделение, но должны применяться в высокой концентрации, до 80%, и требуют гораздо более низких температур прессования и более длительного времени прессования, что увеличивает время и стоимость производства. Некоторые разделительные агенты на основе материалов с более высокой поверхностной активностью, таких как силиконы, могут оставаться связанными с готовой поверхностью картона и, таким образом, влиять на окрашиваемость картона.

Ранее нами была разработана композиция разделительного агента для использования с адгезивом pMDI, содержащая смесь соли щелочного металла и жирной кислоты, имеющей не менее 8 атомов углерода, и соли щелочного металла и этоксилированного сложного эфира фосфорной кислоты, имеющего 8-16 атомов углерода. . Этот состав представлял собой раствор, продаваемый как PRESSGUARD ™ (Guardian Chemicals Inc.), и имел определенные преимущества при распылении на мат из прядей или герметизирующую пластину с использованием систем разбрызгивания, которые обычно используются в Северной Америке. Однако, когда была предпринята попытка нанести разделительный агент другими методами, которые перемешивают разделительный агент, такими как распылитель с вращающимся диском или системы с вращающимися роликами, которые популярны в Европе и Азии, было обнаружено, что перемешивание и турбулентность этих методов вызывают недопустимое вспенивание разделительного агента.Эта тенденция к пенообразованию повлияла на скорость нанесения разделительного агента, что привело к уменьшению покрытия и снижению производительности.

В случаях, когда возникает пенообразование, традиционным решением является использование пеногасителя. Однако у этого подхода есть проблемы. Пеногасители, как правило, не растворяются в растворах на водной основе и требуют добавления гидротропов для повышения их растворимости. Пеногасители в таких растворах, как правило, нестабильны, особенно при хранении или если раствор разбавлен для окончательного применения.При разбавлении эффект гидротропа снижается, и пеногаситель может выходить из раствора, что приводит к разделению и потере пеногасителя. Одним из решений этих проблем было нанесение пеногасителя на отдельном этапе. Однако для этого требуется дополнительное оборудование для отдельного нанесения пеногасителя. Кроме того, многие пеногасители имеют силиконовую основу, что может вызвать проблемы с окраской готовой плиты.

Таким образом, все еще остается потребность в разделительном агенте pMDI, который значительно снизил или устранил тенденцию к пенообразованию и обеспечил бы эффективное разделение между панелью и металлическими поверхностями в обычных процессах с использованием обычного оборудования при обычных скоростях.

Настоящее изобретение направлено на эмульгированный разделительный агент pMDI для процессов нанесения, которые значительно перемешивают разделительный агент. Эмульгированный разделительный агент прост в производстве и имеет хорошие характеристики стабильности и хранения. Кроме того, эмульгированный разделительный агент обеспечивает эффективное высвобождение во время производства изделий из древесины из древесных волокон или стружки в обычных процессах при обычных скоростях с использованием многих популярных систем нанесения разделительного агента, включая системы с сильным перемешиванием, такие как распылитель с вращающимся диском или системы вращающихся валков, не вызывая чрезмерное наращивание пресса.Более того, отсутствие необходимости добавлять пеногаситель, особенно на основе силикона, дает готовые плиты с улучшенными физическими свойствами.

В одном аспекте изобретения предлагается композиция эмульгированного разделительного агента для использования с адгезивом pMDI, содержащая эмульгированную смесь:

(а) соли щелочного металла и жирной кислоты, содержащей 8-18 атомов углерода, и

(b) соль щелочного металла и сложного фосфатного эфира, имеющего 6-22 атома углерода и имеющего число гидрофильно-липофильного баланса (HLB), равное 4 или меньше.

В другом аспекте изобретения композиция эмульгированного антиадгезионного агента дополнительно включает (c) этоксилированный жирный спирт, имеющий длину алкильной цепи из 8-18 атомов углерода.

В другом аспекте изобретения композиция эмульгированного разделительного агента включает

(а) 1-20% по массе соли щелочного металла и жирной кислоты, содержащей 8-18 атомов углерода;

(b) 1-20 мас.% Соли щелочного металла и сложного фосфатного эфира, имеющего 6-22 атома углерода и имеющего HLB-число 4 или меньше;

(c) 0-10 мас.% Этоксилированного жирного спирта, имеющего длину алкильной цепи из 8-18 атомов углерода;

(г) 0.05-0,5% по массе консерванта; и

(д) весовой остаток деионизированной воды.

В другом аспекте изобретения композиция эмульгированного разделительного агента включает

(а) 10-12% по массе соли щелочного металла и жирной кислоты, имеющей 8-10 атомов углерода;

(b) 10-12 мас.% Соли щелочного металла и сложного фосфатного эфира, имеющего 8-12 атомов углерода и имеющего HLB-число 4 или меньше;

(c) 0-5 мас.% Этоксилированного жирного спирта, имеющего длину алкильной цепи из 8-18 атомов углерода;

(г) 0.2% по весу консерванта; и

(d) 70,8-79,8 мас.% деионизированной воды.

В еще одном аспекте изобретения соль щелочного металла жирной кислоты и сложного фосфатного эфира представляет собой натриевую соль.

В другом аспекте изобретения предлагается способ нанесения эмульгированного разделительного агента на мат из волокон или стружки или уплотнительную пластину, используемую при производстве изделий из древесины из древесных волокон или стружки. Способ включает получение эмульгированного разделительного агента, содержащего (а) 1-20 мас.% Соли щелочного металла и жирной кислоты, имеющей 8-18 атомов углерода; (b) 1-20 мас.% соли щелочного металла и сложного фосфатного эфира, имеющего 6-22 атома углерода и имеющего число HLB 4 или меньше; (c) 0-10 мас.% этоксилированного жирного спирта, имеющего длину алкильной цепи из 8-18 атомов углерода; (г) 0.05-0,5% по массе консерванта; и (e) весовой баланс деионизированной воды. Эмульгированный разделительный агент загружают в систему распыления с вращающимся диском или систему нанесения с вращающимся роликом, а затем наносят на волокнистый мат, мат для стружки или уплотнительную пластину с использованием указанной системы.

Настоящее изобретение направлено на эмульгированный разделительный агент pMDI для процессов нанесения, которые обычно перемешивают разделительный агент и вызывают вспенивание разделительного агента.Эмульгированный разделительный агент прост в производстве и обладает хорошими свойствами стабильности и хранения. Эмульгированный разделительный агент обеспечивает эффективное высвобождение во время производства деревянных изделий из древесных волокон или стружки, таких как древесноволокнистые плиты и древесно-стружечные плиты, особенно OSB, в обычных процессах при обычных скоростях с использованием многих популярных систем нанесения разделительных агентов, включая системы с сильным перемешиванием, такие как распылитель с вращающимся диском или вращающиеся роликовые системы, не вызывая чрезмерного наращивания пресса.

Эмульгированная композиция разделительного агента для использования с адгезивом pMDI включает эмульгированную смесь:

(a) соли щелочного металла и жирной кислоты, содержащей 8-18 атомов углерода, и

(b) соли щелочного металла сложный фосфатный эфир, содержащий 6-22 атомов углерода и имеющий HLB-число 4 или меньше.

