Transcript
Page 1: compozite material examen.pdf

UNIVERSITATEA “ŞTEFAN CEL MARE” SUCEAVA

FACULTATEA DE SILVICULTURĂ

Fabricarea materialelor compozite pe bază de

lemn - Sinteză bibliografică pentru colocviu

la disciplina

INDUSTRIALIZAREA PRIMARĂ A LEMNULUI (partea

a II-a)

14

Șef lucrări dr. ing. Neculai-Marcel FLOCEA

Page 2: compozite material examen.pdf

1

INTRODUCERE ............................................................................................................................ 3

I. OBIECTUL INDUSTRIEI PRODUSELOR COMPOZITE DIN LEMN. CLASIFICARE ŞI

PROPRIETĂŢI ALE PRODUSELOR COMPOZITE DIN LEMN. .............................................. 6

1.1 Generalități ................................................................................................................................ 6

1.2. Apariţia şi evoluţia materialelor compozite pe bază de lemn .................................................. 9

1.3. Clasificarea materialelor compozite pe bază de lemn ............................................................ 11

1.4. Tipuri de materiale compozite pe bază de lemn .................................................................... 13

II. LISTA PRODUSELOR EXISTENTE IN DOMENIUL „PLĂCI” ......................................... 22

Producție – Investiții – Caracteristici ............................................................................................ 22

2.1. PRODUSE SIMPLE SI COMERCIALIZABILE ................................................................. 22

2.2. PRODUSE OBȚINUTE PRIN RECONSTITUIRE .............................................................. 24

2.2.1 Reconstituirea din elemente de lemn de dimensiuni mari (furnire, șipci) ........................... 24

2.2.2 Semifabricate rezultate prin reconstituire pornind de la elementele de lemn de mici

dimensiuni (așchii, fibre) .............................................................................................................. 28

2.3. Plăci obținute prin reconstituire pornind de la alte elemente lemnoase................................. 37

2.4. TABELUL DE COMPOZIȚIE AL PRODUSELOR ............................................................ 38

2.5. TABELUL AVANTAJELOR COMPARATE ALE DIVERSELOR TIPURI DE PLĂCI .. 38

III. LIANȚII IN INDUSTRIA DE PLĂCI. MARILE FAMILII DE LIANȚI ....................... 46

3.1 LIANȚI AMINOPLASTICICI ............................................................................................... 46

3.1.1 Caracteristici și utilizări .................................................................................................................................. 46 3.1.2 Mediul înconjurător ........................................................................................................................................ 47

3.2 LIANTI FENOPLASTICI ...................................................................................................... 47

3.2.1 Caracteristici și utilizări .................................................................................................................................. 47 3.3 ALTE TIPURI DE LIANȚI .................................................................................................... 48

3.3.1 Caracteristici și utilizări .................................................................................................................................. 48 3.3.2 Mediul înconjurător ........................................................................................................................................ 49

3.4 TABELUL LIANȚILOR MAI RĂSPÂNDIȚI ...................................................................... 52

3.5 SUBSTITUENȚI SI ECONOMIZORI ................................................................................... 52

3.5.1 Lichiorurile negre de papetărie ....................................................................................................................... 52 3.5.2 Taninurile........................................................................................................................................................ 54

IV. POTENȚIALUL INDUSTRIEI MATERIALELOR COMPOZITE PE BAZĂ DE LEMN . 54

V. ASPECTE GENERALE PRIVIND CONSERVAREA LEMNULUI ............................... 56

5.1 IMPORTANȚA, BENEFICIILE ȘI ECONOMIA CONSERVĂRII LEMNULUI ............... 56

5.2 FACTORII CARE AFECTEAZĂ TRĂINICIA LEMNULUI ............................................... 57

5.3 LEMNUL IMPREGNAT CA MATERIAL COMPOZIT ...................................................... 57

5.4 MĂSURI DE PROTECȚIE .................................................................................................... 59

5.4.1 Protecția prin selecție ...................................................................................................................................... 59 5.4.2 Protecția prin proiectare .................................................................................................................................. 59

5.5 CONTACTUL LEMNULUI CU SOLUL .............................................................................. 60

Page 3: compozite material examen.pdf

2

VI. CONSERVAREA LEMNULUI .......................................................................................... 61

6.1 CONSERVANȚII PE BAZĂ DE GUDRON ......................................................................... 61

6.1.1 Substanțe de tratare organice solubile în solvenți organici. ............................................................................ 61 6.2 CONSERVANȚI SOLUBILI ÎN APĂ ................................................................................... 63

6.2.1 Conservanți lavabili, solubili în apă................................................................................................................ 63 6.2.2 Conservanți nelavabili, solubili în apă ............................................................................................................ 63

6.3 TIPUL SOLUBILI ÎN SOLVENȚI ORGANICI .................................................................... 64

6.4 SUBSTANȚE CARE ÎNTÂRZIE EXTINDEREA FOCULUI (SUBSTANȚE IGNIFUGE) 65

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ .................................................................................................... 66

Page 4: compozite material examen.pdf

3

INTRODUCERE

Acest elaborat a fost conceput și structurat în principal spre a satisface nevoile de cunoaș-

tere ale studenților, pentru a permite o mai bună înțelegere a termenilor, conceptelor, proprietăți-

lor materialelor compozite pe bază de lemn și a fluxurilor tehnologice din domeniul industriilor

de plăci și a diverselor materiale pe bază de lemn.

Prezentul material descrie sumar diferitele tipuri de materiale compozite pe bază de lemn,

materia primă utilizată în procesul de fabricație, prezintă proprietățile lor, caracteristicile mai

importante care le fac apte pentru diferite domenii de utilizare. În mod obligatoriu, diversitatea

cunoștințelor cuprinse aici face ca volumul să fie rezultatul unei sinteze bibliografice realizată

din lucrări recente în domeniu dublate de informații dobândite cu prilejul vizitelor personale și

didactice în unități de profil din România precum și pe parcursul a patru vizite la târgul de profil

Ligna, Hannover.

