ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ И КОМПЛЕКСНЫЙ ИНЖИНИРИНГ

Телефон: +7 (495) 739-02-20 E-mail: info@globaledge.ru

Производство ОСП

Сегодня наблюдается интенсивный рост рынка OSB в России. Первые плиты OSB появились в нашей стране в 1986 году. На одном из предприятий Белорусской ССР был организован первый советский цех по выпуску ориентированно-стружечных плит. Но, к сожалению, из-за просчетов в технологии, допущенных поставщиком оборудования, и отсутствия опыта у белорусов освоить производство OSB Советскому Союзу так и не удалось. Основная часть установленного оборудования была лишь модернизирована под выпуск OSB, а рассчитана на выпуск ДСтП. В технологическом процессе было много узких мест, и качество плит также оставляло желать лучшего. Какое-то время завод делал попытки наладить технологию и повысить качество выпускаемой продукции. Но они не увенчались успехом. Вскоре производство было свернуто, а оборудование законсервировано.

Завоевание плитами OSB российского рынка началось благодаря стараниям европейских производителей. Официально импорт небольших партий ориентированно-стружечных плит в нашу страну начался в конце 90-х годов прошлого века. В 2000 году в Россию было импортировано порядка 2000 м? OSB. Но уже в 2004 году объемы импорта выросли до 50 000 м?. Как утверждают маркетологи IMS Engineering (петербургской компании, занимающейся инвестиционными проектами в области глубокой переработки древесины), к 2008 году объемы потребления OSB в России достигнут 400 000 м?.

Деревянное домостроение вновь становится популярным в России. А это верный признак того, что рынок OSB будет устойчиво расти.

Американский рынок потребляет OSB в основном как строительный материал. По данным специалистов другой консалтинговой фирмы Wood-Invest, спрос на OSB в Америке будет расти не только в строительном сегменте рынка, но и в сегменте товаров для частного потребителя. За последние двадцать лет рынок OSB развивается столь же стремительно, как в 60-х годах развивался рынок МДФ или ДСтП. Если в 1985 году в Северной Америке было произведено 4 млн м? (418 млн м?) OSB, то уже в 1993 году эта цифра выросла до 10 млн м? (1050 млн м?), а в 2002-м было впервые произведено свыше 20 млн м? (2100 млн м?) ориентированно-стружечных плит.

61 завод в США и Канаде покрывает порядка 70 % рынка OSB для деревянного домостроения Северной Америки. Это означает, что при строительстве одного среднестатистического американского дома используется порядка 6,4 м? (670 м?) OSB. Рынок OSB Северной Америки уже сегодня просто огромен. Остальные 30 % спроса североамериканского рынка OSB покрываются за счет импорта плит из-за рубежа. Европейский рынок имеет такие же тенденции к росту.

3. У плит OSB есть три основных преимущества – минимальные требования к древесному сырью; как результат, более низкая себестоимость производства; и на выходе мы получаем плитный материал с первоклассными прочностными характеристиками.

В этом, без сомнения, кроется ответ на вопрос, почему так быстро растет спрос, увеличиваются производственные мощности и появляются новые области применения ориентированно-стружечных плит.

  

ОПИСАНИЕ ОСП

Ориентированно-стружечная плита (ОСП) является строительной панелью широкого применения, состоящей из слоистых пластин, стружки или щепы, срезанными с цельной осины, тополя, болотной сосны или иных бревен твердолиственной породы. Для производства ОСП используются только свежеспиленные деревья быстрорастущих пород, таких как осина, тополь, болотная сосна, смешанные лиственные породы и иные подходящие породы.

Пластины, стружка или щепа срезаются с бревен вдоль волокон, с тем, чтобы сохранить внутреннюю прочность древесины в полученной плите. После состругивания, щепа подвергается сушке, смешиванию с воском и водостойкими смолами наружного типа (включая изонитрил, фенольную смолу и/или полиуретановый связующий материал), формируется в свободный матрас или ковер, состоящий из трех-пяти слоев, сжимается под воздействием высокой температуре и прессуется в прочную, плотную строительную плиту. Ориентировано-стружечная плита, или ОСП, является конструкционной плитой, изготовленной, как указано выше, за исключением продольной формы щепы определенным отношением длины и ширины. Щепа укладывается ориентированно в слои в процессе формовки. При этом, как правило, щепа в наружных слоях укладывается в продольном направлении плиты. Три или пять внутренних слоев могут быть ориентированы произвольно и/или в поперечном направлении, аналогично слоям шпона в многослойной фанере. Продольная компоновка щепы в наружных слоях увеличивает прочность и жёсткость плиты в направлении центрирования. Учитывая повышенную прочность и жесткость ориентировано-стружечной плиты, или ОСП, в продольном направлении, она должна использоваться с применением опор поперек продольного направления. Существует два сорта ориентированных плит, О-1 и О-2, причем О-2 обладает большей прочностью и жесткостью, чем изделие первого поколения, известное как «вафельная плита».

ОСП являются водостойким материалом, способным конкурировать с многослойной фанерой и использоваться вместо нее в качестве материала обшивки стен, черновых полов, обшивки крыш и длиннопролетных балок в зданиях коммерческого и жилого назначения. ОСП также используются в производстве мебели, катушек, футеровки прицепов и полов жилых автофургонов. Как правило, стоимость ОСП при местном производстве значительно ниже, чем стоимость производства многослойной фанеры.

Отходы производства (кора, мелкие фракции и обрезки), полученные в процессе производства ОСП, полностью утилизируются для производства тепловой энергии, необходимой для эксплуатации пресса, систем сушилки, запаней и обогрева здания с помощью системы на влажном топливе, которая широко используется в промышленности.

Простое рассмотрение поперечного сечения длиннопролетной балки показывает, что для пролета требуется гораздо меньше древесного волокна, чем в случае традиционного пиломатериала – каждый элемент используется на 100%, в отличие от размерного пиломатериала – такая оптимизация волокна необходима для сохранения базы выращиваемых ресурсов для будущих поколений.

