Що таке LVL-брус?

Під загадковою абревіатурою ховається новий для вітчизняного ринку конструкційний матеріал деревного походження. LVL розшифровується як Laminated Veneer Lumber. Хочеться підкреслити, що новим цей матеріал називаємо сьогодні, напевно, тільки ми, оскільки в світі його вже давно використовують, зокрема, в Америці і Європі. LVL-брус був розроблений в США ще в 1935 році, а широке застосування отримав в 1960-их. Це була продукція компанії Weyerhauser. На сьогоднішній день в світі щорічно виробляється близько 3 млн. м ³ LVL-бруса, а попит на цей матеріал зростає на 5-10% на рік.

LVL-брус являє собою конструкційний матеріал, вироблений методом склеювання так званого лущеного шпону. У брусі може бути 7, 9 і більше шарів. Лущений шпон отримують з деревини хвойних порід, зокрема, із сосни, ялини та модрини. Товщина кожного шару шпони близько 3 мм.

Деревні волокна сусідніх шарів в LVL розташовуються не, як у фанері, - перпендикулярно один одному, а паралельно. Сировина для виробництва цього матеріалу відбирають вже на етапі вирубки. У хід йдуть переважно перші зрізи комля.

LVL-брус виготовляється за такою технологією. Спочатку на дільницю прийому сировини надходить ялиновий і сосновий кряж. Далі його сортують і піддають термо-гідро обробці, окорці, розпилу й лущення. Всі ці операції сьогодні проводяться на автоматизованому обладнанні. Обмір заготовок та їх центровка виконуються за допомогою високоточних лазерних приладів. Після цього шпон висушують в ковекціонній камері, і тільки потім сировина спрямовується на етап склейки. Вологість шпону в ході склеювання постійно контролюється ультразвуковими вимірниками, так як  дуже важливо, щоб сировина на етапі нанесення клею мала вологість не більше 5-10%.

Переваги LVL-бруса

Особливості структури матеріалу, одержуваного методом склеювання лущеного шпону, забезпечують йому високу міцність і довговічність. За даними випробувань міцність LVL-бруса в 1,5-3 рази вище, чим у бруса клеєного.

Використовуваний шпон розсортовують по щільності. Високі сорти розташовують ближче до поверхні виробу, а ті, що нижче, - ближче до центру. Даний підхід забезпечує LVL-брусу стабільні фізико-механічні властивості. Склеювання шпону проводиться за допомогою потужного преса, який ще більше ущільнює структуру деревини. Як клеїть речовини використовується фенолформальдегидна смола, що створює надміцний клейовий шар на молекулярному рівні.

На відміну від цільної деревини, LVL-брус має стабільність і однорідністю по всьому об'єму. Він не змінює первинних властивостей протягом десятиліть, зберігаючи точні лінійні розміри, не реагує на сезонні коливання температури і вологості, а також не гниє, не розтріскується і володіє мінімальним показником усушки. LVL-брус, крім усього іншого, має відносно низьке водопоглинання, що забезпечує йому не тільки стабільність розмірів і відсутність деформації, але і зберігає його масу практично незмінною у вологому середовищі. Завдяки стабільності лінійних розмірів, LVL-брус може похвалитися найвищою точністю з'єднання елементів, порівняно з усіма іншими видами матеріалів деревного походження.

Дуже цінна властивість LVL-брусу, - висока стійкість до вогню. Матеріал набагато гірше горить, ніж звичайна деревина і клеєний брус. Цим він зобов'язаний листкової структурі і відсутності великої кількості пор. Формальдегідні смола, використовувана при виготовленні LVL-бруса, сама по собі нейтральна до окислення і тому не сприяє його загоряння. Вогонь не може пробитися всередину матеріалу через відсутність тріщин і великих пор, а через гладкій поверхні йому буквально нема за що "зачепитися". Виробники матеріалів з LVL, гарантують, що балка збереже свої механічні параметри при впливі на її поверхню температури 300 ° С протягом 30-60 хвилин. Швидкість обвуглювання уздовж осі балки при 300 ° С дорівнює 0,6 мм / хв.

За деякими параметрами LVL-брус перевершує залізобетон і метал. Цей матеріал не боїться агресивних середовищ, таких як аміак, пари солей, водяні пари і т.д. Він є справжньою знахідкою при влаштуванні басейнів, зимових садів та інших споруд, що експлуатуються при підвищеній вологості.

Не варто плутати LVL-брус з клеєним брусом. Це принципово різні матеріали. Якщо при виготовленні клеєного бруса склеюються ламелі, зібрані в пакети, то LVL-брус набирають з шпону, склеєного на вус і зі зміщенням швів, завдяки чому матеріал виходить практично однорідним.