Неожиданно было обнаружено, что получение соли щелочного металла жирной кислоты и соли щелочного металла сложного фосфатного эфира, имеющей HLB-число 4 или меньше, в системе на водной основе при перемешивании дает гладкую стабильную эмульсию.Эмульгированная композиция разделительного агента не разделяется даже при разбавлении и не пенится при использовании в процессах нанесения, которые значительно перемешивают разделительный агент в процессе нанесения, таких как распыление с вращающимся диском или системы с вращающимися валками.

Соль щелочного металла жирной кислоты используется в качестве поверхностно-активного вещества и имеет от 8 до 18 атомов углерода, более предпочтительно от 8 до 16 и наиболее предпочтительно от 8 до 10 атомов углерода. Жирная кислота может быть насыщенной или ненасыщенной, причем предпочтительны ненасыщенные жирные кислоты.Жирная кислота может представлять собой отдельную жирную кислоту, такую ​​как пальмитиновая кислота, олеиновая кислота или линолевая кислота, или она может быть смесью жирных кислот, которая содержится в препарате, таком как жирная кислота таллового масла. Соль щелочного металла жирной кислоты предпочтительно получают путем смешивания раствора гидроксида щелочного металла с жирной кислотой до завершения реакции. Количество соли щелочного металла и жирной кислоты в композициях по настоящему изобретению будет составлять от 1% до 20% по весу, более предпочтительно от 5% до 15% по весу, наиболее предпочтительно около 10-12% по весу, исходя из общей массы состава.

Считается, что соль щелочного металла сложного фосфатного эфира, имеющего HLB-число 4 или меньше, связывается с металлом пластин и способствует высвобождению щелочного металла жирной кислоты. Число HLB определяется с использованием стандартных формул, таких как формула, описанная в Griffin WC: «Классификация поверхностно-активных агентов по« HLB »», журнал Общества косметических химиков 1 (1949): 311. Предпочтительно щелочной металл. соль фосфатного эфира будет иметь число HLB 3-4.Более предпочтительно, чтобы соль щелочного металла сложного фосфатного эфира была солью щелочного металла неэтоксилированного фосфатного эфира.

Соль щелочного металла сложного фосфатного эфира, имеющего HLB-число 4 или менее, предпочтительно имеет 6-22 атома углерода, более предпочтительно 8-18 атомов углерода и наиболее предпочтительно от 8 до 10 атомов углерода. Могут использоваться прямые или разветвленные цепи или циклические группы сложного фосфатного эфира. Соль щелочного металла сложного фосфатного эфира, имеющего HLB-число 4 или меньше, может быть сложным моноэфиром, сложным диэфиром или смесью моно- и диэфиров.Количество соли щелочного металла и сложного фосфатного эфира, имеющего HLB-число 4 или меньше, в композициях по настоящему изобретению будет составлять от 1% до 20% по весу, более предпочтительно от 5% до 15% по весу, наиболее предпочтительно. примерно 10-12% по массе в расчете на общую массу композиции.

Соль щелочного металла жирной кислоты или сложного фосфатного эфира, имеющая HLB-число 4 или меньше, может быть любой из обычно используемых солей щелочных металлов. Предпочтительно соль щелочного металла представляет собой соль калия, натрия или лития, более предпочтительно соль калия или натрия, наиболее предпочтительно соль натрия.

В дополнение к указанным выше двум компонентам композиция по настоящему изобретению может необязательно содержать другие компоненты, такие как другие поверхностно-активные вещества и т.д., при условии, что они не влияют на функционирование эмульгированного разделительного агента. Например, другие поверхностно-активные вещества, такие как фторированные или силиконизированные поверхностно-активные вещества, могут быть использованы в формуле для улучшения смачиваемости и проницаемости. Одним предпочтительным дополнительным компонентом является этоксилированный жирный спирт, имеющий длину алкильной цепи из 8-18 атомов углерода.Более предпочтительно, этоксилированный жирный спирт имеет длину алкильной цепи из 10-16 атомов углерода с 3-12 этоксильными группами. Алкильная группа этоксилированного жирного спирта может быть линейной, разветвленной или циклической, более предпочтительно линейной или разветвленной алкильной цепью. Такие дополнительные компоненты могут присутствовать в количестве до примерно 10% от веса композиции, более предпочтительно до примерно 5% от веса композиции.

Кроме того, композиция по настоящему изобретению также может содержать 0.05-0,5% по весу подходящего консерванта. Предпочтительно консервант присутствует в количестве примерно 0,2% по весу. Более предпочтительно консервант представляет собой 2-бром-2-нитропропан-1,3-диол, 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-он, 2-метил-4-изотиазолин-3-он или 1, 3-бензотиазол-2-илсульфанилметилтиоцианат.

В дополнение к указанным выше компонентам композиция будет содержать воду и агент для регулирования pH до предпочтительного диапазона от 5 до 10, наиболее предпочтительно диапазона pH от около pH 6 до около pH 7.Предпочтительно использовать NaOH или КОН для регулирования pH.

После приготовления композицию по настоящему изобретению используют в качестве эмульгированного разделительного агента для производства деревянных изделий из древесных волокон или щепы с использованием pMDI в качестве клея. Композицию по настоящему изобретению наносят либо на поверхность мата из волокон или стружки, используемого для формования изделий из древесины, либо на поверхности уплотнительных пластин, используемых в прессах. Предпочтительно композицию наносят на герметизирующие пластины для обеспечения равномерного покрытия эмульгированного разделительного агента.Чтобы упростить процесс нанесения, предпочтительно, чтобы эмульгированная композиция антиадгезионного агента была разбавлена ​​водой перед нанесением. Композиция может быть разбавлена ​​до 40 частей по весу воды на 1 часть по весу эмульгированного разделительного агента, более предпочтительно от 10 до 20 частей по весу воды на 1 часть по весу эмульгированного разделительного агента. Композицию обычно наносят на поверхности герметизирующих пластин при норме нанесения по меньшей мере около 0,1 г / м ² активных ингредиентов и предпочтительно с расходом по меньшей мере около 0.13 г / м ² активных ингредиентов. При нанесении композиции на поверхность волокон мата можно использовать нормы нанесения до примерно 1 г / м ² активных ингредиентов. Для разбавленной композиции нормы расхода конечной разбавленной композиции обычно находятся в диапазоне примерно до 50 г / м ² разбавленной композиции. Композиция по настоящему изобретению обеспечивает отличное отделение готового деревянного продукта от герметизирующих пластин.

Следующие ниже примеры иллюстрируют предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, но настоящее изобретение не ограничивается этими примерами.