În cele șapte capitole se prezintă într-un mod simplu și clar diferitele materiale compozite

pe bază de lemn astfel încât cititorul să poată compara aceste produse între ele. De asemenea tot

în același scop lucrarea prezintă denumirile comerciale uzitate în țară și pe piețele internaționale

ale acestui tip de produse (în limbile: română, engleză și franceză) și încearcă să armonizeze

aceste denumiri – anglo saxone, de regulă – cu cele românești consacrate pentru produse echiva-

lente ale industriei mai vechi românești de profil. Totodată se enumeră principalele firme produ-

cătoare de utilaje și linii tehnologice din domeniu cu citarea site-urilor acestora în vederea com-

pletării cunoștințelor celor interesați, spațiul rezervat acestei lucrări fiind destul de limitat de ri-

gorile impuse de timpul alocat cursului structurat în 7 lecții cu pondere egală.

El cuprinde de asemenea o trecere în revistă destul de lapidară a procedeelor de producție

pentru produsele cele mai importante, a materiei prime utilizate, o descriere a celor mai însemna-

te caracteristici ale acestora, precum și o consemnare a sumelor estimate necesare investițiilor în

domeniu.

În plus, este prezentat un studiu sumar despre tipurile de adezivi utilizați pentru fabricarea

produselor compozite pe bază de lemn ce include cunoștințe cu privire la fabricarea, transportul,

prepararea, dozarea și la impactul acestor produse asupra persoanelor implicate în utilizarea lor –

atât în postura de muncitori angajați la prelucrarea materialelor respective cât și în cea de utiliza-

tori a bunurilor confecționate de primii – precum și asupra mediului înconjurător.

Astăzi când domeniile fabricării și utilizării materialelor compozite în general și a celor

pe bază de lemn din cazul de față au devenit extrem de semnificative și dinamice, oferind orizon-

turi noi și interesante atât din punct de vedere industrial și economic cât și din punct de vedere

Page 5: compozite material examen.pdf

4

ecologic, lucrarea se poate folosi și ca un ghid privitor la utilizarea eficientă, avizată și fără ris-

curi de sănătate și de mediu înconjurător a materialelor compozite pe bază de lemn.

Gama extrem de vastă a producției acestui gen de materiale acoperă astăzi, prin caracte-

risticile materialelor produse, nu numai nevoile moderne ale sectorului de construcții publice,

industriale sau de locuit, mai ieftine, mai moderne și mai eficiente energetic, ale sectorului de

fabricare a mobilierului, ambalajelor, construcției de mijloace de transport terestre, de navigație

și aeriene, dar furnizează și posibilitatea valorificării economic rentabile a rămășițelor de fabrica-

ție din alte ramuri ale industriei lemnului, din exploatările forestiere, din industria papetară parti-

cipând la diminuarea impactului ecologic al acestor activități.

Spre o mai ușoară înțelegere și pentru fixarea cunoștințelor, finalul acestui manual prezin-

tă sub formă tabelară comparații între tipurile diferite de produse compozite pe bază de lemn

precum și un scurt glosar de termeni și o listă de abrevieri, utile în mod egal cursanților dar și

altor interesați cu cunoștințe limitate în domeniu.

Page 6: compozite material examen.pdf

5

Page 7: compozite material examen.pdf

6

I. OBIECTUL INDUSTRIEI PRODUSELOR COMPOZITE DIN LEMN. CLA-

SIFICARE ŞI PROPRIETĂŢI ALE PRODUSELOR COMPOZITE DIN LEMN. 1.1 Generalități

Materialele compozite pe bază de lemn se realizează dintr-o diversitate de elemente ce se obţin

din lemnul masiv, diferenţiate prin formă şi dimensiuni geometrice.

Acest lucru este facilitat de tehnologii moderne care permit utilizarea tuturor părţilor unui ar-

bore exploatat (trunchi, vârfuri, crăci, coajă), lemn cu defecte de creştere, resturi rezultate din

diverse prelucrări mecanice şi din reciclarea altor produse lemnoase (ambalaje, lemn de con-

strucţii, mobilier etc.).

Principalele sortimente de material lemnos ce pot alcătui structura compozitelor pe bază de

lemn sunt prezentate succesiv în figura 1.1. Acest “tabel al elementelor neperiodice” cuprinde 14

elemente de bază din care 10 rezultă ca deşeuri inutilizabile la fabricarea cherestelei şi a placaju-

lui (poziţiile 5-14). Elementele 7 sau 8 sunt indispensabile însă pentru producerea celorlalte ma-

teriale compozite din lemn.

O altă prezentare mult mai expresivă a gamei de sortimente de materiale lemnoase care poate

constitui materia primă pentru materiale compozite este ilustrată în figura 1.2 A. Sortimentele au

fost ordonate vertical în coloane, care se diferenţiază de sus în jos prin scăderea accentuată a

lungimii de la buşteni la nivelul fibrelor celulozice. Pe orizontală, de la stânga la dreapta scad

dimensiunile secţiunii transversale de la buştean la lâna de lemn (rândul 1), de la rondele la făină

de lemn (rândul 2), de la fascicule de fibre la fragmente de fibre (rândul 3) şi de la celuloză la

derivaţii chimici (rândul 4).

Figura 1.1: Sortimentele de material lemnos pentru materiale compozite [Marra]

Schema evidenţiază câteva aspecte fundamentale:

rezistenţa sortimentelor prezentate scade pe diagonală din colţul stânga-sus spre dreapta-jos;

gradul de deformabilitate al sortimentelor creşte în fiecare rând de la 1 la 4, de la stânga la

Page 8: compozite material examen.pdf

7

dreapta, acestea putând fi uşor prelucrate în forma şi structura dorită;

influenţa calităţii iniţiale a lemnului asupra proprietăţilor sortimentelor se diminuează de la

un rând la altul, de sus în jos;

mărimea suprafeţei exterioare raportată la masa volumică creşte de sus în jos şi de la stânga

la dreapta, ceea ce constituie o condiţie pentru obţinerea unui compozit cu proprietăţi superi-

oare;

sortimentele situate în apropierea diagonalei (stânga-sus până la dreapta-jos) permit realiza-

rea de materiale compozite caracterizate prin manoperă redusă;

alte proprietăţi caracteristice sunt: deformabilitatea ridicată, scăderea rezistenţei raportată la

masa volumică, creşterea omogenităţii şi izotropiei.

