Область применения пиломатериалов, технологический процесс, этапы обработки

Пиломатериалы имеют натуральное происхождение. Их получают из стволов деревьев, очищенных от коры и веток. Для изготовления бревен используют лиственные или хвойные породы. Из хвойных пород изготавливают стройматериалы для несущих конструкций, из лиственных – отделочные пиломатериалы.

Из какой древесины делают лесоматериал?

• Береза – легкая недорогая древесина с интересной структурой.
• Лиственница – древесина устойчива к высокой влажности, появлению плесени или грибка.
• Ясень – прочное и эластичное сырье.
• Дуб – дорогое, но популярное дерево, которое характеризуется высокой прочностью.
• Сосна – подвержена возгоранию, у нее высокое содержание смол.
• Ель – древесина этого дерева хорошо поддается обработке, она мягкая и гибкая.
• Тополь – популярное сырье для изготовления досок, брусьев с низкой ценой.
• Бук – прочное и красивое дерево. Из него делают мебель, лестницы, напольные покрытия.

Классифицируют лесоматериалы по породе и сорту древесины, качеству просушки, способу распила.

Сортамент

Сегодня на рынке пиломатериалов можно найти большое количество разновидностей продукции.

Это части дерева, которые изготавливаются путём одного продольного распила через центр на 2 равные половины. Имеют только 1 опиленную сторону и используются для производства всего ассортимента пиломатериалов.

Это части дерева, которые получают путём двух продольных распилов брёвен через центр на 4 равные части. Имеют 2 опиленные взаимно перпендикулярные стороны и используются для производства некоторых пиломатериалов, столярных изделий и погонажа.

Это пиломатериал, размеры которого в сечении по обеим осям составляют более 100 мм. Изготавливается из твёрдых пород древесины. Используется для создания балок опорных конструкций при строительстве мостов, судов, брусовых домов и междуэтажных перекрытий.

Пиломатериал, размеры которого в сечении по обеим осям составляют менее 100 мм, а ширина при этом не больше удвоенной толщины. При их создании применяются те же нормативы, которые используются при производстве досок.

Это пиломатериал, ширина которого в сечении превышает толщину в 2 раза и более. Имеет широкие стороны, которые называются пластями, и узкие — кромки. Пласти всегда обрабатываются путём строгания и шлифования. Кромки иногда могут подвергаться шпунтовке путём создания соединений типа выступ-впадина или шип-паз.

Существует несколько видов досок.

Вагонка – длинная доска небольшой ширины и толщины. Используется для внутренней декоративной отделки помещения, крепится на обрешётку встык или через пазы. Вагонка – наиболее дешёвый и распространённый вид декоративных досок.

Виды пиломатериала из древесины по способу распиловки

От способа обработки зависит текстура продукции. Распил различают по направлению относительно волокон бревна.

• Поперечный – бревна обрабатывают поперек волокон. Таким способом изготавливают доски для художественного паркета.
• Рустикальный – разрезание проводят под острым углом к древесным волокнам. Так заготавливают бревна для производства напольных покрытий. Этот способ называют полурадиальным. Дерево применяют для черновых работ.
• При радиальном резании направление движения – к центру, по радиусу. Такие заготовки выглядят красиво, они прочные, устойчивые к механическим и другим воздействиям. Текстура досок, полученных при радиальном распиле, однородная, у них хорошая степень усушки. Этот тип пиления считается приоритетным, но снижает количество готовых пиломатериалов на 15-30%. Стройматериалы, полученные при радиальной обработке, применяют для монтажа несущих конструкций, внешних стен.
• Тангенциальный или распил по касательной обеспечивает красивую текстуру доски с узорами в виде колец, насыщенный оттенок древесины. Такая обработка не обеспечивает высокого запаса прочности пиломатериалов. Они характеризуются высокой усадкой, возможным разбуханием, применяются для внутренних отделочных работ. Доски и брусья, полученные при тангенциальном разрезании, необходимо защищать от прямых лучей солнца, высокой влажности.

После распила стройматериалы сушат в специальных камерах или на открытом воздухе. Сушка на воздухе снижает количество влаги в древесине до 20%, в камерах – до 14%. Дополнительно пиломатериалы могут быть обработаны защитными составами.

Производство

Конечно, рассматривая применение пиломатериалов нельзя не затронуть вопрос производства древесной продукции. Данный продукт изготовляют на специализированных предприятиях с использованием разнообразных методик распиловики и переработки. В процессе применяется разнообразное оборудование для производства пиломатериалов, детальнее о котором нужно узнать.