77,10 г деионизированной воды взвешивали в химическом стакане и при перемешивании добавляли 2,60 г 50% NaOH; Затем добавляли 10,10 г жирных кислот таллового масла и перемешивали до получения прозрачной жидкости желтого цвета. 10 грамм сложного фосфатного эфира на основе олеоцетилового спирта, имеющего HLB-число от 3 до 4, добавляли при перемешивании в течение 10 минут; затем 0.При перемешивании добавляли 2 грамма консервантов до получения однородной стабильной эмульсии молочно-белого цвета. Физические свойства разделительного агента:

Внешний вид: Белая вязкая эмульсия со слабым запахом

Удельный вес 0,988 г / л при 22 ° C.

pH 6,8

Образец разделительный агент, приготовленный в соответствии с примером 1, делили на четыре отдельные 25 мл закрытые стеклянные смотровые пробирки.Пробирки были индивидуально промаркированы следующим образом: + 40 ° C, RT, + 6 ° C и -12 ° C. RT означает комнатную температуру окружающей среды. Ежедневная комнатная температура окружающей среды в течение всего анализа поддерживалась приблизительно на уровне 22 ° C. Образцы подвергались 4 полным циклам изменения температуры. Каждый цикл включал 16 часов при указанной температуре и 8 часов при комнатной температуре, после чего проводились наблюдения за характеристиками визуальной стабильности. Затем сразу же был начат другой цикл. Был завершен 5-й цикл, когда образцы выдерживались при соответствующих температурах в течение 3 дней, а затем возвращались в RT для наблюдений.Результаты представлены в таблице 1:

Разделительный агент в том виде, как он был приготовлен, имел рейтинг стабильности от отличной до хорошей в широком диапазоне температур. Небольшая степень разделения фаз, отмеченная в цикле 2 для образца + 40 ° C, не увеличивалась при последующих циклах изменения температуры.

Разделительный агент также разбавляли до 10% по весу деионизированной водой для образования стабильной однородной дисперсии. Дисперсию выдерживали при комнатной температуре в течение двух недель, и никаких признаков разделения не наблюдалось.

Нити хвойных пород весом 200 фунтов были измельчены для получения очень тонких волокон и смешаны с pMDI-смолой в количестве 5% от сухой массы древесных волокон (% odw) в сушильном шкафу на расстоянии 5 футов. диаметром на два фута глубиной блендера. Чтобы эффективно смешать волокна для панелей, волокна были смешаны в 3 порции. В начале испытания уплотнительные пластины были заново отшлифованы наждачной бумагой с зернистостью 120 и поверхностная пыль была удалена.10% раствор разделительного агента (обозначенного XP 1001J), приготовленный в соответствии с примером 1, разбавленный водой, был приготовлен и затем нанесен на верхнюю и нижнюю пластины герметика путем распыления из расчета 2 г / кв. футов с последующей выпечкой. Восемь панелей толщиной 7/16 дюйма были сформированы вручную и подвергнуты горячему прессованию на горячем прессе 12 на 12 дюймов при 193 ° C до плотности картона 43 фунта / фут ² . Каждая из панелей использовала уменьшающуюся норму нанесения 10% раствора XP1001J на верхнюю и нижнюю герметизирующие пластины, начиная с 6 г / кв.футов, при этом последние две панели нажимаются без дополнительного применения RA. В качестве контроля были приготовлены четыре панели с использованием 10% раствора PRESSGUARD ™ (Guardian Chemicals Inc.). Результаты представлены в Таблице 2:

Разделительный агент чрезвычайно хорошо проявил себя при концентрации 10% и всех скоростях распыления без каких-либо затруднений при отделении картона от пластин герметика и очень хорошо сравнивался с PRESSGUARD ™. Эффект длительного действия разделительного агента был протестирован путем прессования досок без дополнительного нанесения разделительного агента, и он показал хорошее разделение для первой доски без нанесения разделительного агента после 6 карт с нанесением разделительного агента (Доска 11), но постепенно разделительные свойства уменьшаются. с некоторым прилипанием доски 12 (некоторые трудности с отделением герметизирующей пластины и доски).

Композиции по настоящему изобретению из смеси соли щелочного металла и жирной кислоты и соли щелочного металла и сложного фосфатного эфира, имеющего HLB-число 4 или меньше, в системе на водной основе при перемешивании образуют однородную стабильную эмульсию . Эмульгированная композиция разделительного агента не проявляет значительного разделения даже при разбавлении и не сильно пенится при использовании в процессах нанесения, которые перемешивают разделительный агент во время процесса нанесения, таких как распыление с вращающимся диском или системы с вращающимися валками.Композиции не требуют добавления отдельных пеногасителей для достижения низких пенообразующих свойств, что значительно снижает стоимость и сложность производства древесноволокнистых плит и OSB с использованием pMDI в качестве адгезивов и дает улучшенный продукт с превосходными окрашиваемыми свойствами.

Эмульгированный разделительный агент по настоящему изобретению прост в производстве и имеет хорошие характеристики стабильности и хранения. Кроме того, эмульгированный разделительный агент обеспечивает эффективное высвобождение во время производства изделий из древесины из древесных волокон или стружки в обычных процессах при обычных скоростях с использованием многих популярных систем нанесения разделительного агента, включая системы с сильным перемешиванием, такие как распылитель с вращающимся диском или системы вращающихся валков, не вызывая чрезмерное наращивание пресса.Более того, отсутствие необходимости добавлять пеногаситель, особенно на основе силикона, дает готовые плиты с улучшенными физическими свойствами. Даже при экстремальных концентрациях pMDI, составляющих 10%, эмульгированные композиции разделительного агента по настоящему изобретению обеспечивают исключительные характеристики отделения, так как готовый картон легко соскальзывает с пластин без прилипания.

Хотя здесь подробно описаны различные предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что в них могут быть внесены изменения, не выходящие за рамки сущности изобретения или объема прилагаемой формулы изобретения.

Влияние экстракции горячей водой на стенку ячеек и механику прядей OSB

Вытяжка горячей водой

При производстве OSB используются мягкие и твердые породы дерева. Существует разница в их химическом составе (Fengel and Wegener 1984) и свойствах древесины. Для более полного понимания различий в силе между ними были выбраны болиголов ( Tsuga canadensis ) и осина ( Populus tremuloides ). Используемые в работе тсуги и осины имели размер 12.4 м в высоту и 22,8 см в диаметре и 13,3 м в высоту и 21,6 см в диаметре соответственно. Каждое дерево было срублено и обрезано на бревна длиной 4 фута, затем вручную окорена и использована для создания прядей 10,2 ± 0,2 см с целевой толщиной 0,81 ± 0,05 мм с использованием кольцепрядильной машины Carmanah 12/48. Угол контрножа 70 ° использовался при скорости вращения кольца 638 об / мин. Большинство штрафов было снято с помощью комбинированного грохота Acrowood Trillium и Diamond Roll. Пряди кондиционировали в сушильной печи для осушения при 50 ° C и относительной влажности (RH) 80% в течение 6 дней до достижения постоянного веса.Средняя MC нитей составила 14,5 ± 0,3%.

