Главная / Обеспечение надежности и контроль качества элементов деревянных клееных конструкций

Обеспечение надежности и контроль качества элементов деревянных клееных конструкций

От редакции. В последние годы в нашей стране наблюдается устойчивая тенденция к росту применения деревянных клееных конструкций (ДКК) в качестве несущей системы крыш. В связи с этим особо актуальной становится проблема обеспечения надежности и контроля качества элементов ДКК через разработку нового блока нормативно-технической документации. Популяризация клееной древесиной как современного, доступного и долговечного материала напрямую зависит от решения вопроса интеграции России в европейскую систему стандартизации и сертификации ДКК. Продолжая серию публикаций, посвященных проблемам создания системы стандартизации в России, мы предлагаем вниманию читателей статью, старшего технического эксперта компании CascoAdhesives концерна AkzoNobel – одного из ведущих производителей в мире клеев для древесины.

Рис 1-4. Объекты, возведенные с использованием ДКК

С развитием индустрии ДКК на повестке дня все острее встает вопрос обеспечения не только надежности конструктивных решений, но и создания долговечных клеевых соединений, не разрушающихся в конструкциях требуемого класса на протяжении всего расчетного срока службы в заданных условиях эксплуатации. Одним из основных принципов системы обеспечения качества является повышение уровня безопасности объектов с учетом риска возникновения чрезвычайных ситуаций различного характера.

Однако в настоящее время повышение уровня безопасности объектов связано не только с этим риском. Неправильное изготовление продукции ДКК либо неправильное ее применение видится как потенциальная индустриальная проблема и может иметь негативное последствие для всей индустрии ДКК. Оценка состояния производственного процесса и качества выпускаемых конструктивных элементов ДКК возможна через комплекс обязательных критериев, определенных в соответствующих нормативных документах.

Разрушение системы стандартизации в строительстве привело к тому, что сегодня в России действующие национальные стандарты в области производства, строительства и применения ДКК безнадежно устарели, их требования далеко не достаточны для обеспечения необходимой надежности и долговечности элементов несущих конструкций, особенно в отношении сложных и большепролетных перекрытий.

В частности, в России до настоящего времени вообще нет стандартов по требованиям и методам испытаний клеев для несущих деревянных строительных конструкций! Возникает вопрос: каким образом производитель ДКК может определить пригодность предлагаемых на рынок клеев для производства конкретного вида клееной продукции, выполняющей роль несущих элементов в конструкции?

В ГОСТ 20850 «Конструкции деревянных клееные. Общие технические условия» для определения качества клеев дается только ссылка на СНиП II 25-80, в котором, в свою очередь, указаны только типы и некоторые марки отечественных клеев, рекомендованных для строительных конструкций более 30 лет назад! При этом там нет ни слова об основных требованиях к клеям, а лишь указаны рекомендуемые типы. О какой надежности и долговечности клееных конструкций в этом случае вообще может идти речь? Проблема усугубляется еще и тем, что сертификация несущих и самонесущих конструкций даже по существующим несовершенным документам не является обязательной.

С этой точки зрения развитие нормативных документов по качеству исходного сырья (материалов), технологии изготовления, применения элементов ДКК и эксплуатации конструкции из клееной древесины является чрезвычайно важной и актуальной темой, а обязательное применение НТД — правилом для всех участников процесса создания клееных деревянных конструкций: конструкторов, поставщиков сырья, производителей, органов технического, метрологического и санитарного контроля и нормировщиков.

Можно сказать, что во многом благодаря внедрению на Российский рынок иностранных компаний — главных игроков на Европейском рынке производства ДКК — поставщиков материалов и оборудования для производства элементов ДКК, а также инспекции ведущих Европейских аккредитованных институтов (MPA в Германии, HFI в Австрии) — процесс производства на предприятиях, работающих с этими компаниями, осуществляется в большинстве случаев с учетом требований европейских стандартов и под строгим контролем производства и качества готовой продукции, соответствующей требованиям европейских нормативов. И вот почему:

Требования безопасности клеевых соединений

С целью обеспечения требований безопасности клеевых соединений в Европе разработана целая система испытаний, в частности, стандарты ЕN 386, ЕN 385, EN 301 и EN 302.