Figura 1.2: A. Tabloul “stratificat” al elementelor componente ale lemnului ca material

compozit [Marra]

O prezentare generală a diferenţelor dintre lemnul masiv şi materialele compozite din lemn

se poate regăsi într-o formă comprehensivă în continuare [Dunky]:

A. Izotropia şi anizotropia dirijată/proiectată:

- anizotropia datorată direcţiilor de creştere în lemnul masiv se regăseşte clar, în special în

cazul unor proprietăţi ca de exemplu: raportul rezistenţelor la încovoiere paralel

cu/perpendicular pe direcţia fibrelor care este de 20 până la 50;

- izotropia materialelor compozite rezultă prin tocare, aşchiere, defibrare, în general crescând

prin uniformizarea, respectiv micşorarea dimensiunilor materiei prime; izotropia plană se re-

găseşte în proprietăţile omogene pe cele două direcţii, în cazul plăcilor compozite (fig.1.2 B);

- anizotropia dirijată se poate realiza în cazul plăcilor compozite prin orientarea aşchiilor sau

fibrelor sau a lamelelor în cazul grinzilor stratificate.

B. Unificarea proprietăţilor tehnice semnificative:

- lemnul masiv prezintă variaţii ale proprietăţilor în funcţie de specie, zona de origine din arbo-

re (vârf, rădăcină, coaja, album, duramen), dar şi a condiţiilor staționale de creştere, respectiv

recoltare;

Page 9: compozite material examen.pdf

8

- materialele compozite din lemn au datorită uniformităţii formei materiei prime un caracter

omogen, o influenţă deosebită având însă densitatea materiei prime.

Fig.1.2: B - Efectul structurării şi omogenizării materiei prime lemnoase asupra sta-

bilităţii dimensionale a plăcilor compozite [Marra]

C. Limitări în utilizările constructive:

- lemnul masiv este limitat fie dimensional, fie de deschiderea totală în cazul grinzilor în apli-

caţiile în construcții;

- compozitele din lemn, în principiu nu sunt limitate dimensional, deschideri de 35 m şi supra-

feţe de 2,2 x 50 m sunt realizabile din piese "monobloc".

D. Gradul de valorificare:

- reutilizarea deşeurilor, reciclarea produselor degradate sau după încheierea duratei de viaţă

este posibilă numai în cazul compozitelor;

- valorificarea superioară a lemnului de calitate este asigurată tot prin procesele de fabricaţie a

compozitelor, de exemplu dintr-un buştean de derulaj cu lungimea de 4 m şi diametrul de 700

mm, la un grad de valorificare de 50% ca în cazul derulării, rezultă o suprafaţă furniruită

echivalentă cu 1/8 ha.

În cazul materialelor compozite din lemn potenţialul variaţiei dirijate a formei, dimensiunilor

şi proprietăţilor ş.a.m.d. este prezentat succint în continuare:

I. Tipul şi structura compozitului, mărimea şi forma elementelor structurale, numărul straturi-

lor, gradul de omogenizare şi deci indirect izotropia;

II. Specia lemnoasă, respectiv combinarea acestora: culoare, desen, rezistenţă la umiditate, con-

Page 10: compozite material examen.pdf

9

ţinut de coajă, materie primă reciclată, alte surse de materie primă nelemnoasă;

III. Răşina utilizată: tipul, natura, reţeta, grad de încleiere, activarea suprafeţelor etc.

IV. Materialele suplimentare: substanţe ignifuge, hidrofuge, fungicide, izolante etc.

V. Înnobilarea suprafeţelor: furniruirea, melaminarea, caşerarea, acoperirea, alte finisări.

VI. Combinarea cu alte materiale: compozite din lemn, metal, fibră sticlă, plastic, spume etc.

1.2. Apariţia şi evoluţia materialelor compozite pe bază de lemn

În evoluţia societăţii au existat şi există preocupări pentru găsirea de noi materiale şi combinaţii

pe bază de lemn, care să conducă la diminuarea unor defecte ale lemnului masiv (higroscopicita-

tea, instabilitatea dimensională, rezistenţa la atac foto-chimic, inflamabilitatea etc.) şi să pună

mai bine in valoare calităţile naturale ale acestuia (densitatea scăzută, prelucrabilitatea uşoară,

conductivitatea termică scăzută, izolarea fonică ridicată, costuri relativ mici, posibilităţi nelimita-

te de utilizare, nepoluante etc.).

Omenirea se străduieşte de milenii să reducă instabilitatea dimensionala a lemnului, material

compozit natural şi în tot atâtea milenii a învăţat să realizeze construcţii logice şi utile, lăsând

spaţiile necesare umflării şi contragerii sau impunând "blocarea" lemnului în dimensiuni fixe.

Utilajele şi tehnologiile pentru obţinerea materialelor compozite din lemn au fost puse la

punct într-un timp îndelungat. Mecanizarea fazelor şi chiar automatizarea completă a proceselor

au determinat deplasarea punctului de greutate de la meşteşugul tradiţional manual al prelucrării

lemnului la tehnologiile modeme, aproape integral automatizate.

Arheologii datează cu mult timp în urmă, ca prime succese ale omenirii în domeniul prelu-

crării lemnului, fabricarea lamelelor subţiri din lemn. Cu 2000 de ani î.e.n., meşteşugarii Egiptu-

lui antic reuşeau producerea furnirului şi implicit a placajului şi intarsiilor. Următoarele gene-

raţii de tâmplari, datorită evoluţiei tehnicii, dar şi a gusturilor, reuşesc să taie lemnul în piese

foarte subţiri, cunoscut fiind deja principiul: prin reducerea grosimii, scade forţa acestuia atât la

umflare cât şi la contragere.

Paralel cu utilizarea lemnului ca material de construcţie, hârtia a fost un alt compozit datând

de la începuturile "industrializării" acestuia. Tot anticii egipteni au pus bazele apariţiei sale prin

fabricarea papirusului, în anul 105 e.n., chinezii au realizat prima hârtie din lemn în urma fierbe-

rii până la "dezintegrarea" părţii interioare a cojii de dud. Pasta rezultată era mărunţită, amesteca-

tă cu apă, "turnată" în forme şi apoi uscată ca foi fibroase. Cu toate acestea, numai în anul 1799,

în Franţa, a putut fi patentată prima maşină, care a produs industrial şi continuu hârtia.