Экстракция горячей водой (HWE) успешно использовалась для удаления сахара (гемицеллюлозы) из древесины несколькими исследователями (Sattler et al. 2008; Tunc and van Heiningen 2008). Пряди были обработаны методом HWE при 160 ° C и четырехкратной экстракции. Их помещали порциями по 300 г (в сухом состоянии) в варочный котел, предварительно заполненный пресной водой в соотношении 6: 1 (вода / древесина). Это соотношение включало воду из содержания влаги (MC) в самой древесине.{t} {\ text {Exp}} \ left [{\ frac {{\ left ({T _ {\ text {r}} — T _ {\ text {b}}} \ right)}} {14.75}} \ right] {\ text {d}} t} \ right) $$

(1)

где t — время пребывания (мин), T _r — температура реакции (° C), а T _b — базовая температура при 100 ° C. Разница температур составила 14,75 (° C), полученная из \ (\ frac {{T _ {\ text {r}} \ cdot T _ {\ text {b}} \ cdot R}} {{E _ {\ text {a}} }} \), предполагая, что весь процесс является гидролитическим, а общее преобразование — псевдопервого порядка (Overend and Chornet 1987; Mosier et al.2002). Связи по уравнению SF составляют от 0 (необработанная древесина) до 4. Используя уравнение. (1) SF 2,72, 3,38, 3,56 и 3,84 была рассчитана для времени экстракции 0, 25, 45 и 90 минут соответственно. Потерю веса нити (WL) в результате процесса экстракции определяли для каждого цикла экстракции путем сублимационной сушки экстрагированной жидкости при -42 ° C в вакууме от 1,3 до 1,5 Па в течение приблизительно 48 часов. После этого извлеченные пряди не промывали.

После процесса экстракции все нити кондиционировали в климатической камере при 21 ° C и относительной влажности (RH) 65% в течение 15 дней.

Процедура наноиндентирования

Theory

С выемками диаметром около 1 мкм наноиндентирование хорошо подходит для исследования механических свойств доменов микронного размера в древесине и дало многочисленные ценные результаты в исследованиях древесины за последнее десятилетие (Wimmer and Лукас 1997; Коннерт и Гиндл 2006; Тзе и др. 2007). В этом исследовании наноиндентирование использовалось для измерения влияния HWE на продольный модуль упругости и твердость слоистого материала клеточной стенки S2 (SCWL) трахеид болиголова и клеточных волокон у осины.Эксперимент по наноиндентированию заключается в вдавливании алмазного наконечника тщательно продуманной формы в материал с заданной нагрузкой при непрерывной регистрации глубины и перемещения. По наноинденту твердость по Мейеру ( H ) определяется как

$$ H = \ frac {{P_ {0}}} {A} $$

(2)

где P ₀ — максимальная нагрузка, а A ​​ — площадь контакта наноиндента.Площадь контакта можно рассчитать на основе глубины контакта и функции формы индентора (Oliver and Pharr 2004) или непосредственно измерить по изображению остаточного отпечатка отпечатка после удаления индентора (Jakes et al. 2008, 2009). В этой работе используется модель A ​​, измеренная непосредственно по изображениям.

В эксперименте по наноиндентированию упругие свойства материала фиксируются начальным наклоном разгрузочной части графика нагрузки по глубине, который был скорректирован с учетом внешних податливостей (поясняется ниже).{2}}} {{E _ {\ text {d}}}}} \ right) $$

(4)

, где \ (E _ {\ text {s}} \) и \ (E _ {\ text {d}} \) — модули Юнга, а \ (\ nu _ {\ text {s}} \) и \ (\ nu_ {\ text {d}} \) — коэффициенты Пуассона образца и индентора соответственно. β — числовой коэффициент, равный 1,23 (Jakes et al. 2008). Чтобы вычислить \ (E _ {\ text {s}} \) в этом исследовании, E _d и ν _d для алмазного наконечника были приняты равными 1137 ГПа и 0.07 соответственно. Значение коэффициента Пуассона, использованное для SCWL, было принято равным 0,45 (Wimmer et al. 1997).

Трасса нагрузки-глубины должна быть скорректирована с учетом внешних требований, а именно соответствия машины, C _м , и соответствие конструкции, C _s (Jakes et al. 2008, 2009), прежде чем можно будет точно определить модуль упругости. Модель C _м возникает из-за смещения силовой рамы наноиндентора и является константой для каждого выполненного наноиндентирования.Методы измерения C _м заложено ранее. Модель C _s возникает из-за гетерофазных границ раздела около наноиндентей и изгиба в масштабе образца и может чувствительно меняться в зависимости от положения внутри образца (Jakes et al. 2008, 2009). Выемка, помещенная в SCWL, находится в непосредственной близости от гетерофазных поверхностей раздела, таких как граница между пластиной клеточной стенки и средней пластинкой или свободный край между пластиной клеточной стенки и пустым просветом.Кроме того, древесина представляет собой открытую ячеистую структуру, которая может изгибаться при нагрузке на стенку одной ячейки. Следовательно, чтобы точно рассчитать модуль упругости на основе эксперимента по наноиндентированию, проведенного на SCWL, кривые нагрузки по глубине необходимо скорректировать на C _s с использованием методов Jakes et al. (2008, 2009). Модель C _с и C _m ведут себя аналогичным образом, и сумма этих внешних соответствий (\ (C _ {\ text {m}} + C _ {\ text {s}} \)) может быть определена в каждом месте отступа с использованием корреляций SYS, построенных на основе данных из многозагрузочные отступы.{1/5}}} {{E _ {\ text {eff}}}} $$

(5)

где C _т — полное соответствие нескорректированной кривой и E _eff — эффективный модуль. {1/2 } \) график как функция от P ^1/2 ₀ образует прямую наклонную линию \ (C _ {\ text {m}} + C _ {\ text {s}} \).\ (C _ {\ text {m}} + C _ {\ text {s}} \); затем его можно использовать для корректировки кривой глубины нагрузки.

Подготовка образцов

Поперечные срезы в поздней древесине болиголова и осины были подготовлены для экспериментов по наноиндентированию. Предыдущие исследователи (Wimmer and Lucas 1997; Konnerth and Gindl 2006; Tze et al. 2007) впервые залили образцы древесины эпоксидной смолой, чтобы облегчить разрезание. Однако неясно, проникает ли эпоксидная смола в стенки ячеек. Кроме того, было замечено, что размер пор в клеточных стенках клена красного ( Acer rubrum L.) увеличивается с SF в нитях HWE, предполагая, что эффект заделки эпоксидной смолы может измениться с увеличением SF, маскируя реальные изменения свойств клеточной стенки, вызванные HWE. Чтобы исключить возможность каких-либо нежелательных модификаций, вызванных эпоксидной смолой, был использован метод подготовки образца, в котором не использовалась заливка. Примерно 7 × 3 мм (больший размер соответствует продольному направлению) был вырезан из пряди с помощью ручной бритвы и приклеен к стальной заготовке с помощью быстросохнущего клея (рис.1).