Этот способ производства все чаще называют устаревшим. И не удивительно, ведь для наладки линии нужно создать многотонный фундамент и постоянно сортировать результаты обработки. Кроме того, древесина полученная на выходе шероховатая, то есть нуждается в дополнительной обработке, что приводит к увеличению затрат.

Еще один существенный момент – плохая геометрия доски, именно из такого производства выходят названые в народе «вертолеты». Ну и последний аспект – произвести древесину готовую к употреблению можно в объеме 55% от исходного количества сырья.

Деревянная терраса выглядит отлично

Но есть и положительные стороны подобного механизма переработки, это:

1. Стабильность резки.
2. Простота обслуживания.
3. Низкая требовательность к квалификации персонала пилорамы.

Хотя гетерная технология производства и устаревшая, но с недостатками ее готовы мириться за счет низкой себестоимости процесса, а значит, и цены для конечного потребителя.

Производят данным методом, в большей степени, древесину среднего качества, средней толщины, целесообразно применение такого станка, если есть много дешевого материала.

Ее называют молодой и дорогой, более того, ключевое значение имеет квалификация рабочих. Она востребована при производстве досок высокого качества и обработке материалов большого сечения. Ширина режущей ленты может достигать 1 м и более. Есть также виды станков для резки узких пиломатериалов.

Для того чтобы запустить линейное производство затраты на прочный фундамент не потребуются. Такая технология может выдать до 75% готового к использованию материала, то есть количество отходов минимальное. Для ленточных пилорам твердые породы не проблема. Огромное преимущество – толщина реза, она составляет 2-3 мм.

Существенная проблема – это цена изготовленной древесины. Такие производственные станки есть смысл использовать только для больших по диаметру материалов – от 100 см.

Бревна, подготовленные для строительства

Самое проблемное место в технологии это режущая лента. Для того чтобы она давала своей работой качественный материал, ее нужно регулярно менять. При обрывах, что происходит при непрофессиональных действиях персонала, ее ремонт обходится дорого. В основном все эти недостатки касаются узких станков.

Она используется для качественной распиловки производимых материалов. Важные преимущества – это качество и скорость работы, при этом соблюдаются все технологические требования и правила. Так для нарезания бревна 6 м, понадобиться пару десятков секунд. Такие станки могут работать при отрицательных температурах. Тут также имеет значение квалификация пилорамщика, а подготовленных кадров не хватает.

Возможности распиловки таких станков – это древесина диаметром до 60 см. Именно в связи с этим ее чаще всего используют как первую ступень переработки пиломатериалов на комплексном производстве.

Этот класс станков стоит отдельно от всех. «Изюминкой» такого является наличие сразу 2-4 пил, они установлены под углом друг к другу. Ключевая особенность – это возможность производства бруса, досок и других пиломатериалов с массива большого диаметра. При этом выход товарной древесины – 70%. Среди минусов – необходимость регулярной заточки пил с использованием дорогостоящего оборудования.

Классификация пиломатериалов по степени обработки

Срезы досок, бревен могут быть торцованными или неторцованными. Торцованные обрезаны по всей длине доски. При обработке дерева допускается обзол. Это дефекты на кромке досок – кора, трещины. Допуск обзола регламентируется нормативами.

По степени обработки выделяют:

• обрезные лесоматериалы – с прямоугольным сечением, с возможным обзолом, боковые части бревен удалены;
• необрезные – с частично опиленной или не опиленной кромкой, отдельные участки могут быть необработанными;
• строганые – дефектные части удалены, но на одной-двух гранях есть необработанные части древесины, шероховатость.

Пиломатериалы с плохо обработанными кромками характеризуются низкими показателями прочности, они могут давать усадку. Это расходные материалы, для наружной или внутренней отделки они не пригодны.

Особенности хвойных материалов

Лиственница – устойчива к воздействию воды, не повреждается насекомыми и грибками, загнивание происходит редко.

Сосна – менее прочна, склонна к возгоранию больше чем другие виды древесины, благодаря выступающим на ее поверхности смолам.

Текстура хвойной древесины

Кедр – близок по качественным характеристикам к сосне и обладает выраженной и насыщенной текстурой древесины, стойкий к загниванию и способен дезинфицировать воздух в помещения, где есть изделия из него. Пиломатериал применяется редко из-за высокой цены.