Furnirele iniţial s-au confecţionat manual prin ferăstruire şi apoi mecanizat cu circulare şi

gatere speciale. Numai în anul 1818 a fost patentat primul derulor în vederea producerii furnire-

lor tehnice. Prima maşină de tăiat plan pentru realizarea furnirelor estetice a fost pusă in funcţiu-

ne în anul 1870. Aceste două invenţii: derulorul şi maşina de tăiat plan, cu modernizările şi evo-

luţiile tehnice corespunzătoare sunt folosite şi astăzi la fabricarea furnirelor. În anul 1934 au fost

perfecţionate sistemele de adezivi bazaţi pe răşini sintetice rezistente la apă, care au făcut posibi-

lă realizarea placajului de uz exterior.

Placajul şi panelul permit regăsirea structurii lemnului în plan şi o prelucrare asemănătoare

cu structurile din lemn masiv (fig.1.2).

Plăcile din așchii de lemn. Originea plăcilor din aşchii de lemn, tip PAL, se află în spaţiul

german. Prima menţionare despre realizarea unor asemenea plăci este făcută în anul 1887, când

Hubbard a realizat aşa-zisul "lemn artificial" din făină de lemn amestecată cu cleiuri albuminice

solidificate sub acţiunea temperaturii şi presiunii. Kramer obţine în anul 1809 un patent german

pentru metoda sa de încleiere plană a aşchiilor pe suport din ţesătură de in, pe care apoi le-a stra-

tificat şi încleiat, ca în cazul placajului, cu orientare perpendiculară alternativă. Watson (SUA)

pune la punct In anul 1905 o metodă de producere a unor placi din particule subţiri din lemn.

Page 11: compozite material examen.pdf

10

Acest patent stă la baza realizării plăcilor din aşchii late (eng. flake), care cunosc în ultimele de-

cenii pe teritoriul Americii de Nord o utilizare deosebită. Beckmann (Germania) propune, în anul

Figura 1.3: Plăci compozite din lemn: a - PAL extrudat, mulat, standard [Maloney]

b - Plăci din lemn standard, laminat, imprimat, fonoabsorbant [Siempelkamp.

Bison]

1918, o tehnică de fabricare a plăcilor stratificate cu miez din aşchii sau făină de lemn şi cu

feţe din furnire, predecesor al produsului cunoscut astăzi drept PAL furniruit sau placaj cu miez

din aşchii (eng. Com-Ply). Freudenberg (Germania) aminteşte în anul 1926 despre utilizarea to-

căturii fine de lemn încleiată cu adezivii atunci existenţi în vederea obţinerii unor plăci. Nevin

(SUA) recomanda în anul 1934, amestecarea făinii de lemn şi aşchiilor cu adezivi şi întărirea sub

Page 12: compozite material examen.pdf

11

acţiunea temperaturii pentru producerea de plăci. Antoni (Franţa) realiza, în acelaşi an, plăci re-

zultate dintr-o combinaţie între fibre, particule şi aşchii de lemn, încleiate cu răşini tip ureo- sau

fenol-formaldehidice. Samsonow (Franţa) recomanda, în anul 1935, utilizarea unor fâşii de furni-

re, dispuse în straturi cu orientare perpendiculară, rezultând plăci din aşchii structurate asemănă-

toare produselor actuale (eng. OSB). şi Satow (Japonia) obţine în anul 1935 un patent american

cu privire la fabricarea unor plăci din aşchii lungi de 75 mm (eng. strands), orientate care să mic-

şoreze deformaţiile. Roher (Germania) discuta în acelaşi an despre posibilităţile lipirii pe straturi-

le de miez din furnire a unor particule din lemn încleiate, într-o singură operaţie de presare.

Carson (SUA) pune în funcţiune în 1935 o linie de fabricaţie pentru producerea PAL. In 1936,

Loetscher (SUA) aducea prin patentul său referinţe interesante despre producerea PAL în regim

automat Chappuis (Elveţia) descrie, în anul 1937, producerea plăcilor din aşchii uscate prin apli-

carea unor răşini sub formă de pulbere tip bachelită. Un alt elveţian Phol prezenta, într-un patent

din anul 1936, posibilitatea utilizării unor fâşii de furnire lungi, care astăzi îşi găsesc utilizarea la

fabricarea structurilor materiale compozite portante (eng. LVL). În timpul celui de al 2-lea Răz-

boi mondial, când producţia de răşini sintetice a fost perfecţionată, s-au realizat şi primele încer-

cări pentru fabricarea industrială de PAL. Prima producţie de PAL s-a realizat în anul 1946 cu

utilaje tip Novopan, legate direct de numele Fahrni. Kreibaum (Germania) a produs între anii

1947-1949 primele plăci din aşchii extrudate, care îşi găsesc şi astăzi deplină utilizare în indus-

tria uşilor (fig.1.5). Utilizarea preselor etajate sau continue a fost următoarea etapă în dezvoltarea

tehnologiei de fabricare a PAL, care în scurt timp a cucerit şi păstrat supremaţia pe piaţa materia-

lelor compozite din lemn.

Domeniul plăcilor compozite ligno-celulozice a cunoscut începând cu anii 1950 o evoluţie

fără precedent Posibilitatea confecţionării aşchiilor şi fibrelor cu dimensiuni şi geometrii diversi-

ficate, utilizarea de noi tipuri de răşini sintetice, de tehnologii moderne şi utilaje specializate,

fiabile, parţial sau complet automatizate au creat baza necesară "exploziei" materialelor compo-

zite din lemn, care a determinat apariţia unei noi ere, nu numai a plăcilor, dar şi a altor produse

din lemn şi alte materiale.