Типичный метод подготовки образца для наноиндентирования

Клей не проникал через проверенные клетки. Стальная заготовка помещалась в санный микротом, снабженный одноразовыми лопастями микротома, и в поперечном сечении создавалась пологая вершина (~ 15 °). Затем пробку устанавливали в ультрамикротом, снабженный алмазным ножом, и вершину срезали, открывая поверхность приблизительно 0,5 мм ² , которая подходила для экспериментов по наноиндентированию.

Процедура наноиндентирования

Эксперименты по наноиндентированию проводили с помощью трибоиндентора Hysitron (Миннеаполис, Миннесота, США), снабженного наконечником Берковича и работающего с контролем силы. Функция многократной нагрузки вдавливанием состояла из сегментов нагрузки 1 с, удержания при частичной нагрузке 10 с, сегментов разгрузки 1 с и удержания 5 с при частичной разгрузке. Были загружены семь сегментов загрузки с нагрузками 15, 24, 35, 48, 63, 81 и 100% от конечной максимальной нагрузки. Каждая частичная нагрузка была увеличена примерно на 50% от последней предыдущей частичной нагрузки, а окончательная частичная разгрузка сохранялась в течение 60 с для расчета теплового дрейфа перед полной разгрузкой.

Визуальные отпечатки и области измерения

Остаточные отпечатки были визуализированы с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) Quesant (Agoura Hills, Калифорния, США), встроенного в трибоиндентор. АСМ работал в контактном режиме и калибровался с использованием калибровочного стандарта Advanced Surface Microscopy, Inc. (Индианаполис, Индиана, США) с шагом 292 ± 0,5 нм. Для каждого отпечатка были сделаны отдельные изображения с полем обзора 4 мкм (рис. 2), и программное обеспечение для анализа изображений ImageJ (http://rsb.info.nih.gov/ij/) использовалось для ручного измерения проецируемых контактных площадей, как описано в предыдущих публикациях (Jakes et al.2008, 2009).

АСМ-изображение после тестирования. a сканирование 2 мкм слоя стенки деревянных ячеек S2 и b измеренные площади каждого наноиндентора

Осевой модуль упругости деревянных прядей, процедура

Небольшую деревянную прядь (балку) длиной 28 мм (размах 22 мм) и шириной 4,2 ± 0,3 мм разрезали в продольном направлении (угол волокон 0 °). Толщина осины составляла 0,8 ± 0,1 мм, болиголова 0,7 ± 0,1 мм. Были идентифицированы и измерены эрливуд и поздняя древесина, средняя доля ранней древесины около 92% как для осины, так и для болиголова.Все образцы были подвергнуты трехточечному изгибу с использованием прибора реометрического динамического механического термического анализа (DMTA) модели IV. Температура испытания составляла 21,7 ± 0,3 ° C при постоянной скорости деформации 1,1 × 10 ^-4 мм / с. Эта скорость деформации была получена из предыдущего теста. Непосредственно перед тестированием каждый образец взвешивали на лабораторных весах Ohaus с точностью 1 × 10 ^–4 г и измеряли с помощью цифрового штангенциркуля Mitutoyo с точностью 1 × 10 ^–5 мм.Как только испытание на изгиб было завершено, образцы были высушены в печи при 103 ° C в течение 24 часов для определения MC и плотности.

Дифракция рентгеновских лучей

Три нити были случайным образом выбраны из каждой группы видов и из четырех SF и контрольных условий. Отдельные образцы размером 0,8 × 25,4 × 25,4 мм ³ были обрезаны и сканированы с использованием аппарата Panalytical X’Pert XRD. Дифракционное сканирование θ — 2 θ было выполнено с использованием градиентного многослойного параболического рентгеновского зеркала и 0.Коллиматор с параллельными пластинами 18 ° в квазипараллельной геометрии пучка. Размер шага составлял 0,1 мм с общим диапазоном 5–32 °. Пики были подогнаны к сканированным изображениям с использованием программы Profile Fit (Panalytical, Нидерланды, 1999, версия 1.0C). Интегрированные площади подобранных пиков использовали для определения процентной кристалличности в соответствии с ранее описанными методами (Howell et al. 2009, 2011). Ширина поперечного сечения кристаллических областей определялась по формуле Шеррера

$$ X _ {\ text {s}} = \ frac {0.9 \ lambda} {B \ cos \ theta} $$

(6)

где X _s — ширина (нм), λ длина волны источника рентгеновского излучения, B полная ширина на половине максимума пика (рад) и 2 θ угол между источником и образец (рад). Метод анализа Ритвельда (Rietveld 1967, 1969) с недавно опубликованной кристаллической структурой целлюлозы Iβ (Nishiyama et al.2002) также проводилась для проверки результатов с помощью программы HighScore Plus (Panalytical, Нидерланды, 2006, версия 2.2).

Интерфейс RCI Избранная статья: Вопросы строительного спора: обновление

1 сентября 2018 г.

Дерек Ходгин, ЧП, RBEC, CCCA

За последние 25 лет я исследовал множество вопросов, по которым строились судебные тяжбы. Некоторые из проблем были связаны с отказами продукта, в то время как другие больше связаны с типом строительства и / или процессом.Этот документ призван предоставить обновленную информацию о прошлых проблемах, а также выявить проблемы, которые в настоящее время исследуются и, вероятно, будут исследоваться в ближайшие годы.

Неармированные кровельные мембраны из ПВХ

Проблема

В 1980-х годах мы обнаружили, что потеря пластификатора в кровельных ПВХ-мембранах вызывает охрупчивание, что делает крыши уязвимыми для катастрофического разрушения. ¹ В частности, то, что выглядело как неповрежденная и функциональная кровельная мембрана, однажды может быть полностью разрушено, если кто-то наступит на крышу во время раннего визита.Хотя более низкие температуры ранним утром не должны были вызывать сбой, похоже, это было темой многих отчетов о сбоях.

Решение

Рецепт ПВХ мембран был изменен для ограничения миграции пластификатора. Кроме того, к мембране были добавлены армирующие маты — обычно тканый полиэстер — для ограничения степени растрескивания (, рис. 1, ). Поскольку производители смогли отреагировать на недостатки ранних конструкций мембран, мембраны из ПВХ по-прежнему остаются жизнеспособным вариантом при строительстве новых зданий и при замене кровли.

EIFS

Проблема

Система внешней изоляции и отделки (EIFS), также известная как «синтетическая штукатурка», была импортирована из Европы в 1960-х годах, где она успешно использовалась для ремонта поврежденных водой каменных конструкций. (Использование собственного названия Dryvit® для описания EIFS аналогично обращению к тканям лица как Kleenex®, Dryvit® был просто одним из нескольких популярных производителей EIFS на рынке, когда были обнаружены проблемы.) Соединенные Штаты быстро адаптировали эту технологию. для наружной облицовки деревянных каркасных жилых домов.Однако EIFS изначально предназначался для работы в качестве барьерной системы, без каких-либо средств защиты нижележащего деревянного каркаса в случае случайного проникновения воды. Вскоре мы обнаружили, что случайное проникновение воды было обычным явлением на пересечениях крыши и стен, на пересечениях балконов и подъездов, оконных и дверных проемах (, рис. 2 ) и в большинстве мест, в которые проникли EIFS и которые не были полностью герметизированы. ²
Рисунок 2 — Повреждение деревянного каркаса стены за установкой барьера EIFS.Вышеописанные условия привели к значительным повреждениям деревянного каркаса в зонах проникновения воды (и ниже). Повреждения были практически скрыты от глаз за очень привлекательной внешней обшивкой EIFS. К тому времени, когда водное повреждение внутренней части конструкции стало видимым для обитателя, деревянное ограждение вдоль пути проникновения воды было значительно повреждено. За многие годы расследований и судебных разбирательств EIFS мы узнали о важности переключающего (также известного как « отбрасывание ») мигания, и что пароизоляция с внутренней стороны была действительно плохой идеей для жаркого / влажного юго-востока или в любом климате, который преимущественно прохладный климат.