Тис – древесина красно-бурого цвета с прожилками, отличается прочностью и твердостью, имеет много сучков. Не подвержен материал червоточине, нечувствителен к атмосферным осадкам. Тисовые бруски хороши для резьбы, а шпон – для мозаичных работ.

Пихта – легкая и не слишком упругая древесина, удобна в деревообработке. Из нее производят кровельные материалы, вагонку для обшивки зданий. Отсутствие характерного запаха живицы, позволяет использовать материал для изготовления пищевой тары (бочек и ящиков).

Виды пиломатериалов и их характеристика

Традиционный ассортимент включает несколько видов пиломатериалов, которые различаются по форме, размеру.

• Кругляк или пиловочник – основа для производства пиломатериалов. Так называют первично обработанные бревна.
• Лафет – полуовальные бревна, обработанные с двух параллельных сторон.
• Шпала – это бревно с четырехсторонней обработкой. Срез – трапециевидный, с шестью углами. Шпалы устойчивы к перепадам температуры, характеризуются высокой прочностью.
• Брус и брусок – материалы прямоугольной или квадратной формы. Различаются размерами: толщина бруса – от 10 см, бруска – до 100 мм. Брусья могут быть подогнаны под необходимый размер. Брус применяют для строительства домов, монтажа лестниц или окон. Брусок востребован в мебельном производстве, строительстве каркасов, настилов, для монтажа обрешетки.
• Необрезную доску получают при распиле бревна. Имеет форму удлиненного полуовала. Кромка грубая, поверхности – параллельные, плоские.
• Обрезную доску получают при распиловке бруса. Кромка гладкая, все четыре поверхности плоские, попарно параллельные. Обрезная доска имеет форму прямоугольника. Такие пиломатериалы уменьшенного размера называют штакетником.
• Горбыль – это материал, который получают при распиле бревна. Кромка гладкая, форма – полукруглая. Плоская поверхность – одна.
• Обапол – заготовка с одной плоской стороной, который изготавливают из боковой части бревна.

Для строительства домов, бань, коттеджей применяют оцилиндрованные бревна, профилированный или клееный брус, блок-хаус. Такие названия видов пиломатериалов на слуху, но не все знают, в чем особенности каждого типа.

• Оцилиндрованное бревно – это дорогой материал, который применяют для наружных стен. Форма материала округлая, соединяют бревна системой замков, которые обеспечивают надежную фиксацию соединений. Оцилиндрованные бревна гладкие, обработанные, поэтому стены из них не нуждаются в отделке.
• Профилированный брус – это лесоматериал, который изготавливают строганием, фрезерованием. Брусья соединяются замками, это обеспечивает надежность и высокую прочность конструкции. Вес здания из профилированного бруса относительно низкий, поэтому дом можно строить на облегченном фундаменте. Не требуется наружная и внутренняя отделка. Это снижает себестоимость объекта.
• Клееный брус изготавливают из кусков или цельных досок. Такой брус – это прочно соединенные ламели (пластины). Преимущества клееного бруса: высокая прочность, устойчивость к воздействию влаги, ультрафиолета, механическим и ветровым нагрузкам. Ламели соединяют клеем, который не выделяет токсических веществ при нагревании.
• Блок-хаус – относительно новый лесоматериал, который применяют для внешней отделки зданий. Изготавливают блок-хаус из оцилиндрованных бревен. Он сокращает теплопотери здания, обеспечивает качественную звукоизоляцию. Это красивый и прочный материал.

Что это такое?

Пиломатериалы — это древесная продукция, получаемая при распиловке лесоматериалов и имеющая хотя бы две параллельные плоскости. Заготовкой древесины, обработкой и изготовлением из неё различных изделий занимаются в совокупности лесная и деревообрабатывающая промышленность. Первая отрасль ответственна за выращивание леса, то есть лесовосстановление, и подготовку лесоматериалов. Эти задачи выполняют лесозаготовительные предприятия — лесхозы, лесничества и лесопилки. Они валят деревья и заготавливают пиловочные лесоматериалы, типичными представителями которых являются брёвна и жерди.

Следующее звено процесса — предприятия деревообрабатывающей промышленности. Туда поступают лесоматериалы, подготовленные к вторичной переработке. Брёвна распиливаются на пилорамах в соответствии с государственными и международными стандартами. Так производятся пиломатериалы, к которым относятся доски, брусья, бруски. Процесс их изготовления длительный, состоит из множества звеньев.