ОСП является одним из наиболее эффективных вариантов использования древесного волокна, доступных на сегодняшний день, ввиду нижеследующего:

  • Возможность получения большего количества необходимого волокна из древесины, чем когда-либо
  • Никакие другие природные ресурсы не могут быть настолько рентабельными и экологически благоприятными, как дерево
  • В отличие от всех остальных строительных материалов, дерево обеспечивает сочетание высокого коэффициента полезного использования энергии и возобновляемости.

История появления и развития технологии производства плит OSB / ОСП

 

Развитие технологии: Особенности производства OSB/ОСП

По сути, ориентированно-стружечные плиты – это вафельные плиты второго поколения. Первая настоящая OSB-плита была произведена в 1982 году в Альберте (Канада) на заводе «Эдисон-OSB», принадлежавшем тогда компании «Пеликан Сомилз Лимитед». Новые древесные плиты имели такую же прочность и жесткость, как и хвойная фанера. Это позволило заводу «Эдисон-OSB» позиционировать ориентированно-стружечные плиты на рынке как аналог фанеры и как материал более высокого класса, чем вафельные плиты.

История появления и развития технологии производства плит OSB / ОСП

Основное отличие OSB от вафельных плит заключалось в размерах стружки. Стружка ориентированно-стружечных плит была более узкая и длинная по сравнению со стружкой вафельных плит. Кроме того, каждая стружка в слое плиты OSB располагалась параллельно одна другой, но перпендикулярно к стружке в соседних слоях. Всего же слоев было три, так же, как и у вафельных плит. Но благодаря ориентированию стружки в слоях OSB приобрели те уникальные свойства, которые открыли для них целый ряд новых областей применения.

Современные производственные линии OSB имеют очень высокую степень автоматизации и оснащены сложным технологическим оборудованием, позволяющим выпускать продукцию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Большинство заводов Северной Америки производят ежедневно от 28 000 до 45 000 OSB-плит размером 1220х2440 мм и толщиной 10 мм. Это самый ходовой формат стружечных плит. Из стандартных форматов есть еще 1200х2440 мм, 1220х3660 мм в диапазоне толщин 6, 8, 9, 11, 15, 18, 22, 25 и 38 мм.

 

Технология производства ОСП

Рассмотрим подробнее типовую технологию, которая наиболее распространена в Северной Америке при производстве OSB.

Получение стружки

Первым делом на завод доставляется древесное сырье – круглые лесоматериалы. Осина, тополь, сосна, клен – наиболее ходовые породы, которые закупают производители OSB. 

На площадку, как правило, доставляются бревна длиной 2,4, 4,8 или 7,3 м (стандартные длины для североамериканских лесозаготовителей). Как только сырье прибыло на площадку завода, его сразу разгружают с помощью автопогрузчиков, специально предназначенного гидроманипулятора или крана с грейферным захватом. Часть древесины складывают на бирже сырья, часть сразу пускают в производство. Дальше нужный объем сырья на заданное время погружают в пропарочные бассейны, после чего окоривают. Если древесина недавно срублена и незамерзшая, то ее сразу пускают на окорку и дальше в стружечный станок. В настоящее время можно встретить три вида стружечных станков, которые используются для производства OSB-стружки. Ставший уже традиционным стружечный станок для коротких древесных чурок. Есть также дисковые стружечные станки, которые измельчают целые бревна. В них используется другая система подачи и фиксации древесины в процессе резания. Для переработки бревен без предварительной раскряжевки используют также роторные (кольцевые) стружечные станки. Эти станки отличаются от дисковых конструкцией режущего инструмента.

С 1982 года идеальными геомет­рическими размерами стружки для производства OSB принято считать следующие: длина – от 75 до 150 мм при ширине 15 мм. А вот средняя толщина стружки уменьшилась с 0,8 мм, которую делали в 80-х годах, до 0,6 мм в наши дни.

Сушка стружки

Сырая стружка после стружечного станка накапливается в специальных бункерах, из которых порциями подается в барабан сушильной установки. В производстве OSB чаще всего используют трехпроходные либо однопроходные барабанные сушилки, а также их комбинацию – трехпроходная/однопроходная. На некоторых производствах можно увидеть более современные трехсекционные конвейерные сушилки. Концепция конвейерной сушки OSB-стружки была заимствована из пищевой промышленности – технологии производства картофельных чипсов. Конвейерные сушилки имеют ряд преимуществ перед традиционными барабанными. Во-первых, конвейерные сушилки позволяют высушивать более длинную стружку, не повреждая ее. Во-вторых, весь поток стружки просушивается более равномерно, и при этом температура на выходе конвейерной сушилки ниже, чем у сушилки барабанного типа. Это весьма важное обстоятельство, т.к. чем ниже температура на выходе сушилки, тем выше пожаробезопасность процесса и ниже эмиссия загрязняющих веществ (летучих органических соединений).

После сушки стружку сортируют, чтобы отделить слишком мелкую и слишком крупную стружку от основного потока. Подходящую стружку иногда сортируют дополнительно, особенно если стружка внутреннего слоя будет выкладываться на формовочный конвейер хаотично, без ориентации. В этом случае более крупную стружку правильной формы отсортировывают на внешний слой, где стружка ориентируется. Остальную стружку пускают на внутренний слой OSB-плиты. Рассортированную стружку накапливают в бункерах сухой стружки. Мелочь и слишком крупная стружка транспортируются в бункер сухого топлива котельной.

Смешивание с клеем

Процесс смешивания стружки со смолой и парафином контролируется самым тщательным образом. Для осмоления стружки внутреннего и внешнего слоев используют разные смесители. Конструкцию они имеют одинаковую, но состав химикатов, подаваемый внутрь, как правило, различен. В общих чертах смеситель представляет собой цилиндрический барабан, который вращается с заданной скоростью. Внутрь барабана по отдельным трубопроводам подаются парафин, смола и другие компоненты клея. Но, независимо от того, какой парафин используется, сырой или эмульгированный, он вводится перед смолой. Для внутреннего и внешнего слоев чаще всего используют разные типы смол. Смола для внешнего слоя может подаваться в жидком или порошко­образном виде, в то время как смола внутреннего слоя может быть, кроме того, фенолформальдегидной или изоцианатной. Расход изоцианатной смолы для стружки внутреннего слоя всегда выше, т.к. она застывает быстрее и при меньшей температуре, чем фенолформальдегидная. Часто производители увеличивают количество смесителей, чтобы иметь большую гибкость в выборе типа смолы и упростить переход от одной формулы клея к другой. Интересно, что вращающийся диск, который распределяет смолу внутри смесителя, был заимствован из оборудования для окраски автомобилей и стал прямо-таки революционным открытием в технологии осмоления стружки. Несмотря на высокий уровень технологии сегодня, нужно отметить, что в вопросе осмоления стружки все еще есть место для исследовательской работы, особенно в области контроля расхода смолы.