Стандарт ЕN 386 — это основной производственный стандарт в Европе для клееных балок. Он описывает, какие существуют требования ко всем стадиям производства, требования к древесине, адгезивам, шиповым соединениям и качеству клеевых соединений, производственные требования, касающиеся всех элементов в производственной цепи и мер по контролю качества.Клеевые системы, применяемые в производстве клееных балок, должны отвечать требованиям ранее упомянутых стандартов ЕN 301/302. Клеевая система не допускается к использованию, пока не будет протестирована и одобрена уполномоченным институтом

Именно четкое следование требованиям данных стандартов позволяет исключить повреждения или разрушение готовых клееных конструкций по причине неправильно выбранной либо неправильно примененной технически (т.е. в процессе производства ДКК) клеевой системы.

Учитывая тот фактор, что клеевые соединения для несущих конструкций должны обладать не только высокой прочностью, но и стойкостью к различным влияниям внешних факторов (изменению температуры и влажности воздуха, сопротивлению при усушке древесины, действию значительных постоянных нагрузок), в странах Европейского сообщества все клеевые системы подвергаются целой серии ускоренных жестких испытаний с учетом определенных климатических условиях эксплуатации.

Виды испытаний, величины нагрузок и характер температурно-влажностных воздействий определяются европейским стандартом EN 301 «Фенольные и аминопластиковые клеи для несущих конструкций», а описания изложенных в этом стандарте методов испытаний излагаются в стандарте EN 302 разделах 1-4. Эта система испытаний одобрена и утверждена Европейским Комитетом по стандартизации (CEN) в 1992 г. С тех пор в Европе каждый производитель клееного деревянного бруса для несущих конструкций выбор клея начинает с того, имеется ли одобрение (сертификат) аккредитованных европейских институтов, в частности: MPА (Германия), NTI (Норвегия), SKH (Голландия) на соответствие требованиям вышеупомянутых стандартов.

А что же у нас в России? Многие деревообрабатывающие предприятия, желающие изготавливать клееный брус, находятся в растерянности, как же определить степень пригодности предлагаемых материалов для своего производства? В предоставляемых поставщиками клеев сертификатах соответствия для деревянных клееных строительных конструкций можно увидеть даже такие «изыски» как формулировка: «Соответствует технической спецификации фирмы-изготовителя». Любопытно посмотреть протокол таких сертификационных испытаний!

Контроль качества элементов ДКК

Теперь о контроле качества изготавливаемых клееных элементов конструкций. В России качество клееного бруса определяется по разработанным стандартам организации (или ТУ) для каждого конкретного предприятия с учетом данных по условиям эксплуатации готовых изделий, применяемой технологии склеивания и используемых материалов.

Однако хорошо, если требования к материалам или элементам ДКК, указанные в стандарте предприятия или ТУ, составляются персоналом с учетом требований по стойкости. Руководствуясь только теми требованиями, которые являются достаточными в соответствии с существующими ГОСТами, стойкость клеевых соединений, и, соответственно, элементов ДКК, вообще не прогнозируется, т.к. проверка качества, как правило, осуществляется только по двум обязательным показателям (прочность при послойном скалывании и прочность зубчатых клеевых соединений при статическом изгибе). Метод испытаний, моделирующий эксплуатационные нагрузки (испытание в автоклаве с последующей сушкой), по ГОСТ 20850-84 не является обязательным, а потому не используется большинством предприятий- производителей ДКК.

Рис. 5. Автоклав для проведения контроля качества целостности линий склеивания (ускоренный метод испытания стойкости клеевых соединений к расслаиванию).