Решение

Опасения по поводу производительности EIFS были достаточно значительными, чтобы вызвать запрет на его использование в штате Северная Каролина, предполагаемом эпицентре проблемы. После долгих споров между различными производителями компонентов (EIFS, кровля, окна, двери и т. Д.), Дистрибьюторами, подрядчиками, субподрядчиками и профессионалами в области дизайна первоначальная конструкция барьера была изменена на дренажную систему, которая могла бы управлять случайным проникновением воды ( Рисунок 3 ).Несмотря на то, что изменение дизайна было очень успешным, без каких-либо серьезных проблем с момента его повторного внедрения, аббревиатура «EIFS», похоже, все еще подвергается клейму. Очевидно, остается связь между EIFS (любого типа) и прошлыми проблемами с исходными барьерными системами. Тем не менее, среди информированных консультантов по ограждающим конструкциям здания правильно установленный дренажный EIFS считается «современной» системой, имеющей проверенный опыт. Потребителям, страховым компаниям и подрядчикам просто необходимо больше просвещать, что дренаж EIFS является жизнеспособной системой облицовки, которая, как можно ожидать, будет безотказно работать в течение многих лет.
Рисунок 3 — Иллюстрация дренажной системы облицовки EIFS (предоставлено Ассоциацией промышленных членов EIFS [EIMA]).

Древесина с огнестойкой обработкой

Проблема

Строительная промышленность США впервые обнаружила проблемы с древесиной, обработанной антипиреном (FRT), в фанерных покрытиях крыш таунхаусов в районе Вирджинии / Вашингтона, округ Колумбия, в 1980-х годах. В частности, у кровельщиков возникали проблемы с охрупчиванием фанеры при установке композиционной черепицы.Хотя формулы FRT оказались успешными с точки зрения огнестойкости, проблемы с потерей прочности при эксплуатации не были полностью поняты. Было обнаружено, что процесс, называемый кислотно-катализируемой дегидратацией (тот самый процесс, который запускается в случае повышения температуры во время пожара), начинается при более низких (т. Е. Во время эксплуатации) температурах чердака. Потеря прочности сильнее всего сказалась на фанерных настилах крыши из-за повышенных температур. Однако аналогичные потери прочности позже были задокументированы в размерных элементах каркаса — в основном, сборных деревянных фермах крыши, соединенных металлическими пластинами ³ ( Рисунок 4 ).
Рис. 4 — Возвышенное разрушение деревянного элемента фермы, вызванное древесиной, обработанной огнезащитным составом (FRT). До того, как были признаны проблемы потери прочности в процессе эксплуатации, специалисты по проектированию полагались на Национальный проектный стандарт (NDS) для деревянных конструкций для поправочных коэффициентов прочности. Вплоть до NDS 1991 года для древесины FRT использовался 10-процентный коэффициент снижения прочности. Этот поправочный коэффициент считался необходимым для учета первоначальной потери прочности, связанной с процессом сушки в печи, в результате которого древесина подвергалась воздействию повышенных температур.Однако позже было обнаружено, что потеря прочности, связанная с FRT, является прогрессирующей и непрерывной. 10-процентный поправочный коэффициент был исключен из NDS в 1991 году, и специалистам по проектированию было рекомендовано использовать поправочные коэффициенты прочности, предоставленные непосредственно производителями FRT.

Многие крыши, построенные с использованием более ранних конструкций FRT (середина 1980-х годов или ранее), были полностью сняты и заменены из-за чрезмерной потери прочности и связанных с этим повреждений ферм. Объем сообщаемых проблем (и связанных с ними судебных разбирательств) со временем значительно уменьшился.Тем не менее, по-прежнему сообщается о случайных проблемах с фермами, связанных со старыми составами FRT.

Решение

В ответ на проблемы FRT производители внесли два основных изменения. Первое изменение было в рецепте FRT, чтобы сделать его менее кислым. Существует прямая зависимость между pH формулы FRT и скоростью потери прочности. В частности, потеря прочности обычно более значительна при использовании формул FRT с более низким pH (то есть более кислой). ⁴ Более поздние рецепты FRT добавляли буферы (обычно бура или борат) для повышения pH и замедления процесса потери прочности.

Вторым изменением стала публикация более реалистичных поправочных коэффициентов силы. Сначала большинство производителей придерживались 10-процентного снижения, ранее опубликованного NDS. Однако производители постепенно увеличивали поправочные коэффициенты прочности, чтобы отразить на месте и лабораторные измерения потери прочности, возникающие при эксплуатации. Опубликованные поправочные коэффициенты сейчас составляют от 20 до 25 процентов, в зависимости от производителя и рассматриваемых свойств древесины (то есть прочности на изгиб, прочности на сдвиг, модуля упругости и т. Д.).

Путем изменения рецептуры и использования более реалистичных поправочных коэффициентов проблемы с древесиной FRT, по-видимому, были решены должным образом, и теперь это жизнеспособный и надежный продукт. В течение многих лет штат Южная Каролина запрещал использование FRT в государственных проектах из-за документально подтвержденных потерь прочности и отказов ферм. На основании описанных выше улучшений этот запрет был недавно снят.

Жидкий огнезащитный состав на кровельном настиле / наружной обшивке OSB

Проблема

Это недавний выпуск, связанный с относительно новой линейкой продуктов.Хотя вспучивающиеся краски не новы, их использование на кровельных настилах и обшивке стен из ориентированно-стружечных плит (OSB) для соответствия предписанным кодексам требованиям огнестойкости является относительно новым и, как было документально подтверждено, проблематичным. В отличие от продуктов FRT, которые обеспечивают огнестойкость по всей толщине обработанного под давлением деревянного компонента (обычно фанеры или габаритных пиломатериалов), единственное, что обеспечивает огнестойкость для этих продуктов, — это очень тонкий слой краски. Если краска отваливается из-за проблем с адгезией (, рис. 5, ), повреждена механическим истиранием или повреждена в результате проникновения гвоздей (что требуется по строительным нормам) или воды (, рис. 6, ), огнестойкость покрытия Панель OSB неизвестна.
Рисунок 5 — Нарушение адгезии огнезащитной краски
на нижней части кровельного настила OSB Рисунок 6 — Поврежденная водой огнезащитная краска
на наружных стеновых панелях OSB. Чтобы продукт получил одобрение кода, он должен соответствовать или превосходить характеристики существующих продуктов, одобренных кодексом; в этом случае FRT. Просто неразумно думать, что тонкий слой вспучивающейся краски на поверхности легковоспламеняющейся OSB будет иметь такие же или лучшие характеристики, чем пропитанная под давлением фанера FRT.Уже за короткое время своего существования на рынке документально подтверждено, что этот тип продукта испытывает разрушение клея, механическое повреждение и повреждение водой при воздействии типичных и ожидаемых строительных практик. Компромисс этого продукта создает неопределенность в отношении его характеристик и является потенциальной проблемой безопасности жизни, к которой следует отнестись очень серьезно.