Формование стружечного ковра

Технология формования стружечного ковра в производстве OSB также претерпела определенные изменения. Понятно, что желание ориентировать стружку в слоях ковра привело к усложнению конструкции формовочных машин. На начальном этапе ориентировать стружку пытались электростатическим методом. Но он был малоэффективным, сложным и дорогим. Самым надежным методом оказался самый простой из всех. Этот метод используется и сейчас.

Ориентирующая головка стружки внешнего слоя чем-то очень похожа на фермерские бороны. Она состоит из ряда круглых дисков, которые направляют падающую вниз стружку, выравнивая ее параллельно длинной стороне ковра. Ориентирующая головка стружки внутреннего слоя состоит из роликов в форме звезды с плоскими лопастями. Вращаясь, они выравнивают стружку параллельно ширине ковра, перпендикулярно к направлению движения конвейера. Размеры элементов ориентирующих головок и расстояние между ними подстраиваются под размеры стружки так, чтобы она проваливалась сквозь вращающиеся диски или ролики до того, как они вынесут стружку за пределы ориентирующей головки. Слои с ориентированной стружкой выкладываются на движущийся внизу конвейер последовательно, один за другим. Ориентация стружки в слоях чередуется следующим образом: продольная, поперечная, продольная (в 3-слойных плитах). Каждый слой формируется отдельной ориентирующей головкой и выкладывается отдельной формующей машиной.

В процессе формования стружечного ковра плотность насыпи непрерывно измеряется, чтобы гарантировать ее однородность.

Большинство линий формования в Северной Америке имеют 8 футов (2440 мм) в ширине. Однако рост спроса на зарубежных рынках заставил многих производителей устанавливать линии формования шириной 9 и 12 футов (2750 и 3660 мм соответственно). На таких линиях можно производить OSB, например, для японского рынка, который потребляет плиты форматом 3 х 6 футов (915 х 1830 мм). Кроме того, при производстве тонких плит линии формования большой ширины позволяют работать на более низких скоростях формования ковра, а это позволяет повысить точность ориентации стружки. На современных линиях формования ковер выкладывается на стальные плоские или сетчатые поддоны, которые затем подаются в горячий пресс. Могут также использоваться конвейеры, работающие без поддонов (в линиях, построенных на базе непрерывного пресса).

Прессование

Тщательно подготовленный стружечный ковер подается в горячий пресс. Пресс превращает рыхлую стружечную насыпь в плиту и полимеризует связующее, содержащееся в ней. На современных многопролетных прессах можно одновременно производить до 16 плит форматом 12 х 24 фута (3660 х 7320 мм). Задача пресса уплотнить стружечный ковер и повысить температуру внутри него до заданного значения. Температура затвердевания смолы находится в промежутке между 170–200°С. Давление и температуру необходимо замерять в течение 3–5 минут. Раньше время и температура схватывания связующего устанавливались производителем смолы. Но стремление сократить время прессования, сохраняя при этом прочностные характеристики продукции, заставили производителей самим взяться за тщательное изучение цикла прессования и процессов, происходящих во время него. И в какой-то момент на рынке стали появляться OSB с нестандартным профилем плотности (распределением плотности плиты по толщине). Стремление уменьшить разбухаемость плит по толщине заставляло производителей делать внешний слой плит менее плотным. Но это негативно сказалось на жесткости плит. А жесткость и устойчивость к воздействию влаги – одни из наиболее важных рыночных свойств OSB. Чтобы помочь производителям, инжиниринговые компании и производители прессов взялись решить эту проблему. Были разработаны новые самопишущие контрольно-измерительные приборы и оборудование, которые позволили воспроизвести работу пресса в лабораторных условиях. Выяснилось, что увеличение ширины плит пресса с 8 до 12 футов привело к изменениям в процессе передачи тепла в глубь стружечного ковра и требует изменений в технологии прессования и отвода из зоны прессования пара. Лабораторные исследования позволили найти способ, как решить эту проблему. Имея новые данные о процессах, происходящих во время прессования, производители прессов смогли увеличить просвет между плитами пресса, а также этажность многопролетных прессов с 12 до 16.

Окончательная обработка

После прессования мастер-панели выгружают из пресса и раскраивают на форматы 1220 на 2440 мм. После этого, при необходимости, на кромках плит нарезают шпунтовое соединение либо шлифуют пласти. После шлифования ориентированно-стружечные плиты приобретают очень оригинальный внешний вид, чем-то напоминающий мрамор.

Плиты для кровельных работ и полового настила прессуют на специальных сетчатых поддонах. За счет этого одна из поверхностей плиты получается рифленой, менее скользкой для ног человека. Такие плиты особенно ценят рабочие-кровельщики, которым приходится часто перемещаться по наклонной поверхности обрешетки из OSB достаточно высоко над землей.

С помощью ультразвукового датчика сразу после прессования плиты проверяют на наличие возможных внутренних дефектов – воздушных карманов, пузырей, раковин. Если таковые обнаруживаются, плита автоматически отбраковывается.

После прессования плиты еще какое-то время выдерживают на складе для того, чтобы дать возможность клею полностью затвердеть и полимеризоваться. Как правило, время окончательной выдержки составляет от 12 до 48 часов. После этого готовую продукцию в соответствии с заказом укладывают в стопы, маркируют и упаковывают.

Многие производители защищают кромки OSB-плит от воздействия влаги. Для этого перед тем, как упаковать штабель плит, на его боковые поверхности распыляется краска с низкой проникающей способностью, которая забивает поры и уплотняет торцы плит.

Для особых областей применения или по запросу заказчика завод может изготовить плиты нестандартного размера, нанести на поверхность плит специальную разметку (например, где прибивать гвозди или устанавливать крепежные элементы) или выполнить специальную фрезеровку кромки или пласти.