1.3. Clasificarea materialelor compozite pe bază de lemn

În industria lemnului, în mod curent, se foloseşte termenul de "material compozit" pentru struc-

turi încleiate, clasificate, în următoarele grupe (fig.1.4) [Bodig]:

1. Produse din lemn masiv (materiale compozite naturale)

- necomprimat: cherestea, furnir, tocătura etc.;

- comprimat: plăci din lamele uni- sau triplustratificate etc.;

2. Produse din lemn modificat impregnat pentru prezervare, ignifugat, lemn impregnat cu răşini

sintetice, tratat chimic, iradiat;

3. Produse stratificate din lemn:

- grinzi presate paralel din: cherestea (GluLam), furnire (MicroLam, PSL), fâşii de furnire

paralele (Parallam, PSL), lemn subţire zdrobit şi încleiat (Scrimber);

- placaje presate perpendicular de uz general şi speciale, plăci aglomerate furniruite

(ComPly);

- armate cu inserţii; tip "sandwich", îmbinate prin legături mecanice;

4. Produse aglomerate din lemn:

- din aşchii: PAL, plăci speciale din aşchii (OSB, flake sau waferboard), grinzi din aşchii

lungi orientate (PSL);

- din fibre prin procedeul umed PAF (poros) şi PFL (dur);

- uscat cu densitate scăzută (LDF), medie (MDF) şi ridicată (HDF)

5. Produse din fibre de lemn: hârtie; ranforsate cu alte materiale (plastic).

Page 13: compozite material examen.pdf

12

Figura 1.4: Grinzi compozite stratificate din lemn cu secţiune şi geometrie variabilă

[Bodig]

Apariţia structurilor compozite din aşchii şi fibre de lemn s-a datorat unei cerinţe acute de mate-

rial lemnos cu proprietăţi fizico-mecanice superioare. Creşterea rapidă a cererilor de noi materia-

le pe bază de lemn, se datorează în primul rând nivelului ridicat al performanţelor impuse acesto-

ra (rezistenţe maxime, elasticitate, greutate redusă şi varietate dimensională), dar şi tendinţei de

economisire şi utilizare raţională a resurselor de masă lemnoase (tab.1.1.3).

Tabelul 1.1 Dimensiunile principalelor elemente pe bază de lemn din construcţia materialelor

compozite [Marra]

Tipul elementului din lemn Lungimea

mm Lăţimea

mm Grosimea

mm Materialul compozit

Cherestea 1,2-6,0 m 100-300 12-48 Grinzi şi arce

Furnir 1,2-2,4 m 100-1220 0,5-12 Placaj şi LVL

Aşchii pătrate groase (wafers) 25-75 25-75 0,6-1,3 Wafeboard

Aşchii pătrate subţiri (flakes) 12-75 12-75 0,3-0,6 Flakeboards

Aşchii lungi (strands) 12-75 4-25 0,3-0,6 OSB

Aşchii fine 6-75 0,1-0,6 0,1-0,6 PAL

Particule 1-12 0,1-1,3 0,1-1,3 PAL

Fascicule de fibre 1-25 0,1-0,5 0,1-0,5 PFL, MDF

Fibre 1-6 0,03-0,08 0,03-0,08 Hârtie

Celuloză şi lignină - Molecular - Mase plastice, filme,

etc.

Tabelul 1.2 Producţia de plăci compozite din lemn în Europa în perioada 1995 – 2000 [HZB‟01,

EPF‟01]

[milioane m2] 1995 1996 1997 1998 1999 2000

PAL 28,8 29,0 31,6 32,2 32,9 36,1

OSB 0,3 0,4 0,7 0,8 1,0 1,2

MDF 3,8 4,5 5,5 6,3 7,1 9,0

Page 14: compozite material examen.pdf

13

Placaj 2,4 2,5 2,6 2,6 2,9 3,0

PFL (umed) 1,7 1,7 1,6 1,7 1,7 1,7

TOTAL 37,0 38,1 42,0 43,6 45,6 51,0

Cherestea 117,8 113,3 116,1 120,3 121,1

Materialele compozite din lemn sub formă de plăci sunt structuri înlocuitoare produselor din

lemn masiv, calitativ superioare, dar mai ales produse care printr-o tehnologie de vârf implemen-

tată, ameliorează proprietăţile fizico-mecanice ale lemnului, iar defectele acestuia sunt diminuate

sau parţial eliminate.

Înglobarea lemnului în materialele compozite conduce la:

- omogenizarea structurii sale;

- uniformizarea caracteristicilor proprii ale principalelor direcţii de creştere;

- îmbunătăţirea calităţii suprafeţelor;

- controlul proprietăţilor fizico-mecanice;

- posibilitatea proiectării produselor în funcţie de destinaţia finală a acestora.

1.4. Tipuri de materiale compozite pe bază de lemn

I. Produsele din lemn masiv - considerate a fi printre primele materiale compozite natu-

rale se regăsesc in piese de diverse forme şi dimensiuni. Tehnologia de fabricaţie, tipurile şi

clasificarea acestora constituie obiectul altor discipline şi lucrări de specialitate [Bularca,

Ene, Kollman. Lugojanu, Popa, Râmbu. Sburlan etc.].

II. Produsele din lemn modificat - constituie un domeniu distinct, interdisciplinar, com-

plementar între studiul, tehnologia şi chimia lemnului, dar şi al polimerilor, chimiei industria-

le etc. Produsele din lemn modificat se caracterizează prin: stabilitate dimensională ridicată,

rezistenţă la atac bio-foto-chimic, durabilitate mărită la agenţi mecanici şi termici etc., pro-

prietăţi care le conferă o plajă largă de utilizări. Atât în ţară cât şi în străinătate exista centre

de cercetare, care au ca obiectiv al investigaţiilor lemnul modificat [Enescu, Lazniczack. Mi-

hai, Petrovici, Rowel. Timar, Wegener, Youngquist, etc.].

În categoria lemnului modificat se pot încadra o multitudine de materiale la baza cărora stau

operații ca:

* Impregnarea în scopul prezervării a fost determinată de distrugerile rapide provocate în

anumite condiţii de către ciuperci, insecte etc. Prin impregnarea cu soluţie pe bază de creozot,

pentaclorfenol şi de polimeri solubili în apă, se prelungeşte durata de viaţă a lemnului în structuri

portante ca: traverse, stâlpi, ambarcaţiuni etc. Metodele şi procedeele de tratament sunt diverse:

prin pensulare, imersie, aplicare sub presiune şi temperatură sau vid şi de regulă prin impregnare

se realizează o fixare a substanţei în structura lemnului şi nu o reacţie chimică cu constituenţii

acesteia.

* Ignifugarea pentru a reduce inflamabilitatea (combustibilitatea) sporită a produselor din

lemn cu dimensiuni reduse impune tratarea acestora cu substanţe chimice ignifuge, urmând ace-

leaşi metode ca la impregnare, însă cu alte tipuri de substanţe (arseniat de cupru, de crom, cromat

de cupru etc.).