Продукт, исследованный на сегодняшний день, по-видимому, получил одобрение кода через отчет об оценке кода; однако отчет не был выпущен Советом по международному кодексу (ICC) или одним из признанных агентств по тестированию, которые выпускают эти отчеты.В 2017 году ICC утвердила Критерии приемлемости 479 (AC479), которые откроют дверь для появления на рынке аналогичных продуктов. Даже после семи часов свидетельских показаний о том, почему не одобрять AC479, комитет ICC указал, что одобрение было основано на том, что местные органы власти, обладающие юрисдикцией (AHJ), должны определить соответствие нормам через альтернативные положения о продукте в главе 1 Международного строительного кодекса (IBC). . Это очень плохая идея. Строительные чиновники не имеют возможности семи часов свидетельских показаний относительно недостатков AC479 и не имеют времени, чтобы выполнить детальную оценку всех предлагаемых продуктов.По моему опыту, наличия отчета об оценке кода обычно достаточно для утверждения AHJ; нет времени для независимой оценки достоверности или достаточности представленного отчета.

Решение

Для того, чтобы эти типы продуктов обеспечивали необходимую и требуемую противопожарную защиту, методы испытаний, используемые для оценки их характеристик, должны повторять условия эксплуатации. В нынешнем виде в поток торговли были введены продукты, которые не были должным образом оценены и являются дефектными.Дефектные продукты, которые в настоящее время находятся на рынке, не были оценены критериями приемлемости, утвержденными ICC. Хотя AC479 является улучшением по сравнению с предыдущими (не ICC) протоколами оценки, он по-прежнему не обеспечивает адекватного воспроизведения условий, которым будет подвергаться продукт во время строительства и эксплуатации.

Одна из наиболее исследуемых проблем в строительстве деревянных каркасов — проникновение воды. Ожидание того, что эти OSB кровельные панели и стеновые панели обшивки останутся сухими в процессе эксплуатации, демонстрирует непонимание реалий конструкции деревянного каркаса.В настоящее время нет тестов, которые бы продемонстрировали огнестойкость вспучивающейся краски, поврежденной водой. В интимных сечениях стен вода обычно задерживается на стеновой обшивке OSB, и только «дышащий» атмосферостойкий барьер (WRB) обеспечивает защиту. Судя по обширным наблюдениям за повреждениями, эти сборки просто не обеспечивают долговременную защиту OSB.

Другие проблемы, которые требуют более тщательного рассмотрения в процессе оценки, включают следующее:

1. ⅛-дюйм.-широкий зазор, необходимый между смежными кровельными и стеновыми панелями OSB
2. Повреждения, нанесенные кровельными и сайдинговыми гвоздями, «выдувающими» древесную стружку с тыльной стороны плит OSB
3. Нарушение адгезии, вызванное нагревом панелей настила крыши
4. Обработка обрезных кромок на кровельных и стеновых панелях OSB

На рынке представлены панели OSB с покрытием, которые обеспечивают огнестойкость и могут адекватно работать. Эта статья предназначена только для того, чтобы выделить проблемы, которые необходимо рассмотреть перед выбором / указанием / утверждением этих типов продуктов.

Неасбестосодержащая цементная черепица

Проблема

Некоторые строительные изделия были изготовлены с использованием фиброцемента. Во многих старых изделиях асбест использовался для укрепления кровельной и настенной черепицы на цементной основе. Transite® — это торговое название, которое обычно ассоциируется с этими типами продуктов. Когда Агентство по охране окружающей среды потребовало удалить асбест с кровельной черепицы на цементной основе, эксплуатационные характеристики были скомпрометированы.5 В частности, неасбестовая черепица была уязвима к растрескиванию при установке с типичными, совместимыми с кодексами деталями каркаса крыши жилых домов (i .е., обрамление с шагом 24 дюйма по центру фанерой или OSB толщиной ½ дюйма). (См. , рисунок 7, .)
Рисунок 7 — Не содержащая асбест цементная черепица, подверженная растрескиванию.

Раствор

После многочисленных неудач и связанных с ними судебных разбирательств производители неасбестофиброцементной черепицы прекратили свою деятельность, прекратили выпуск своей производственной линии или попытались внести улучшения для преодоления проблем, но с ограниченным успехом. В конце концов, эти продукты, похоже, были выведены из употребления и постепенно заменены смесями композитных материалов, которые включают пластмассы, резиновые смеси, смолы и т. Д., которые используются для создания изделий из искусственного сланца и плитки. Ранние версии композитов также страдали от некоторых проблем, связанных с усадкой, растрескиванием и деформацией. Однако из-за отсутствия недавних исследований, возможно, эти продукты теперь служат по назначению без каких-либо известных проблем?

Сайдинг МДФ

Проблема

Наружный сайдинг и отделочные материалы, изготовленные из древесноволокнистой плиты средней плотности (МДФ), чувствительны к условиям повышенной влажности ( Рисунок 8 ).Продукты обычно продаются с гладкой и / или рельефной текстурой древесины, напоминающей натуральное дерево. Однако продукты в основном состоят из мелко нарезанной щепы и клея. Наиболее известные проблемы с сайдингом были связаны с Masonite®; однако большинство ранних производителей сайдинга из МДФ испытывали аналогичные проблемы с набуханием и гниением. Характеристики сайдинга из МДФ (ДВП) регулируются стандартом ANSI 135.6, указанным в коде
.
Рисунок 8 — Облицовка МДФ, поврежденная водой.К сожалению, без надлежащего тестирования и оценки многие производители сайдинга расширили свой ассортимент, включив в него отделку из МДФ. В то время единственным стандартом, который касался внешних панелей MDF, была версия ANSI A208.2 1994 года. Этот стандарт включал критерии эффективности, которым не мог соответствовать ни один сайдинг из МДФ или отделочные материалы. Ссылка на внешний MDF была удалена из следующей (2002 г.) версии ANSI A208.2, как сообщается, из-за путаницы с тем, что имелось в виду под словом «внешний вид».