Пиломатериалы отличаются от древесных композитов — клеёного бруса, ДВП и ДСП, фанеры, которые производятся этими же предприятиями. Они имеют многокомпонентный состав и являются продуктами третичной переработки леса. Как и любая другая деятельность человека, изготовление древесной продукции имеет как положительное, так и отрицательное влияние на население и экологию. Среди плюсов древесных материалов можно выделить их экологичность, лёгкость монтажа, относительно высокую прочность и хорошую несущую способность. Качественные пиломатериалы имеют привлекательный внешний вид и доступную стоимость, обладают приятным древесным ароматом.

Главные минусы лесопереработки — массовая вырубка деревьев, а вместе с ними уничтожение животных, для которых лес является домом. Обезлесение усугубляет проблему глобального потепления. Люди истребляют леса, затем выращивают новые, но последние гибнут из-за пожаров и засухи. Из сухостоя невозможно сделать хорошие пиломатериалы, поэтому они идут в топку. На этом круг замыкается.

Преимущества пиломатериалов

Изделия из натуральной древесины применяют в строительстве домов и коттеджей, общественных или коммерческих зданий, производство дверей, оконных рам, мебели. Качественные пиломатериалы сохраняют преимущества натуральной древесины.

• Малый вес – стройматериалы из древесины не создают высокого давления и чрезмерных нагрузок на несущие конструкции, фундамент.
• Лесоматериалы характеризуются высокой несущей способностью, они устойчивы к статическим и динамическим нагрузкам.
• Обработка бруса, бревен, досок не представляет сложности. Ручными или электрическими инструментами можно выполнить распил, сверление, придать заготовке необходимую форму.
• Стройматериалы из дерева не вызывают аллергии. Они безопасны для окружающей среды.
• Трудозатраты при монтаже досок, брусьев, штакетника минимальные, выполнить строительные или ремонтные работы можно своими силами.
• Материалы из натуральной древесины выглядят красиво и стильно. Не требуется дополнительная обработка, отделка, что сокращает сроки выполнения работ.
• Обработать дерево можно быстро, без аренды дорогого оборудования.
• Дерево не подвержено износу, истиранию.
• Стройматериалы из натуральной древесины создают в помещении комфортный микроклимат. Они нормализуют уровень влажности, пропускают воду и пар, снижают потери тепла.
• Форма и размеры пиломатериалов различаются, поэтому можно выбрать подходящий именно вам.

Такие особенности пиломатериалов делают их популярным материалом для строительства.

Основные недостатки стройматериалов из дерева:

• способность к воспламенению – обработка бруса или доски специальными составами, которые предотвращают возгорание, улучшает характеристики материала;
• восприимчивость к воздействию насекомых, грибковых микроорганизмов, плесени – для защиты от этих факторов стройматериалы обрабатывают антисептическими растворами, средствами от насекомых;
• частое намокание, длительный контакт с влагой может привести к гниению дерева – избежать этого можно, покрыв пиломатериалы защитными составами: лаком, краской.

Сфера применения

Область использования пиломатериалов ограничена двумя направлениями:

1. Промышленно-строительное направление;
2. Мебельно-отделочное направление.

Но в эти две категории, включены практически все виды деятельности человека. При этом, при производстве мебели и декоративной отделке, осуществляется гораздо более глубокая обработка пиломатериалов.

Кроме строгания и шлифовки, могут применяться:

• Резьба;
• Протравливание;
• Кранцевание досок;
• Окраска;
• Лакировка и пр.

Отдельно хочется упомянуть работы по приданию пиломатериалам пластичности. Это необходимо для формирования изделий непривычных форм.

При правильном подборе пиломатериалов можно изготовить даже такие фантастичные конструкции

Технологии эти весьма трудоёмки и требуют хорошего технологического оснащения. Принципиально это напоминает прогревание в огромной микроволновке, функционирующей в особом режиме.

Привлекает в этой технологии возможность подвергать пиломатериалы повторной обработке по этой методике – если не понравилась форма, то её можно изменить.

Как выбрать пиломатериал

При покупке пиломатериалов многие ориентируются на цену, но высокая стоимость не гарантирует хорошее качество заготовок. Осмотрите материал со всех сторон. Доски, брусья должны быть однородными по структуре и цвету, без следов поражения жуком-короедом и другими вредителями, без следов грибка. Цвет пиломатериалов зависит от породы дерева, он может быть кремовым, бежевым, коричневым, шоколадным, желтоватым или зеленоватым, синеватым.