По спецзаказу кромки плит для полового покрытия могут быть обработаны специальными лакокрасочными материалами. Специальные OSB-плиты изготавливают для изоляционных стеновых панелей и для стоек деревянных двутавровых балок.

Влияние на окружающую среду

Для того чтобы соответствовать строгим нормам экологической безопасности, все современные заводы OSB оснащаются сложными очистными сооружениями и системами автоматизированного контроля уровня загрязнений. Подобные очистные сооружения обязательно устанавливаются в зоне сушки стружки, а также в зоне прессования. Кроме того, при проектировании технологического процесса инженеры стремятся:

1) полностью исключить стоки воды, которая используется на приготовление связующего или при очистке оборудования кухни клея;

2) исключить стоки воды из бассейнов гидротермической обработки древесины: вода из бассейнов отстаивается, очищается и используется повторно;

3) чтобы технология позволяла максимально использовать древесное сырье. До 80 % древесины, поставляемой на современный завод OSB, идет на производство плит, а все остатки используются для выработки энергии для нагрева пресса, сушильной установки, бассейнов, а также отопления производственных помещений в зимнее время. Отбракованные плиты используются как прокладочный или подстилочный материал при транспортировке готовой продукции.

 

Перспективы производства OSB / ОСП

Ориентированно-стружечные плиты почти сразу заняли прочные позиции на рынке строительных материалов, что дало мощный толчок дальнейшему развитию технологии и появлению новых видов продукции.

Ожидается, что в ближайшее время получат широкое распространение новые контрольно-измерительные системы, которые можно встраивать в производственную линию и которые измеряют физико-механические показатели готовой продукции в реальном режиме времени. Информация с таких устройств может фиксироваться, накапливаться и анализироваться, а также использоваться общей сис­темой управления технологическим процессом (АСУ ТП) для контроля и регулирования параметров процесса производства.

Кроме того, наблюдается постоянное повышение степени компьютеризации оборудования, причем на всех этапах производства. Оператору становится все проще менять и настраивать параметры производственного процесса, не снижая качества продукции на выходе и избегая простоев оборудования.

Понижение температуры сушки стружки, новые формулы связующего и совершенствование производственных вентиляционных систем сделают производство OSB полностью экологически безопасным.

Специалисты предсказывают OSB великое будущее. В Новой Зеландии есть экспериментальный завод, занимающийся разработками новых древесных композитов. Направление ориентированно-стружечных композитов там считается одним из наиболее перспективных. Уже сегодня разрабатывается технология производства древесных плит, у которых внутренний слой – это OSB, а внешние – МДФ.

Очень скоро новые ориентированно-стружечные материалы будут конкурировать со всеми известными нам конструкционными и неконструкционными плитными материалами из древесины.

 

Производственные мощности ОСП и рынок северной америки

С начала 80-х годов прошлого века производственные мощности OSB интенсивно наращивались как в Америке, так и в Канаде. Однако до середины 90-х годов на рынке все же доминировали вафельные плиты. Быстрому росту производственных мощностей OSB способствовало то, что новые заводы строились в непосредственной близости от динамично развивающихся населенных пунктов с постоянно растущим спросом на строительные материалы. Кроме того, общая себестоимость производства плит OSB была ниже, чем у вафельных плит или фанеры.

В 1993 году на заводах США производилось в общей сложности 7,5 млн м? конструкционных OSB. Канада выпускала 2,5 млн м? в год. Уже в 1997 году производство OSB в США выросло до 11 млн м?, а в Канаде – до 6 млн м? в год. При этом объемы производства планировались исходя из того, что как минимум 15 % готовой продукции будут экспортироваться за рубеж. В 1996 году в США работали 36 заводов OSB и еще 8 строились. В Канаде функционировали 17 производств, 2 завода строились и 3 были на стадии проектирования. Еще как минимум по одному заводу имели Мексика, Шотландия, Франция и Беларусь. Строились заводы OSB в Ирландии и Чили. Планировалось строительство новых заводов в Люксембурге, Польше, Чехии, Австрии, Таиланде и Австралии.

Новые возможности для osb на азиатских рынках

В сентябре 1994 года международная консалтинговая компания Jaakko Poyry (Финляндия) предсказывала 3-процентный ежегодный рост спроса на все виды древесных плит. Только рост рынка OSB прогнозировался на уровне 5,7 %. Согласно данным Jaakko Poyry, новые заводы, строящиеся в Азии и Океании, могли легко создать новые рынки сбыта для OSB, т.к. у стружечных плит была сравнительно низкая себестоимость изготовления и ряд конкурентных преимуществ перед другими строительными материалами из древесины. Кроме всего прочего, OSB уже тогда имели более широкий диапазон областей применения.

 

Контроль качества и стандарты OSB

Методика испытаний и стандарты на плиты OSB меняются, следуя развитию и изменениям в технологии их производства. В 1988 году были разработаны первые стандарты, которые применялись для OSB:

• «ANSI A-208.1. Американский государственный стандарт. Древесностружечные плиты, произведенные из стружечной насыпи»;

• «CSA 0188.1. Древесностружечные и вафельные плиты, изготовленные из стружечной насыпи».

Испытания качества готовой продукции проводились на основании стандарта «ASTM D1037. Стандартные методы определения свойств древесноволокнистых и древесностружечных плитных материалов».

Впоследствии лишь несколько методик контроля качества OSB-плит подверглись изменениям. В настоящее время в Северной Америке контроль качества OSB-плит осуществляется на основании следующих стандартов:

• «PS 2–92. Стандарт технических характеристик конструкционных плит на основе древесины»;

• «CSA О325.0. Листовые строительные материалы на основе древесины».

Оба эти стандарта регулируют эксплуатационные свойства древесных плит.

Есть еще стандарт «CSA О437. OSB и вафельные плиты», который был разработан конкретно для стружечных плит, производимых из крупноразмерной стружки.

Произведенные в США или Канаде плиты OSB должны быть протестированы по одному из трех последних стандартов. Производители обязаны маркировать свою продукцию и указывать в маркировке класс качества плит и стандарт, в соответствии с которым проводились испытания.

