Клеевые системы для несущих строительных конструкций

На расширенном заседании Научно-технического совета Комплекса архитектуры, строительства, развития и реконструкции города Правительства Москвы, совмещенном с выставкой <Уникальные и специальные технологии в строительстве>, большой интерес и одобрение вызвал доклад С.В. Глебова, посвящённый свойствам и перспективам применения клеевых систем Каско. В связи с высокой актуальностью и практической значимостью для России начинаем публикацию серии статей по этой теме.

Благодаря удачному сочетанию красоты, надежности, экологической безопасности деревянные клееные конструкции (ДКК) находят в настоящее время достойное использование в архитектурных замыслах, а создатели материалов, оборудования и технологии позволили воплотить многие самые смелые проекты в жизнь. Все больше и больше деревообрабатывающих предприятий интересуются производством клееного деревянного бруса.
Компания Casco Adhesives (Каско Клеевые Системы), Швеция концерна Акзо Нобель, имея многолетний опыт плодотворного сотрудничества с ведущими производителями ДКК в различных странах, часто является консультантом не только по выбору клеев, но и в целом по технологии производства ДКК.
Одним из первых клиентов компании, в то время называвшейся <Каско Нобель> было предприятие в Швеции, изготавливающее конструкции с применением казеинового клея. Отсюда, собственно, и пошло название компании КАСКО. Это было в первой трети прошлого столетия. С тех пор технологии производства клееных деревянных элементов конструкций постоянно совершенствовались.
В настоящее вермя основными направлениями деятельности компании Каско Клеевые Системы (КАСКО) является разработка клеев и технологии их применения в производстве строительных конструкций и в других областях деревообрабатывающей промышленности. В частности:
 несущие балки - ФРФ клеи (Каскосинол), ММФ-клеи (Каскомин), МФ-клеи (Каскорит);
 ненесущий клееный брус (стеновой, оконный) - ЭПИ-клеи (Касколит), ПВА (D4) - клеи (Каскол);
 клееная массивная древесина (подоконники, двери) - ЭПИ, ПВА (D3, D4), КФ-клеи;
 паркет - КФ-клеи (Каскорит);
 фанера и гнутоклееные детали (перегородки, мебель) - КФ-клеи (Каскорит).
Мы хотим познакомить читателей журнала <Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века> с опытом компании КАСКО в области разработки клеев и технологии их применения в производстве несущих ДКК. Это не случайно, т.к. этот вид конструкций является наиболее ответственным и требует самого пристального внимания.
При разработке клеев для несущих ДКК основное внимание уделяется обеспечению высокой прочности, надежности и долговечности клеевых соединений конструкций в различных условиях эксплуатации. Согласно требованиям европейского стандарта EN 301 эти требования могут быть обеспечены при использовании клеев на основе поликонденсации (фенольные или аминопластиковые).
Выбор клея обуславливается определенными климатическими условиями эксплуатации, породой древесины и способом производства. Так, например, с возникновением требований к <невидимому> клеевому шву, фирма КАСКО, имея большой опыт по разработке и применению темных ФРФ клеев, создала целую гамму <светлых> клеев на основе меламиноформальдегидных смол, которые также прошли все необходимые испытания для использования в несущих конструкциях. Они имеют различные свойства в зависимости от выдвигаемых требований со стороны производства - различное время сборки, время прессования, вязкость и проч.
В таблице представлены некоторые свойства клеев фирмы КАСКО, используемых как смешанные клеевые композиции, так и композиции раздельного нанесения компонентов клея.