Если волокна расщеплены, цвет дерева изменен, скорее всего, в этом месте дерево было поражено грибком. Плесень с наружной стороны заготовок – не критичный недостаток, ее можно удалить рубанком. Перед использованием материалы необходимо высушить. Если на дереве заметны следы гнили, использовать такие стройматериалы нельзя. Гниль разрушает структуру волокон, поражает древесину изнутри.

Уточните у продавца сорт дерева.

• Брус и доски первого сорта применяют для монтажа кровли, отделки дома. Это материалы без трещин, крупных сучков, коры.
• Второсортное дерево используют для черновых работ. На нем допускаются трещины – до 30% длины, до двух червоточин на квадратный метр поверхности, сучки диаметром до 20 мм.
• Из лесоматериалов третьего сорта монтируют опалубку. Размеры трещин в третьесортных досках и бревнах – до трех метров, количество и размер сучков не регламентируется.

• Спросите у поставщика про условия хранения: пиломатериалы, хранящиеся под солнцем или в помещении с высоким уровнем влажности, коробятся, трескаются, геометрия таких досок или брусьев нарушена.
• Для отделочных работ покупайте высушенные материалы. Дерево естественной влажности высыхает после монтажа, уменьшается в размере, меняет форму, может растрескаться. Пиломатериалы можно просушить под навесом – они должны быть защищены от дождя и прямых ультрафиолетовых лучей. Срок сушки – до месяца. Каждый слой материала перекладывают брусками, чтобы обеспечить доступ воздуха. Высушенные по ГОСТу материалы пригодны к монтажу сразу после покупки.
• Уточните возраст, породу, происхождение дерева. Эту информацию указывают в контрольных карточках. В них есть данные о размере, типе обработки материалов.
• Пиломатериалы не подлежат обязательной сертификации, кроме случаев, когда поставщик участвует в тендере. Однако сертификаты, которые подтверждают соответствие материала стандартам ГОСТ, свидетельствуют о надежности производителя.
• Сколы, выбоины, дефекты на досках или брусьях – признак бракованного материала. Брак может появиться из-за неправильной настройки оборудования, устаревшей технике для распиловки, из-за нарушения технологии просушки. Это негативно сказывается на прочности дерева.

Разрушающие факторы

Применение пиломатериалов без понимания, что может их разрушить невозможно. Таких факторов немало и данный набор должен знать каждый, кто работает с древесиной. В общем виде на долговечность той или иной доски, бруса влияет ширина годичных слоев, плотность. У каждой породы эти показатели индивидуальные. Для определения показателя прочности используются такие характеристики:

• Твердость – это способность оказывать сопротивление при проникновении в материал предметов с более высокой плотностью.
• Плотность – она во многом зависит от правильности процесса сушки. Так при использовании камерного метода любой вид древесины может, как улучшится, так и ухудшиться. Например, при сушке в камере с температурой +100⁰ прочность уменьшается. Долговременное воздействие воздуха прогретого свыше +50⁰ приводит к ухудшению параметров вязкости. Меняется химический состав, повышается хрупкость.
• Резонансная частота.
• Ряд других параметров.

Испытания на прочность очень важны, ведь они дают возможность получить данные относительно возможности безопасного использования древесины для тех или иных целей.

Дерево – основной материал для отделки бани

Дополнительными разрушающими факторами для данного материала являются:

• Кислоты, щелочи. Концентрация этих веществ в пределах 10% может негативно повлиять на прочность, особенно лиственных пород. В этом случае снижение показателя происходит в 2 раза. Негативно данные вещества сказываются и на твердости и ударной вязкости.
• Газы. Они есть повсеместно – это выбросы производственных предприятий, транспорта. Хуже всего на качестве пиломатериалов сказываются такие виды газов – фтор, окись азота, пары ртути, аммиак, фосфор и др.

Покрытие поверхности лаком

Для этого, как и в предыдущих способах, поверхность необходимо подготовить: отшлифовать дерево и покрыть его грунтовкой. Если материал свежий, предварительно его следует обработать морилкой. После того, как поверхность просохла от грунтовки и шпаклевки, можно приступать к лакировке. Состав наносится с помощью щетинистой кисти, валика или тампона из марли и ваты. Стоит следить, чтобы не оставались разводы и подтеки, слои должны быть очень тонкими. При каждом прикосновении к поверхности кисть следует предварительно очищать от излишков лака. Следующий слой можно наносить только после полного высыхания предыдущего. Обычно необходимо два-три захода.