Вместе с тем, необходимо учитывать также, что российские условия эксплуатации ДКК часто во многом отличаются от европейских, как по климатическим, так по конструктивным характеристикам. Именно поэтому в инициативном порядке Ассоциация производителей и потребителей ДКК (РАДеКК) поставила задачу создания блока нормативных документов для контроля качества применяемых материалов и готовой продукции и обеспечения ее надежности, и приступила к ее выполнению.
Как итог этой работы совместно с Центром методологии и нормирования в строительстве в сентябре 2006 г. для производителей несущих ДКК вступили в действие следующие стандарты организации РАДеКК:

  • «Элементы деревянные клееные для несущих строительных конструкций. Метод определения стойкости клеевых соединений к расслаиванию»;
  • «Клеи для несущих деревянных клееных конструкций. Методы испытаний»;
  • «Клей для несущих деревянных клееных конструкций. Общие технические условия»;
  • «Элементы деревянные клееные для несущих строительных конструкций. Общие технические условия».

Первый из этих стандартов в 2006 г. был принят в качестве базового варианта при разработке межгосударственного стандарта, и уже с 1 января 2007 г. он вступил в действие как ГОСТ 27812-2005 «Конструкции деревянные клееные. Метод определения стойкости клеевых соединений к расслаиванию».

Важность внедрения этого стандарта в жизнь трудно переоценить, т.к. этот метод испытаний является очень эффективным инструментом для проведения производственного контроля качества целостности линий склеивания и оперативного выявления дефектов технологии, а также для проверки надежности и долговечности клеевого соединения.

Остальные три стандарта также включены в план разработки стандартов Ростехрегулирования на 2008 г., и их первые редакции как межгосударственных стандартов находятся на стадии обсуждения. Важно, что за основу при их разработке был принят один из основных принципов Закона «О техническом регулировании»: гармонизация с Европейскими стандартами. Это позволит, наконец, ввести единые правила игры на рынке клеев в России.

Важность осуществления этих разработок состоит и в том, что Российские производители ДКК должны иметь возможность подготовиться к вступлению в ВТО, где работают единые стандарты: приобрести соответствующее оборудование для оснащения лабораторий, обучить персонал и освоить новые стандарты. Для этого нужно время, деньги и понимание ответственности за качество производимой продукции. И чем более активными будут все игроки на этом рынке, чем более доказательными будут аргументы в пользу клееной древесины по сравнению с железобетоном, металлом и другими применяемыми материалами, тем, соответственно, более успешным будет бизнес предприятий, работающих в этой сфере!

Рис. 6-8. Примеры использования ДКК в качестве несущих конструкций

Эти гармонизированные нормы и методы испытаний будут также понятны и Европейским институтам и облегчат выход Российской продукции на международный рынок.

Разработанный комплект документации позволит Российским предприятиям:

  • обеспечить выпуск качественной продукции;
  • работать по единым нормативным документам;
  • повысить уровень безопасности объектов;
  • участвовать нескольким предприятиям в комплектации одного (общего) объекта.

Таким образом, строительным организациям для оценки возможности использования клееного бруса в качестве несущих элементов строительных конструкций (балок, стропил) лучше всего направить запрос предприятию-изготовителю на предмет сертификации этих элементов. Если это предприятие является членом Ассоциации РАДеКК, то оно должно выполнять все требования СТО 09317031-04-2006 «Элементы деревянные клееные для несущих строительных конструкций. Общие технические условия».

В этом документе отражены все важные позиции для их  изготовления и применения, начиная от определения класса эксплуатации, выбора соответствующего типа клея, до упаковки и транспортировки. Отражение в сертификате соответствия ссылки на этот документ (либо на стандарт организации со ссылкой на этот СТО) — верный признак  компетентности предприятия-изготовителя и его ответственности за качество выпускаемой продукции.


И. Сирота, старший технический эксперт
компании CascoAdhesives(Россия и Украина),
Концерна
AkzoNobel (Нидерланды).