Решение

Стандарт отделки МДФ (ANSI 135.7) был разработан и опубликован в конце 2012 года, примерно через 20 лет после того, как он был фактически представлен на рынке. Однако требования к испытаниям в стандарте отделки недостаточны для прогнозирования долговечности продукта. Некоторые отделочные материалы из МДФ сняты с продажи. Продукты, которые остаются доступными, были улучшены, но все еще считаются проблемными. ⁶ В частности, современные отделочные материалы из МДФ обычно содержат борат цинка в качестве ингибитора гниения. Кроме того, были изменены инструкции по установке для более непосредственного решения проблем чувствительности к влажности.

Конструкция с деревянным каркасом средней высоты

Проблема

В мире строительных тяжб строительство деревянных каркасов средней этажности быстро становится следующим большим событием. Исходя из ряда факторов, у этих проектов есть идеальный рецепт шторма, который может стать следующей эпидемией в строительной отрасли. В частности, поспешные графики, обычно связанные с квартирами (особенно студенческими), нехваткой квалифицированной рабочей силы, непониманием движений зданий, отсутствием инспекций ограждающих конструкций, минимальными требованиями, установленными строительными нормами, и тем фактом, что древесина теперь разрешено для более высоких и больших зданий, все они внесли свой вклад в эту последнюю волну судебных разбирательств по дефектам строительства (, рис. 9, ).Судя по огромному количеству этих проектов, которые были (или строятся в настоящее время), это тема, которую мы будем обсуждать еще долгое время. ⁷
Рисунок 9 — Типовой проект строительства деревянного каркаса средней этажности.

Раствор

Чтобы уменьшить проблемы / риски, связанные с деревянными зданиями средней этажности, необходимо учитывать следующее:

• Провести обучение строителей относительно главы 23 строительных норм, требующей проведения анализа усадки деревянного каркаса высотой более трех этажей.
• Предоставьте анализ усадки специалистам-проектировщикам и подрядчикам, на которых влияют вертикальные движения здания (например, архитекторам, инженерам-строителям, консультантам по гидроизоляции, инженерам-механикам, инженерам-электрикам и т. Д.).
• Специалисты по проектированию и подрядчики должны поднять планку и отказаться от проектирования и / или строительства этих типов зданий в соответствии с минимальными стандартами кодекса. Минимальные требования строительных норм могут быть недостаточными, и их необходимо учитывать, чтобы отразить строительство деревянного каркаса средней этажности.
• Бюджеты проектов должны быть изменены, чтобы при необходимости учитывать «передовой опыт» строительства и специализированных консультантов.
• Необходимо создать макеты, демонстрирующие одобренные и ожидаемые детали, которые будут использоваться на протяжении всего проекта в критических местах.
• Следует максимально привлекать производителей продукции для проверки выполненных работ и проверки соблюдения инструкций по установке.

Обработанная под давлением (PT) древесина

Проблема

Одним из наиболее эффективных средств защиты древесины является арсенат хрома меди (CCA).Однако из-за опасений по поводу рисков для окружающей среды и здоровья EPA заставило строительную отрасль перейти от CCA к более новым, менее известным составам, включая щелочную четвертичную медь (ACQ) и азол меди (CA).

Вскоре после ввода в эксплуатацию обработок ACQ была обнаружена серьезная проблема коррозии. Члены отрасли, такие как Национальная ассоциация кровельных подрядчиков (NRCA) и Simpson Strong Tie®, выпустили бюллетени, предупреждающие о проблемах коррозии, связанных с прямым контактом между металлическими компонентами, такими как крепежные детали и соединители, и деревом, обработанным ACQ. ⁸

В то время как другие, более новые формулы, по-видимому, обладают лучшими характеристиками в отношении потенциала коррозии, есть опасения по поводу их общей эффективности. В частности, в кругу судебных экспертов и отраслевых экспертов проблемы производительности исследовались, обсуждались и решались в течение последних нескольких лет. Еще слишком рано говорить, является ли это проблемой всей отрасли или просто случаем «плохих партий» лечения.

Решение

Ответ отрасли на проблемы с производительностью включал выпуск бюллетеней для дистрибьюторов и конечных пользователей относительно уровней удерживания (количества консерванта, оставшегося в древесине после обработки).(См. , рис. 10, .) Бюллетени предполагают, что конечные пользователи не выбрали соответствующий уровень удержания, необходимый для внешних приложений. Для повышения производительности рекомендуется использовать уровни удержания «контакта с землей», даже если древесина физически не контактирует с землей. Однако это ситуация, за которой следует следить. ⁹ Наблюдались отказы столбов ограждений, столбов почтовых ящиков, настилов, ступеней лестниц, продольных балок и перил — иногда всего за три или четыре года (, рис. 11 ).Если кратковременные неудачи будут продолжать регистрироваться, нам нужно будет пересмотреть формулы консервантов и стандарты, которые используются для прогнозирования их эффективности.
Рисунок 10 — Отраслевой бюллетень по вопросам производительности. Рисунок 11 — Преждевременное повреждение древесины, обработанной давлением.

Заключение

Целью этого документа было предоставить обновленную информацию о прошлых проблемах, а также выявить другие, которые в настоящее время исследуются. Некоторые из этих вопросов были решены с годами и считаются не актуальными для нового строительства.Однако по мере того, как строительство продолжает развиваться, в отрасли появляются новые проблемы, которые не обязательно были предвидены, но которые необходимо решить, прежде чем двигаться дальше. Некоторые из этих проблем только усугубятся, если отрасль не примет разумных решений.

Список литературы

1. Герхард Патуска. «Кровельные покрытия из ПВХ: влияние пластификаторов на срок службы и эксплуатационные характеристики». Материалы Второго Международного симпозиума по кровельным технологиям.Национальная ассоциация кровельных подрядчиков. Сентябрь 1985 г., стр. 173-176.
2. Дерек А. Ходгин. «Проблема не в EIFS, а в деталях». Интерфейс RCI . Март 2003 г., стр. 29–35.
3. Дерек А. Ходгин. «Проблемы с огнестойкой (FRT) древесиной распространяются ниже уровня крыши». Интерфейс RCI . Март 2001 г., стр. 5–11.
4. Дерек А. Ходгин и Энди В.С. Ли. «Сравнение прочностных свойств и характеристик разрушения между огнестойкими и необработанными пиломатериалами для кровельного каркаса после длительного воздействия: пример из Южной Каролины.” Журнал лесных товаров . Июнь 2002 г., стр. 91–94.
5. Джозеф Д. Шаффлтон. «Растрескивание неасбестовой фиброцементной кровельной черепицы». Интерфейс RCI . Ноябрь 1996 г., стр. 11-13.
6. Дерек А. Ходгин. «А как насчет отделки?» Интерфейс RCI . Сентябрь 2012 г., стр. 4–10.
7. Дерек А. Ходгин. «Среднеэтажная конструкция с деревянным каркасом: хорошая идея, или мы просим о проблемах?» Интерфейс RCI . Сентябрь 2017 г., стр. 23–33.
8. «Пиломатериалы, обработанные ACQ.”Технические разработки. Национальная ассоциация кровельных подрядчиков. Осень 2004.
9. Фрэнк Уэсте. «Безопасные и прочные прибрежные палубы». Подрядчик по прибрежной зоне . Март 2008.