Что интересно, стандарты PS 2–92 и CSA О325 обязывают производителя заключать договор с одним из аккредитованных центров по сертификации, который будет контролировать соответствие выпускаемой на заводе продукции одному из выбранных стандартов. Кроме того, производитель должен проводить внутризаводские мероприятия по контролю качества продукции и регулярно проверять основные ее характеристики. Эти проверки должны подтверждаться независимой экспертной оценкой. Независимая экспертная группа должна регулярно посещать завод, но без предварительного уведомления о дате своего визита. Эксперты должны подтверждать проведение внутризаводских мероприятий по конт­ролю качества, а также соответствие выпускаемой продукции минимальным требованиям, зафиксированным в стандартах PS 2–92 и CSA 0325.

Гордое слово «конструкционный» материал накладывает на ориентированно-стружечные плиты жесткие требования по качеству и физико-механическим характеристикам.

В заключение

1. Сегодня наблюдается интенсивный рост рынка OSB в России. Первые плиты OSB появились в нашей стране в 1986 году. На одном из предприятий Белорусской ССР был организован первый советский цех по выпуску ориентированно-стружечных плит. Но, к сожалению, из-за просчетов в технологии, допущенных поставщиком оборудования, и отсутствия опыта у белорусов освоить производство OSB Советскому Союзу так и не удалось. Основная часть установленного оборудования была лишь модернизирована под выпуск OSB, а рассчитана на выпуск ДСтП. В технологическом процессе было много узких мест, и качество плит также оставляло желать лучшего. Какое-то время завод делал попытки наладить технологию и повысить качество выпускаемой продукции. Но они не увенчались успехом. Вскоре производство было свернуто, а оборудование законсервировано.

Завоевание плитами OSB российского рынка началось благодаря стараниям европейских производителей. Официально импорт небольших партий ориентированно-стружечных плит в нашу страну начался в конце 90-х годов прошлого века. В 2000 году в Россию было импортировано порядка 2000 м? OSB. Но уже в 2004 году объемы импорта выросли до 50 000 м?. Как утверждают маркетологи IMS Engineering (петербургской компании, занимающейся инвестиционными проектами в области глубокой переработки древесины), к 2008 году объемы потребления OSB в России достигнут 400 000 м?.

Деревянное домостроение вновь становится популярным в России. А это верный признак того, что рынок OSB будет устойчиво расти.

2. Американский рынок потребляет OSB в основном как строительный материал. По данным специалистов другой консалтинговой фирмы Wood-Invest, спрос на OSB в Америке будет расти не только в строительном сегменте рынка, но и в сегменте товаров для частного потребителя. За последние двадцать лет рынок OSB развивается столь же стремительно, как в 60-х годах развивался рынок МДФ или ДСтП. Если в 1985 году в Северной Америке было произведено 4 млн м? (418 млн м?) OSB, то уже в 1993 году эта цифра выросла до 10 млн м? (1050 млн м?), а в 2002-м было впервые произведено свыше 20 млн м? (2100 млн м?) ориентированно-стружечных плит.

61 завод в США и Канаде покрывает порядка 70 % рынка OSB для деревянного домостроения Северной Америки. Это означает, что при строительстве одного среднестатистического американского дома используется порядка 6,4 м? (670 м?) OSB. Рынок OSB Северной Америки уже сегодня просто огромен. Остальные 30 % спроса североамериканского рынка OSB покрываются за счет импорта плит из-за рубежа. Европейский рынок имеет такие же тенденции к росту.

3. У плит OSB есть три основных преимущества – минимальные требования к древесному сырью; как результат, более низкая себестоимость производства; и на выходе мы получаем плитный материал с первоклассными прочностными характеристиками.

В этом, без сомнения, кроется ответ на вопрос, почему так быстро растет спрос, увеличиваются производственные мощности и появляются новые области применения ориентированно-стружечных плит.

�}��� �! у за пределы ориентирующей головки. Слои с ориентированной стружкой выкладываются на движущийся внизу конвейер последовательно, один за другим. Ориентация стружки в слоях чередуется следующим образом: продольная, поперечная, продольная (в 3-слойных плитах). Каждый слой формируется отдельной ориентирующей головкой и выкладывается отдельной формующей машиной.

В процессе формования стружечного ковра плотность насыпи непрерывно измеряется, чтобы гарантировать ее однородность.

Большинство линий формования в Северной Америке имеют 8 футов (2440 мм) в ширине. Однако рост спроса на зарубежных рынках заставил многих производителей устанавливать линии формования шириной 9 и 12 футов (2750 и 3660 мм соответственно). На таких линиях можно производить OSB, например, для японского рынка, который потребляет плиты форматом 3 х 6 футов (915 х 1830 мм). Кроме того, при производстве тонких плит линии формования большой ширины позволяют работать на более низких скоростях формования ковра, а это позволяет повысить точность ориентации стружки. На современных линиях формования ковер выкладывается на стальные плоские или сетчатые поддоны, которые затем подаются в горячий пресс. Могут также использоваться конвейеры, работающие без поддонов (в линиях, построенных на базе непрерывного пресса).

Прессование

Тщательно подготовленный стружечный ковер подается в горячий пресс. Пресс превращает рыхлую стружечную насыпь в плиту и полимеризует связующее, содержащееся в ней. На современных многопролетных прессах можно одновременно производить до 16 плит форматом 12 х 24 фута (3660 х 7320 мм). Задача пресса уплотнить стружечный ковер и повысить температуру внутри него до заданного значения. Температура затвердевания смолы находится в промежутке между 170–200°С. Давление и температуру необходимо замерять в течение 3–5 минут. Раньше время и температура схватывания связующего устанавливались производителем смолы. Но стремление сократить время прессования, сохраняя при этом прочностные характеристики продукции, заставили производителей самим взяться за тщательное изучение цикла прессования и процессов, происходящих во время него. И в какой-то момент на рынке стали появляться OSB с нестандартным профилем плотности (распределением плотности плиты по толщине). Стремление уменьшить разбухаемость плит по толщине заставляло производителей делать внешний слой плит менее плотным. Но это негативно сказалось на жесткости плит. А жесткость и устойчивость к воздействию влаги – одни из наиболее важных рыночных свойств OSB. Чтобы помочь производителям, инжиниринговые компании и производители прессов взялись решить эту проблему. Были разработаны новые самопишущие контрольно-измерительные приборы и оборудование, которые позволили воспроизвести работу пресса в лабораторных условиях. Выяснилось, что увеличение ширины плит пресса с 8 до 12 футов привело к изменениям в процессе передачи тепла в глубь стружечного ковра и требует изменений в технологии прессования и отвода из зоны прессования пара. Лабораторные исследования позволили найти способ, как решить эту проблему. Имея новые данные о процессах, происходящих во время прессования, производители прессов смогли увеличить просвет между плитами пресса, а также этажность многопролетных прессов с 12 до 16.