* Impregnarea cu răşini sintetice se realizează prin introducerea în structură a monomeri-

lor cu dimensiuni reduse (metilmetacrilat, stirol, epoxizi) până la nivelul membranei celulare, iar

apoi catalizarea reacţiei de polimerizare se asigură prin încălzirea structurii la diferite temperaturi

prin: convecţie, CIF, microunde şi iradiere. Produsele realizate prin această metodă se comercia-

lizează sub denumirea de impreg. Pentru a mări gradul de impregnare în timpul procesului se

poate realiza o comprimare a pieselor de lemn în direcţie paralelă cu fibrele, rezultând astfel o

densificare şi durificare a produselor, denumite compreg. Impregnarea cu răşini sintetice deter-

mină o creştere pronunţată a stabilităţii dimensionale a lemnului, dar simultan generează o uzură

rapidă a sculelor datorită abrazivităţii şi durităţii ridicate.

Page 15: compozite material examen.pdf

14

* Tratarea chimică cu diferite substanţe (soluţii amoniacale) se caracterizează prin propri-

etăţi fizice direct dependente de natura şi cantitatea acestora, dar şi condiţiile de tratare. Defibra-

rea lemnului tratat chimic este efectul caracteristic al acestui procedeu, contrar acetilării prin care

se produce "blocarea" grupărilor OH ale celulozei şi astfel reducerea higroscopicităţii.

* Iradierea cu raze gama la un nivel relativ scăzut realizează o modificare a legăturilor

dintre constituenţii structurali şi chimici ai lemnului, conferindu-i acestuia o mai mare stabilitate

dimensională.

Dacă lemnul "modificat" prezintă, în funcţie de tratamentul la care este supus, o serie de

avantaje amintite anterior, există totuşi o serie de inconveniente cu privire la: degradarea structu-

rii naturale, coroziunea, toxicitatea accentuată ş nu in ultimul rând echipamente speciale şi cos-

turi ridicate.

III. Produsele stratificate din lemn prezintă o diversitate tipo-dimensională foarte mare

precum şi o pondere diferită în utilizările industriale.

A. Produse stratificate din elemente cu fibrele orientate paralel sunt prezente în aplicaţiile

industriale prin structurile:

- Grinzi stratificate din cherestea încleiată, Glue Laminated Timber (GLT) denumite co-

mercial şi Glulam au fost concepute şi fabricate pentru prima data în Elveţia (1893). Acestea sunt

realizate din lamele de aceeaşi grosime îmbinate pe lungime şi lăţime prin încleiere. Avantajul

major al acestor structuri compozite este creşterea rezistenţei şi rigidităţii, fapt ce permite realiza-

rea de structuri cu deschideri mari şi capacităţi portante mărite (fig.1.5 A).

Fig.1.5: Grinzi compozite stratificate: A - din cherestea: a - cap la cap drept; b - în dinţi: c -

cap la cap înclinat Glulam [Schniewind]; B - din furnire şi fâșii: a - LVL: b - Parallam: c -

Com–Ply: d - grinda I; e - îmbinarea Parallam cu şuruburi; f - diverse aplicaţii Parallam

[Truss Joist MacMillan Blodel]

Page 16: compozite material examen.pdf

15

- Grinzi stratificate din furnire încleiate, Laminated Veneer Lumber (LVL) au fost reali-

zate imediat după fabricarea industrială a răşinilor sintetice (1940), având prima utilizare în in-

dustria aeronautică, iar din 1970 își găsesc o largă aplicare în construcţii, în componentele grinzi-

lor cu zăbrele, în special pentru elementele supuse la întindere. Sunt realizate din foi de furnire

având aceeaşi orientare a fibrelor, încleiate cu adezivi fenolici după o tehnologie similară celei

de fabricare a placajului sau mai modern în prese continue cu încălzire în curenţi de înaltă frec-

venţă în special pentru piesele cu grosimi mari (fig.1.5 B). Din acest motiv, produsul este denu-

mit în limbajul comercial internaţional şi Parallel Laminated Veneer (PLV), adică grinzi stratifi-

cate din furnire încleiate paralel. Grinzile stratificate din furnire încleiate (LVL) se caracterizează

prin rezistenţe şi rigidităţi performante şi costuri de producţie reduse, datorită valorificării supe-

rioare a materiei prime inferioare, găsind o largă utilizare în construcţii la realizarea grinzilor I

sau cu zăbrele din structura portantă a acoperişurilor, podurilor şi mijloacelor de transport. De

asemenea LVL este folosit în structurile din medii agresive (umiditate, temperatură, substanţe

chimice ele.) şi se realizează din furnire impregnate în prealabil cu substanţe de protecţie (igni-

fuge, fungicide, hidrofuge etc.), încleiate cu răşini speciale pe bază de melamină, rezorcină sau

izocianați şi protejate In final cu diferite pelicule.

- Grinzi din fâşii de furnire încleiate, Parallel Strand Lumber (PSL). Acest produs este o

realizare relativ recentă din SUA (1990), cunoscută sub denumirea comercială consacrată

Parallam. Se obţin din fâşii de furnire orientate paralel, rezultate ca resturi la fabricarea furnirelor

estetice şi tehnice (12 x 2500 mm), încleiate cu adezivi fenolici şi presate la cald continuu (fig.

1.5). Valorile performante permit utilizarea acestui material la fabricarea structurilor mecanice

puternic solicitate (grinzi, stâlpi etc.).

- Grinzi din fâşii de furnire încleiate, PSL 300 sunt tot o realizare recentă americană, ca-

re se fabrică analog, cu deosebirea că se utilizează fâşii de furnire cu dimensiuni reduse (0,8 x 25

x 300 mm), încleiate cu adeziv de tip izocianat. Problemele ridicate la presarea pachetului de

furnire cu dimensiuni mari au fost soluţionate prin folosirea procedeului de presare cu injecţie de

abur. Acest sistem de presare a permis totodată obţinerea unor structuri cu dimensiuni notabile

(25-145 mm x 2,4 x 10.7 m), în condiţii economice avantajoase.

