Что такое LVL-брус?

Под загадочной аббревиатурой скрывается новый для отечественного рынка конструкционный материал древесного происхождения. LVL расшифровывается как Laminated Veneer Lumber. Хочется подчеркнуть, что новым этот материал называем сегодня, наверное, только мы, поскольку в мире его уже давно используют, в частности, в Америке и Европе. LVL-брус был разработан в США еще в 1935 году, а широкое применение получил в 1960-ых. Это была продукция компании Weyerhauser. На сегодняшний день в мире ежегодно производится около 3 млн. м? LVL-бруса, а спрос на этот материал растет на 5-10% в год.

LVL-брус представляет собой конструкционный материал, произведенный методом склейки так называемого лущеного шпона. В брусе может быть 7, 9 и более слоев. Лущеный шпон получают из древесины хвойных пород, в частности, из сосны, ели и лиственницы. Толщина каждого слоя шпона около 3 мм.

Древесные волокна соседних слоев в LVL располагаются не, как в фанере, – перпендикулярно друг другу, а параллельно. Сырье для производства этого материала отбирают уже на этапе вырубки. В ход идут преимущественно первые срезы комля.

LVL-брус изготавливается по следующей технологии. Вначале на участок приема сырья поступает еловый и сосновый кряж. Далее его сортируют и подвергают термо- гидрообработке, окорке, распилу и лущению. Все эти операции сегодня производятся на автоматизированном оборудовании. Обмер заготовок и их центровка выполняются с помощью высокоточных лазерных приборов. После этого шпон высушивают в ковекционной камере, и только потом сырье направляется на этап склейки. Влажность шпона в ходе склеивания постоянно контролируется ультразвуковыми измерителями, т.к. очень важно, чтобы сырье на этапе нанесения клея имел влажность не более 5-10%.

Достоинства LVL-бруса

Особенности структуры материала, получаемого методом склеивания лущеного шпона, обеспечивают ему высокую прочность и долговечность. По данным испытаний прочность LVL-бруса в 1,5-3 раза выше, чему у бруса клееного.

Используемый шпон рассортировывается по плотности. Высокие сорта располагают ближе к поверхности изделия, а те, что ниже, – ближе к центру. Данный подход обеспечивает LVL-брусу стабильные физико-механические свойства. Склейка шпона производится с помощью мощного пресса, который еще больше уплотняет структуру древесины. В качестве клеящего вещества используется фенолформальдегидная смола, создающая сверхпрочный клеевой слой на молекулярном уровне.

В отличие от цельной древесины, LVL-брус обладает стабильностью и однородностью по всему объему. Он не изменяет первоначальных свойств на протяжении десятилетий, сохраняя точные линейные размеры; не реагирует на сезонные колебания температуры и влажности, а также не гниет, не растрескивается и обладает минимальным показателем усушки. LVL-брус, кроме всего прочего, имеет относительно низкое водопоглощение, что обеспечивает ему не только стабильность размеров и отсутствие деформации, но и сохраняет его массу практически неизменной во влажной среде. Благодаря стабильности линейных размеров, LVL-брус может похвастаться наиболее высокой точностью соединения элементов, по сравнению со всеми иными видами материалов древесного происхождения.

Очень ценное свойство, присущее LVL-брусу, – высокая устойчивость к огню. Материал намного хуже горит, чем обычная древесина и клееный брус. Этим он обязан слоеной структуре и отсутствию большого количества пор. Формальдегидная смола, используемая при изготовлении LVL-бруса, сама по себе нейтральна к окислению и поэтому не способствует его возгоранию. Огонь не может пробиться внутрь материала из-за отсутствия трещин и крупных пор, а из-за гладкой поверхности ему буквально не за что «зацепиться». Производители материалов из LVL, гарантируют, что балка сохранит свои механические параметры при воздействии на ее поверхность температуры 300°С в течении 30-60 минут. Скорость обугливания вдоль оси балки при 300°С равна 0,6 мм/мин.

По некоторым параметрам LVL-брус превосходит железобетон и металл. Этот материал не боится агрессивных сред, таких как аммиак, пары солей, водяные пары и т.д. Он является настоящей находкой при устройстве бассейнов, зимних садов и других сооружений, эксплуатируемых при повышенной влажности.