Параллельно с разработкой новых марок клеев шел процесс создания клеесмесительного и клеенаносящего оборудования, исключающего <человеческий фактор> и обеспечивающего стабильность и надежность процесса на соответствующих операциях. Сначала были разработаны две отдельные установки: миксер для клеесмешения компонентов клея (мод. 6201) и станок для нанесения полученной клеевой смеси методом ленточного налива (мод. 6231).
Отдельные компоненты клея из емкостей закачиваются в миксер, который их смешивает. Готовая смесь поступает в ванну для клея, откуда она с помощью насоса закачивается в клеенаносящее устройство. Например, клеевые смеси марок Каскомин 1242/2542, Каскосинол 1712/2520, 1714/2520 фирмы КАСКО рекомендуется использовать при производстве в комплекте с именно таким оборудованием.
Однако даже такие приемы клеенанесения не всегда эффективны, т.к. очень трудно сочетать в одной клеевой композиции длительную жизнеспособность и короткое время прессования.
Радикальным решением этой проблемы является способ раздельного нанесения клея. Суть его заключается в разнесенном на короткое время нанесении на склеиваемую деталь сначала отвердителя, а затем клея в заданных объемах и пропорциях. Смешение компонентов при этом происходит как во время перемещения детали с нанесенными на нее поочередно компонентами, так и (в основном) при сборке деталей в пакет, его прессовании и т. д.
Апробация и промышленное применение способа раздельного нанесения клея потребовали новых технических решений для операции клеенанесения. В 1978-1979 гг. компания КАСКО разработала, испытала и предложила производителям несущих конструкций такое решение в виде специальной установки (мод. 6230). Установка для раздельного нанесения компонентов клея, как и многие клеевые системы Каско и способы их применения, нашла свое место на многих зарубежных и на ряде российских предприятиях, изготавливающих деревянные клееные конструкции. Идея метода заключается в нанесении клея и отвердителя на материалы отдельно, а не смешивая их перед нанесением.Установка мод. 6230, представленная на рис.1, в заданном режиме автоматически дозирует и наносит компоненты клея - в нужном количестве и необходимом соотношении - на движущуюся по конвейеру деталь. Аппаратура, контролирующая работу установки, постоянно фиксирует и оценивает несколько параметров операции (скорость движения детали, соотношение компонентов клея, их расход и др.) и отражает их на дисплее оператора. Обычный режим работы установки характеризуется скоростью подачи деталей от 90 до 180 м/мин и расходом клея около 400 г/м2. Благодаря автоматизации процесса раздельного нанесения клея исключается ошибка человека в процессе приготовления и нанесения клеевых композиций. Это обеспечивает стабильность процесса, влияющую на качество ДКК.
Необходимо еще раз подчеркнуть, что только в сочетании <КЛЕЙ-ОБОРУДОВАНИЕ> обеспечивается гарантированно хороший результат по равномерности нанесения клея, правильному соотношению компонентов, стабильности расхода клея на производстве.
Практика промышленного применения способа раздельного нанесения клея подтвердила ряд его существенных преимуществ:
 радикальное решение проблемы жизнеспособности применяемых клеевых систем;
 увеличение времени сборки КДК в сочетании с коротким временем прессования;
 исключение потерь времени для чистки клеенаносящего оборудования;
 снижение расхода клея (до 10%) и многократное сокращение количества его отходов.
Отмечается также меньший износ дереворежущего инструмента при обработке ДКК по сравнению с традиционным способом приготовления и нанесения клея.
Чистка оборудования при раздельном нанесении клея существенно упрощается как по затратам времени, так и по количеству, сбору и утилизации образующихся отходов клея. Это снижает затраты на подготовительно-вспомогательные работы, повышаетпроизводительность труда и эффективность производства, положительно сказывается на экологических параметрах производства КДК.
Многолетний опыт применения способа с раздельным нанесением компонентов клея для производства несущих КДК в Европе подтверждает не только его право на существование, но и его надежность и эффективность. Более того, допустимое отклонение в соотношении компонентов применяемых клеевых композиций Каско для раздельного нанесения в несколько раз выше по сравнению с клеевыми системами, используемыми в смеси. Однако способ раздельного нанесения наиболее эффективен в высокопроизводительных производствах, где возможны высокие скорости подачи и сборки деталей, подлежащих склеиванию. Критерием выбора и оценки всегда являлась и является практика, обеспечивающая достаточную техническую и экономическую эффективность производства ДКК. Один из ярких примеров испытаний готовой продукции представлен на рис. 2.