- Scrimber este un nou produs stratificat realizat în 1980 în Australia prin încleierea mate-

rialului rezultat din zdrobirea între role a buştenilor şi crăcilor foarte subţiri. Iniţial, elementele

rezultate sunt uscate, apoi încleiate şi aşezate în forme, iar în final consolidate prin presare la

cald. Varianta japoneză recent lansată pe piaţă poartă denumirea comercială de Zephyr. Aceste

produse se utilizează ca material de construcţii cu proprietăţi termoizolante şi fonoabsorbante.

B. Produse stratificate din elemente orientate perpendicular cuprind:

- ca element reprezentativ placajul cu îndelungata sa istorie ca material compozit pe bază de

lemn (fig.1.5 A). Diversitatea structurală şi tipo-dimensională, speciile lemnoase, răşinile şi

celelalte materiale ce pot face parte din structura acestuia sunt prezentate detaliat într-o serie

de lucrări de prestigiu din domeniu [Boldwin, Istrate, Kollman, Mitişor, Seller etc.]. La nivel

mondial se constată surprinzător o scădere semnificativă a producţiei de placaje de la 48 %

din producţia totală de plăci în 1970 la 40 % în anul 1993 şi în anul 2000 cu o pondere de

numai 31 % (tab. 1.1.3 şi 1.1.4).

- Lemnul stratificat-densificat (LSD) este un produs realizat, după o tehnologie asemănătoa-

re placajului, din furnire de foioase tari sau esenţe exotice cu grosimi încleiate cu răşini feno-

lici (pulberi şi filme), realizat la presiuni şi temperaturi înalte, atingându-se astfel densităţi de

1,3-1,4 g/cm3 şi grosimi de 4-100 mm. Acest produs se caracterizează prin rezistenţe mari la

tracţiune, compresiune, încovoiere şi stabilitate dimensională într-un câmp larg de tempera-

turi. De asemenea LSD prezintă rezistenţă la coroziune şi substanţe chimice, caracteristici ca

autoungerea, duritatea şi rezistenţa la uzură, izolare termică, electrică. Domeniile ele utilizare

Page 17: compozite material examen.pdf

16

ale LSD se regăsesc în industria modelăriei, constructoare de maşini, turnătoriei, alimentară,

transporturi, etc. (fig. 1.6 A).

C. Plăci şi grinzi cu feţe din furnire şi miez din aşchii orientate uni- sau multistratificate (Com-Ply). Aceste produse au aparul in anul 1970 şi in funcţie de destinaţie pot fi concepute

ca plăci sau grinzi. Plăcile au câte un singur strat de furnir dispus pe ambele feţe ale unui

miez realizat din aşchii orientale dispuse perpendicular pe direcţia fibrelor lemnului (furniru-

lui) (fig.1.6 B). Grinzile care necesita performanțe superioare, au feţele realizate din mai

multe straturi de furnire sau placaje cu fibrele orientale paralel cu axa grinzii, iar structura

miezului poale fi uni- sau multistrat din aşchii speciale (flakes). Domeniul de utilizare al

acestor materiale este în construcţii, la fabricarea panourilor şi grinzilor orizontale supuse ac-

ţiunii unor sarcini normale pe suprafaţă.

Figura 1.6: A - Placaje şi produse din lemn stratificat-densificat [OBO]; B - Com–

Ply: placă cu miez din aşchii orientate şi feţe din furnire [Maloney]

D. Structuri armate cu inserţii sunt realizate în general din mai multe straturi de furnir, fibre

sau aşchii între care se introduc inserţii sub formă de ţesături, fire, fibre, reţele, folii şi foi din

diferite materiale (metale, mase plastice, materiale organice şi anorganice). Avantajele ce re-

zultă în urma armării constau în creşterea rezistenţei la încovoiere, a rigidităţii, stabilităţii

uni- sau bidimensionale, în condiţiile menţinerii sau scăderii greutăţii. Pot apare însă o serie

de inconveniente ca:

- incompatibilitatea între materialele structurii, care generează fenomenul de delaminare;

- prelucrabilitatea dificilă şi implicit uzura rapidă a sculelor;

- îngreunarea reciclabilităţii produsului.

Datorită costurilor relativ ridicate aceste structuri îşi găsesc aplicabilitate numai în domeniile

de vârf: construcţii aero-spaţiale, industria transporturilor şi electrotehnică.

E. Produse stratificate din lemn tip "sandwich" se regăsesc încă din secolul al XIX-lea sub

forma panelului, structura alcătuită din miez discontinuu sau continuu realizat din şipci para-

lele, încleiate între ele pe canturi şi acoperite cu feţe din furnire groase sau placaje. Structuri-

le de tip "sandwich", cunoscute şi sub denumirea de plăci celulare suni realizate din miez şi

două feţe cu sau fără rame. Miezul poate fi realizat din diferite materiale cu densitate redusă,

covoare din aşchii sau fibre, fagure de hârtie, spume poliuretanice etc., având atât rolul de a

menţine grosimea constantă între feţe, dar şi funcţii fonoabsorbante, termoizolante, hidrofu-

Page 18: compozite material examen.pdf

17

ge, antiradiaţie şi siguranţă (fig. 1.3). Feţele pot fi realizate din foi de furnir, placaje, PAL,

MDF şi alte plăci subţiri din lemn, foi metalice, plastice etc. Feţele asigură rezistenţa şi rigi-

ditatea structurii şi protejează produsul la acţiunea agenţilor mecanici, termici şi de mediu.

Structurile de tip "sandwich" cunosc o gamă largă de întrebuinţări în construcţia mobilierului

de diferite destinaţii şi în construcţia planşeelor, panourilor, podelelor, în industria transpor-

turilor, industria alimentară, ambalaje, etc. (fig. 1.7)

F. Plăcile lamelare stratificate sunt un produs compozit nou apărut datorită perfecţionării

tehnolologiei de debitare-spintecare, îmbinare, încleiere care tinde să înlocuiască plăcile din

lemn masiv şi panelul, datorită costurilor scăzute, designului plăcut, dar mai ales prelucrabili-

tăţii superioare.