Окончательная обработка

После прессования мастер-панели выгружают из пресса и раскраивают на форматы 1220 на 2440 мм. После этого, при необходимости, на кромках плит нарезают шпунтовое соединение либо шлифуют пласти. После шлифования ориентированно-стружечные плиты приобретают очень оригинальный внешний вид, чем-то напоминающий мрамор.

Плиты для кровельных работ и полового настила прессуют на специальных сетчатых поддонах. За счет этого одна из поверхностей плиты получается рифленой, менее скользкой для ног человека. Такие плиты особенно ценят рабочие-кровельщики, которым приходится часто перемещаться по наклонной поверхности обрешетки из OSB достаточно высоко над землей.

С помощью ультразвукового датчика сразу после прессования плиты проверяют на наличие возможных внутренних дефектов – воздушных карманов, пузырей, раковин. Если таковые обнаруживаются, плита автоматически отбраковывается.

После прессования плиты еще какое-то время выдерживают на складе для того, чтобы дать возможность клею полностью затвердеть и полимеризоваться. Как правило, время окончательной выдержки составляет от 12 до 48 часов. После этого готовую продукцию в соответствии с заказом укладывают в стопы, маркируют и упаковывают.

Многие производители защищают кромки OSB-плит от воздействия влаги. Для этого перед тем, как упаковать штабель плит, на его боковые поверхности распыляется краска с низкой проникающей способностью, которая забивает поры и уплотняет торцы плит.

Для особых областей применения или по запросу заказчика завод может изготовить плиты нестандартного размера, нанести на поверхность плит специальную разметку (например, где прибивать гвозди или устанавливать крепежные элементы) или выполнить специальную фрезеровку кромки или пласти.

По спецзаказу кромки плит для полового покрытия могут быть обработаны специальными лакокрасочными материалами. Специальные OSB-плиты изготавливают для изоляционных стеновых панелей и для стоек деревянных двутавровых балок.

Влияние на окружающую среду

Для того чтобы соответствовать строгим нормам экологической безопасности, все современные заводы OSB оснащаются сложными очистными сооружениями и системами автоматизированного контроля уровня загрязнений. Подобные очистные сооружения обязательно устанавливаются в зоне сушки стружки, а также в зоне прессования. Кроме того, при проектировании технологического процесса инженеры стремятся:

1) полностью исключить стоки воды, которая используется на приготовление связующего или при очистке оборудования кухни клея;

2) исключить стоки воды из бассейнов гидротермической обработки древесины: вода из бассейнов отстаивается, очищается и используется повторно;

3) чтобы технология позволяла максимально использовать древесное сырье. До 80 % древесины, поставляемой на современный завод OSB, идет на производство плит, а все остатки используются для выработки энергии для нагрева пресса, сушильной установки, бассейнов, а также отопления производственных помещений в зимнее время. Отбракованные плиты используются как прокладочный или подстилочный материал при транспортировке готовой продукции.

 

Характеристики ОСП

Строительные облицовочные плиты CSA O325.0 могут быть любой толщины и из любого материала на основе дерева, например - шпон, вафельные плиты, щепа и т.д.,  в чистом виде или в любом сочетании. Компоненты должны быть связаны фенолоформальдегидной смолой или эквивалентом. Критерием являются эксплуатационные характеристики, а не способ производства. Соответствие продукции требованиям к эксплуатационным характеристикам для определенного конечного назначения показано на плите путем МАРКИРОВКИ ПЛИТЫ. Данная маркировка плиты состоит из знака конечного назначения 1F, 2F, 1R, 2R и W и знака пролета 16, 20, 24, 32, 40, 48.

Знаки “F”, “R” и “W” означают соответственно обшивку пола, крыши и стены. Цифра “1” определяет плиты, которые при использовании в одиночку соответствуют конструктивным требованиям конечного назначения. Цифра “2” указывает на необходимость дополнительного опорного элемента, например, плиты чернового пола 2F требуют основания, настила из реек или верхнего слоя бетона; плиты 2R требуют скоб или клиньев по краям. Двухзначная марка пролета выведена из британской/дюймовой системы измерения пролета, например, цифра 16 указывает на максимальный пролет 16 дюймов (400 мм). Плиты могут быть допущены к применению для нескольких конечных назначений, например, возможна следующая маркировка плиты 1R24/2F16/W24. Часть 9 Строительных норм и правил использует маркировку плит, а не толщину для демонстрации минимального размера плит, допустимого для определенных конечных назначений и пролетов. Строительные облицовочные плиты предлагаются в соответствии с маркировкой плит.

Фактическая толщина, определенная в течение приёмочных испытаний, может быть и не показана на плите. Для данной марки пролета, например, 1R24, она может немного варьироваться в зависимости от производителя (тонкая, прочная и жесткая плита может иметь более высокие эксплуатационные характеристики, чем толстая, менее прочная и менее жесткая плита). Тем не менее, номинальная толщина, которая может быть указана на штампе класса, приведена в следующей

 

                                      Номинальная толщина (мм)
7,5 15,0
9,5 15,5
11,0 18,0
12,0 18,5
12,5 22,0

ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСП (CSA O437.0)

 