Асортимент виробів із LVL

LVL проводиться не тільки у вигляді бруса (балок), але і у вигляді плит різних розмірів. Товщина матеріалу завжди кратна товщині шпону, тобто 3 мм. Найтонший LVL має товщину 18 мм, а самий товстий - 102 мм. Ширина виробів зустрічається в межах 100-1800 мм. LVL-брус теоретично може бути будь-якої довжини, але максимальна стандартна довжина обмежена 18 м, правда при необхідності можна замовити і більш довгі елементи, але тоді виникне проблема їх транспортування. Крім того, з кожним метром вартість LVL-бруса непропорційно зростає.

Існує два типи LVL-бруса, які відрізняються напрямком волокон шпону. Перший варіант передбачає тільки паралельне розташування деревних волокон. Такий матеріал найбільш популярний . Його використовують для спорудження основних покрівельних конструкцій, перекриттів та каркасів будівель. Однак при великій ширині цей вид LVL-бруса схильний до закручювання країв.

Другий тип LVL проводиться з вклейкою в кожен п'ятий шар шпону з поперечним розташуванням деревних волокон. Таким чином, зміцнюється жорсткість вироба по ширині, а також міцність на зрушення, що важливо для такої деталі, як балка. Але оскільки в другому типі LVL близько 20% волокон розташовані перпендикулярно, механічні характеристики цього матеріалу декілька погіршуються в порівнянні з брусом першого типу. В основному його має сенс використовувати там, де необхідна велика ширина деталі. Це можуть бути стінові та покрівельні панелі, дверні полотна . Вартість LVL з перемінним розташуванням волокон вище, ніж у звичайного, де волокна тільки паралельні.

Застосування LVL-бруса в будівництві

LVL-брус найбільш використовують в каркасному житловому будівництві. На сьогоднішній день в Україні каркаси котеджів, кроквяні системи і дерев'яні перекриття в основному виконують із струганого пиломатеріалу хвойної деревини, висушений камерним способом до 18% залишкової вологості, а також клеєного бруса. Однак з точки зору надійності доцільніше використовувати LVL-брус, міцність на вигин у якого становить 48 мПа проти 18 мПа у звичайного бруса і 27 мПа - у клеєного. Допустимі навантаження на вигин і розтягування уздовж волокон у LVL-бруса вдвічі перевищують аналогічні показники цільних пиломатеріалів. Більш того, LVL-брус брус вигідний і економічно, оскільки конструкція з LVL вийде дешевше в порівнянні з аналогічною конструкцією з клеєного бруса.

LVL-брус випускається не тільки у вигляді бруса і балок, але і у вигляді плит. Такий матеріал правильніше називати LVL-плити. Його використовують для внутрішньої і зовнішньої обшивки каркасних стін, тобто він може замінити ОСП та інші матеріали. Перевагою LVL в даному випадку вважається високі теплоізолюючі і звукоізолюючі характеристики.

Поза каркасним домобудівництвом LVL-брус можна використовувати для спорудження міжповерхових перекриттів і кроквяних систем. Якщо порівнювати LVL з цільними пиломатеріалами, наприклад з ялини, то він буде перевершувати останні по модулю пружності на 30%, а по межі міцності на вигин - на всі 100%. Це означає, що необхідну основну здатність LVL-брус може забезпечити при меншому поперечному перерізі.

Ще одним позитивним аспектом застосування LVL-бруса є його стійкість до гниття і відсутність явищ, що викликають утворення конденсату. Це найбільш вдалий матеріал для лаг і інших елементів, що знаходяться в умовах підвищеної вологості. LVL-брус обробляється тими ж інструментами, що і будь-яка деревина.

Особливі міцнісні властивості і висока стабільність розмірів роблять LVL ще й вдалим матеріалом для виготовлення дверних каркасів, віконних перемичок, а також сходів і навіть меблів. У монолітному житловому будівництві LVL знаходить застосування в якості силової опалубки.

При коректному порівнянні балки з LVL з іншими типами балок, вона виявиться на 15% дорожче монолітної залізобетонної, але на 20% дешевше сталевий балки С-245 і на 30% дешевше балки із клеєного бруса. При цьому балка з LVL має найлегший власну вагу. Приміром, балка довжиною 8 м з корисним навантаженням 600 кг / пог. м буде мати перетин 150 × 300 мм, власна вага - 190 кг, вартість без урахування монтажу - 3600 грн.