Не стоит путать LVL-брус с клееным брусом. Это принципиально разные материалы. Если при изготовлении клееного бруса склеиваются ламели, собранные в пакеты, то LVL-брус набирают из шпона, склеенного на ус и со смещением швов, благодаря чему материал получается практически однородным.

Ассортимент изделий из LVL

LVL производится не только в виде бруса (балок), но и в виде плит различных размеров. Толщина материала всегда кратна толщине шпона, т.е. 3 мм. Самый тонкий LVL имеет толщину 18 мм, а самый толстый – 102 мм. Ширина изделий встречается в пределах 100-1800 мм. LVL-брус теоретически может быть любой длинны, но максимальная стандартная длина ограничена 18 м, правда при необходимости можно заказать и более длинные элементы, но тогда возникнет проблема их транспортировки. Кроме того, с каждым метром стоимость LVL-бруса непропорционально возрастает.

Существует два типа LVL-бруса, которые отличаются направлением волокон шпона. Первый вариант предполагает только параллельное расположение древесных волокон. Такой материал наиболее популярен в Московии. Его используют для сооружения несущих кровельных конструкций, перекрытий и каркасов зданий. Однако при большой ширине этот вид LVL-бруса склонен к заворачиванию краев.

Второй тип LVL производится с вклейкой в каждый пятый слой шпона с поперечным расположением древесных волокон. Таким образом, укрепляется жесткость изделия по ширине, а также прочность на сдвиг, что немаловажно для такой детали, как балка. Но поскольку во втором типе LVL около 20% волокон расположены перпендикулярно, механические характеристики этого материала несколько ухудшаются по сравнению с брусом первого типа. В основном его имеет смысл использовать там, где необходима большая ширина детали. Это могут быть стеновые и кровельные панели, дверные полотна и т.д. Стоимость LVL с переменным расположением волокон выше, чем у обычного, где волокна только параллельны.

Применение LVL-бруса в строительстве

LVL-брус наиболее востребован в каркасном домостроении. На сегодняшний день в Московии каркасы коттеджей, стропильные системы и деревянные перекрытия в основном выполняют из строганного пиломатериала хвойной древесины, высушенный камерным способом до 18% остаточной влажности, а также клееного бруса. Однако с точки зрения надежности целесообразнее использовать LVL-брус, прочность на изгиб у которого составляет 48 мПа против 18 мПа у обычного бруса и 27 мПа – у клееного. Допустимые нагрузки на изгиб и растяжение вдоль волокон у LVL-бруса вдвое превышают аналогичные показатели цельных пиломатериалов. Более того, LVL-брус брус выгоден и экономически, поскольку конструкция из LVL выйдет дешевле по сравнению с аналогичной конструкцией из клееного бруса.

LVL-брус выпускается не только в виде бруса и балок, но и в виде плит. Такой материал правильнее называть LVL-плиты. Его используют для внутренней и внешней обшивки каркасных стен, т.е. он может заменить ОСП и другие материалы. Достоинством LVL в данном случае считается высокие теплоизолирующие и звукоизолирующие характеристики.

Вне каркасного домостроения LVL-брус можно использовать для сооружения межэтажных перекрытий и стропильных систем. Если сравнивать LVL с цельными пиломатериалами, например из ели, то он будет превосходить последние по модулю упругости на 30%, а по пределу прочности на изгиб – на все 100%. Это означает, что необходимую несущую способность LVL-брус может обеспечить при меньшем поперечном сечении.

Еще одним положительным аспектом применения LVL-бруса является его стойкость к гниению и отсутствие явлений, вызывающих образования конденсата. Это наиболее удачный материал для лаг и других элементов, находящихся в условиях повышенной влажности. LVL-брус обрабатывается теми же инструментами, что и любая древесина.

Особые прочностные свойства и высокая стабильность размеров делают LVL еще и удачным материалом для изготовления дверных каркасов, оконных перемычек, а также лестниц и даже мебели. В монолитном домостроении LVL находит применение в качестве силовой опалубки.

При корректном сравнении балки из LVL с другими типами балок, она окажется на 15% дороже монолитной железобетонной, но на 20% дешевле стальной балки С-245 и на 30% дешевле балки из клееного бруса. При этом балка из LVL имеет самый легкий собственный вес. К примеру, балка длиной 8 м с полезной нагрузкой 600 кг/пог. м будет иметь сечение  150× 300 мм, собственный вес – 190 кг, стоимость без учета монтажа – 3600 грн.