ОРИАНТИРОВАННО-СТРУЖЕЧНАЯ ПЛИТА (ОСП)
МИНИМАЛЬНЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАРКА О-2 МАРКА O-1
  Метрическая система измерения Британская система измерения Метрическая система измерения Британская система измерения
ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ НА РАЗРЫВ (параллельный) 29,0 МПа 4 200 фунт*дюйм2 23,4 МПа 3 400 фунт*дюйм2
ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ НА РАЗРЫВ (перпендикулярный) 12,4 МПа 1 800 фунт*дюйм2 9,6 МПа 1 400 фунт*дюйм2
МОДУЛЬ УПРУГОСТИ (параллельный) 5 500 МПа 800 000 фунт*дюйм2 4 500 МПа 650 000 фунт*дюйм2
МОДУЛЬ УПРУГОСТИ (перпендикулярный) 1 500 МПа 225 000 фунт*дюйм2 1 300 МПа

190 000 фунт*дюйм2

 

Выделение формальдегида из ОСП

ProposalHeading2">НЕЗНАЧИТЕЛЬНЫЕ ВЫДЕЛЕНИЯ ФОРМАЛЬДЕГИДА ИЗ ОСП ИЛИ ИХ ОТСУТСТВИЕ

Заключение

Программа испытаний, реализованная Ассоциацией производителей строительных плит (SBA), Ассоциацией производителей многослойных плит (CPA) США и канадской корпорацией Forintek Canada Corporation, показала, что выделения формальдегида из ориентированно-стружечных плит и  вафельных плит является незначительным или отсутствует.

Результаты испытаний

Проведенное в два этапа испытание показало, что:

a)  Выделения формальдегида из серийных ОСП и вафельных плит являются очень низкими или отсутствуют (т.е. не выше нижнего предела чувствительности методов испытания); и

b) Аналогичные результаты были получены для плит всех членов Ассоциации. Программа испытаний подтвердила ожидания, что ОСП, выпускаемые в соответствии с требованиями Канадской ассоциации по стандартизации CSA 0437, CSA 0325 и U.S. PS2, не имеют значительных выделений формальдегида.

Системы связующей смолы ОСП

ОСП и вафельные плиты, выпускаемые членами SBA крепятся жидким или порошковым фенолформальдегидом (ФФ), жидким полимерным дифенилметандиизоцианатом (МДИ)или сочетанием обоих смол для соответствия требованиям канадских стандартов CSA CSA-0437.0 и CSA-0325.0 или стандарту США PS2. В процессе производства ОСП и вафельных плит, фенолформальдегид или изоцианатная смола вступает в реакцию для формирования прочной нерастворимой термостойкой полимерной структуры, которая устойчива к старению, распаду от влаги и воздействию химических соединений.

Программа испытаний

В процессе программы испытаний уровни выделения измерялись в диапазоне от 0,01 до 0,04 промиль, используя метод испытания в большой камере для определения выделений формальдегида из древесных изделий FTM-2-1985. Данный метод испытания был разработан для оценки возможного выделения формальдегида в динамическом состоянии в условиях, моделирующих атмосферный воздух в помещении. Нижний предел точности для метода испытания равен 0,03 промиль; добавочный воздух измерялся в диапазоне 0,01 – 0,02 промиль.

SBA заключила договор на проведения данного испытания на выделение формальдегида из ориентированно-стружечных плит производства компаний-членов Ассоциации для подтверждения постоянно низкого уровня выделения.

Иные испытания

В 1997 году SBA заключила договор с компанией Forintek на проведение испытаний на определение уровня выделения формальдегида из ориентированно-стружечных плит производства компаний-членов Ассоциации в соответствии с Европейским Стандартом EN 120 «Метод перфорации» и ASTM D5582-94 «Метод влагоотделителя». Результаты показали, что уровни выделения были значительно ниже, чем максимально допустимые уровни, установленные европейским стандартом E-1 и Министерством жилищного строительства и городского развития.

Испытания, организованные APA - Ассоциацией производителей строительной древесины, подтвердили, что ОСП, изготовленные с фенольными смолами, соответствуют самому низкому классу выделений формальдегидов, F****, для строительных плит, соответствующих стандарту на строительные работы Японии (JAS), в соответствии с японским законодательством о стандартах на строительные работы.

Выводы

ОСП и вафельные плиты, изготовленные с фенолформальдегидными или изоцианатными смолами, имеют нулевой или незначительный уровень выделения формальдегида.

Данные заключения являются обоснованием для разрешения, данного Министерством жилищного строительства и городского развития США производителям строительных древесных плит с фенолформальдегидным или изоцианатным соединением не проводить испытания на выделение формальдегида или наносить на плиты предупредительные надписи для потребителя. Данные требования являются частью стандартов, изданных Министерством жилищного строительства и городского развития в федеральном регистре США для определения допустимых уровней выделений формальдегида от продукции, используемой при строительству жилых зданий.

1.1.               ВОСПЛАМЕНЯЕМОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ ОСП (ИССЛЕДОВАНИЕ НА ПОВЕРХНОСТНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЛАМЕНИ)

Заключение

Для определения классов распространения пламени для ориентированно-стружечных плит были проведены независимые исследования. Ряд испытаний плит без покрытия был проведен APA, Ассоциацией производителей строительной древесины, с последующими испытаниями  плит, покрытых тремя типами эмульсионной краски для внутренних работ. Данные испытания были проведены компанией Forintek Canada Corp., крупной канадской исследовательской фирмой, на базе лаборатории противопожарной службы Intertek (ранее Warnock Hersey).

ОСП, произведенные членами SBA, соответствуют максимальным требованиям к предотвращению распространения пламени Собрания строительных правил Канады или требованиям Типового кодекса США  к отделке внутренних стен и потолка.

Предыстория

NBCC 2005 г. (пункт 9.10.17.1) определяет максимальный класс распространения пламени, равный 150 для внутриотделочных материалов, используемых в жилищном строительстве.  Аналогичные пределы для отделки внутренних стен применяются к помещениям временного пребывания, таким как школы и библиотеки.

Таблица классов для отделки внутренних стен

Тип помещения Канада США
Жилое, школы, рестораны 150 200 ("C")
Общественные помещения (театры, больницы) 75 Без спринклерной системы 75 ("B")
Пожаробезопасные 25 (потолки) 150 (стены) 25 ("A")
Выходы 25 25 ("A")

 

Для ряда общественных зданий, таких как театры, а также таких зданий, как больницы, NBCC определяет максимальный класс распространения пламени (FSR) равный 75, если территория не оснащена спринклерной системой (таблица 3.1.13.2). До 10% участков стены и потолка в выходах могут иметь FSR не более 150.

Целью испытания являлось определение фактических классов распространения пламени плит ОСП, изготовленных членами SBA, в соответствии с методикой проведения испытания CAN/ULC-S102, также известной как “Испытание в аэродинамической трубе”. 

APA провела ряд аналогичных испытаний на плитах ОСП без покрытия в соответствии со стандартом ASTM E84, используя испытательное противопожарное оборудование США. Затем на базе лаборатории противопожарной службы Intertek были проведены испытания плит с покрытием различными красками. В частности, данные испытания были проведены для подтверждения того факта, что ОСП плиты, изготовленные членами SBA, соответствуют требованиям к распространению пламени NBCC для использования в качестве отделки стен или потолков.

Испытание плит с покрытием

Плиты ОСП, использованные для испытания, имели толщину 7/16” (11 мм). Щепа была из осины. Все плиты были покрашены валиком в один слой для соответствия указаниям производителя краски. Были использованы следующие типы красок:

• GLIDDEN 3200 (эмульсионная краска для внутренних работ)

• SICO 609-110 (эмульсионная огнестойкая краска)

• PITTSBURGH 42-7 (эмульсионная огнестойкая краска)

Результаты

1. Полученный FSR необработанных ОСП плит составил 125-175, в среднем 148, и средним коэффициентом образования дыма 137.

2. Эмульсионная краска GLIDDEN 3200 ограничила FSR в среднем до 140.

3. Две огнестойких краски (SICO 609-110 и PITTSBURGH (42-7) ограничили FSR до 60 и

65 соответственно, что находится ниже максимального уровня, допускаемого NBCC для использования в местах общественного пользования и общественных зданиях (без оснащения спринклерной системой).

Выводы

ОСП плиты без покрытия или плиты с покрытием соответствующей эмульсионной краской могут быть использованы в качестве облицовочного материала для помещений в зданиях временного нахождения (FSR не более максимального значения, допустимого NBCC или Типовым кодексом США). В случае покрытия специальными эмульсионными красками, плиты ОСП могут быть использованы в местах общественного пользования и общественных зданиях (FSR не более 75).

Подробная методология испытания, проведенного APA, Forintek или Intertek, может быть получена в отделениях SBA.

ВНИМАНИЕ:

Результаты испытаний с использованием эмульсионной краски GLIDDEN 3200 показали FSR чуть ниже 150. Учитывая, что данное значение является близким к максимальному пределу, определенному NBCC, будет уместным сделать вывод, что аналогичные результаты будут получены для всех типов эмульсионной краски для внутренних работ. Более того, результаты испытаний основаны на плитах, изготовленных компаниями-членами Ассоциации производителей строительных плит, с наружными слоями, выполненными из осины. Будет уместным сделать вывод, что плиты, изготовленные компаниями, не являющимися членами SBA, посредством иных процессов производства ил отделки, будут также соответствовать требованиям NBCC.

SBA провела ограниченное количество испытаний систем покраски. Исключение иных покрытий не означает отсутствие одобрения на использование таких систем или полное и неограниченное одобрение SBA на использование систем, приведенных в данном техническом бюллетене.

Ссылки:

Intertek Group (ранее Warnock Hersey), Протокол программы испытания поверхностного распространения пламени, проведенного на ОСП толщиной ½” (13мм) – октябрь 1989 г.

APA - Ассоциация производителей строительной древесины, Поверхностное распространение пламени на строительных плитах класса APA – апрель 1992 г.

Forintek Canada Corp., Поверхностная воспламеняемость строительных материалов, техническое примечание TEC 49E, июль 1996 г.

Американская ассоциация леса и бумаги (American Forest & Paper Association), характеристики поверхностного распространения пламени лесоматериала, январь 1998 г. (См. www.awc.org/publications)

 
использование осп

Общая прочность здания является функцией всех его компонентов – полов, стен, крыши и фундамента – работающих вместе, как одно целое. В случае землетрясения или сильных порывов ветра, стены и крыша принимают на себя главный удар данных сил. 

Стена, полностью обшитая ОСП, закрепленная соответствующим образом к фундаменту в нижней части и к крыше в верхней части, является прочным барьером, который сопротивляется постоянным нагрузкам ветра и землетрясений.

Однородность ОСП делает ее идеальной для широкого спектра применения. Отсутствие внутренних пустот, отверстий от сучков или проблем с расслаиванием позволяет быть уверенным в использовании ОСП и выполнять работу без брака.

 

Функциональность ОСП быстро становится мировым стандартом. Плиты проектируются для различных типов промышленного использования, включая:

Автомобили для отдыха/жилые автоприцепы 
Кузова грузовых автомобилей
Паллеты
Мебель 
Стенды   
Полки 
Строительные щиты
 Стойки
Упаковка/тара
Опалубка для бетона
Длиннопролетные балки
Бункеры и резервуары
Облицовочный материал

1.1. Использование ОСП в строительстве

Учитывая эксплуатационные характеристики, ОСП применима для определенного промышленного использования. ОСП является логичным выбором благодаря...

Прочности
Жесткости
Тепловым и акустическим характеристикам
Огнеупорности
Ударной прочности
Технологичности

Ориентированно-стружечная плита имеет высокие эксплуатационные характеристики для большинства сфер применения, в которых используется многослойная фанера. Промышленные специалисты выбирают ОСП из-за эксплуатационных характеристик, цены и гибкости в применении.

 ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ.

Постоянство и прочность ОСП являются ее преимуществом перед другими видами плит в промышленном использовании. Данные преимущества приведены ниже:

◆ Гарантированные значения растяжения, сжатия, сгибания, осевой прочности, сдвига и несущей способности для нестандартного использования.

◆ Постоянство изготовления плит с одинаковой лицевой и задней поверхностью.

◆ Плиты конкурентоспособны по стоимостью по сравнению с многослойной фанерой, а гибкость в применении и однородность практически устраняют отходы производства.

◆ Доступность в широком диапазоне толщин и размеров делает возможным применение ОСП в широком спектре работ.

◆ Покрытие кромок и наружное покрытие из связующих смол являются водостойкими, что делает возможным использование ОСП на объектах, где возможны простои строительных работ.