G. Produse stratificate din lemn îmbinate prin legături mecanice se realizează diferenţiat în

funcţie de tipul laminatului, destinaţia acestuia şi performanţele proiectate. Tipul îmbinării

mecanice cu cuie, bolţuri, şuruburi, agrafe etc. este impus de rezultatele analizei capacităţii

portante, forma şi natura materialelor componente şi designul dorit. Cele mai frecvent întâlni-

te structuri compozite cu elemente de îmbinare mecanice, sunt cele din construcţii sub formă

de grinzi, panouri, stâlpi, pereţi etc. Un tip de grindă deseori utilizată în lume este întâlnit şi

sub denumirea comercială Steelam, realizată din cherestea îmbinată şi armată cu benzi meta-

lice zimţate.

Figura 1.7: Structuri compozite sub formă de placă tip “Sandwich” cu miezul din: 1

- talaș; 2 - șipci; 3 - fagure hârtie; 4 - carton ondulat; 5 - spume poliuretanice; 6 -

stiropor; 7 - balsa; 8 - tuburi; 9- PAL; 10 - Panel; 11 - rame; 12 - ramă și fagure

hârtie; 13 - grindă chesonată [Holz-Lexikon]

IV. Produse aglomerate din aşchii de lemn constituie categoria de materiale compozite

din lemn cu cea mai mare pondere din producţia industrială la nivel mondial. Există două ti-

puri distincte de astfel de produse, pe bază de aşchii şi pe bază de fibre din lemn.

- Produsele aglomerate din aşchii de lemn, cunoscute generic sub denumirea de PAL,

ocupă peste 40 % din producţia mondială de plăci compozite din lemn, cu tendinţe de creştere în

cazul plăcilor speciale tip OSB (fig.1.7 şi tab. 1.8). Prezentarea utilajelor, tehnologiilor şi a pre-

lucrării materiei prime precum şi a proprietăţilor şi domeniilor de utilizare a plăcilor lip PAL este

Page 19: compozite material examen.pdf

18

realizată în detaliu într-o serie de lucrări fundamentale [Bularca, Deppe, Istrate, Klaudilz,

Kollmann, Malloney, Marra, Mitişor, Râmbu, Schniewind]. În evoluţia PAL, o etapă nouă o con-

stituie apariţia structurilor de tip: OSB, "Waferboard" şi "Flakeboard", caracterizate prin aşchii

rectangulare cu geometrie şi dimensiuni special definite şi individualizate, cu sau fără orientare

structurală.

- Plăcile din aşchii lungi orientate, Oriented Strands Board (OSB) şi-au găsit utilizarea în

SUA, ca înlocuitor al placajului. Aşchiile ce intră în structura acestor plăci se obţin din buşteni

de foioase moi sau de răşinoase, prin aşchiere tangenţială în aşchietoare centrifugale sau cu disc

Dimensiunile optime ale aşchiilor lungi (strands) sunt: lungimea 20-60 mm, lăţimea 10-25 mm şi

grosimea 0,3-0,6 mm. Structurile OSB tristratificate au miezul format din aşchii cu dimensiuni

reduse şi feţele din aşchii lungi dreptunghiulare, orientate paralel cu axa longitudinală a plăcii

(fig.1.8). Volumul mare al producţiei mondiale de plăci OSB, în 1999 aproximativ 19,0 milioane

m3 (capacitatea de cca. 22,0 milioane m

3 în anul 2000) se datorează domeniului de utilizare al

acestora, cu predilecție în construcţii (pereţi exteriori-interiori, tavane, duşumele, scări, elemente

în grinzile stratificate etc.) şi a impus apariţia unor norme specializate, distincte celor pentru PAL

sau placaje (EN 300, A 208.1-1979 şi CAN 3-04314.0/1985).

Figura 1.8: Structura şi utilizarea plăcilor OSB [USFPL. Siempelkamp]

- Plăci din aşchii de lemn rectangulare subţiri, Flakeboard se diferenţiază de plăcile

OSB prin forma şi mărimea aşchiilor. Raportul dintre lăţimea şl lungimea aşchiilor este de 1:1

până la 2:1, iar grosimea aşchiilor denumite "flakes" este mai mică decât a furnirelor uzuale (sub

1 mm).

- Plăci din așchii de lemn rectangulare groase, Waferboard sunt asemănătoare ca struc-

tură plăcilor de tip "Flakeboard". Deosebirea constă în forma aşchiilor care sunt pătrate cu latura

de 30 - 70 mm şi grosimi mari de peste 1 mm. Comparativ cu OSB, acest tip de plăci se caracte-

rizează prin valori mai reduse ale rezistenţelor. Faţă de placaj însă, gradul de utilizare al materiei

prime în cazul acestor plăci este net superior. Domeniile de utilizare se suprapun cu cele ale pla-

cajului de exterior, respectiv în construcţii.

- Grinzi din aşchii lungi orientate, Oriented Strand Lumber (OSL), se fabrică cu acelaşi

tip de materie primă şi tehnologie ca OSB, diferenţiindu-se numai forma produsului final tip

Page 20: compozite material examen.pdf

19

grindă şi orientarea paralelă a tuturor aşchiilor pe direcţia axei acesteia. Utilizarea principală a

acestor produse este sub formă de grinzi în structura portantă a acoperişurilor.

V. Produse aglomerate din fibre de lemn , cunoscute generic prin prescurtări ca PFL/

MDF/HDF, pe plan mondial ocupă locul al 3-lea după PAL şi placaje, în Europa s-au produs

în anul 1995 cca. 3,8 milioane m3, iar în anul 2000 peste 9,0 milioane m

3 (tab. 1.3). Plăcile

din fibre de lemn sunt prezentate detaliat ca tehnologie şi proprietăţi în lucrări de referinţă

(Barbu, Bularca, Deppe, Istrate, Kollmann, Malloney, Marra, Mitişor, Schniewind, Soine].

Tabelul 1.3. Producţia mondială de plăci compozite din lemn [FAO, HZB, Siemplekamp „01]

Tip placă

[milion m3]

1996 1997 1998 1999

Mondial Mondial Mondial Mondial Europa N-America Asia

PAL 54 56,3 56,2 58,6 32,9 11,1 7,2

OSB 13,5 15,7 17,3 18,8 1,0 17,8 0

MDF 9,7 11,7 12,9 15 7,1 3,9 4,0

Placaj 54,7 53,9 51,8 50,9 2,9 17,8 24,1

PFL (umed) 7,1 7,6 7,6 7,7 1,7 ? ?

TOTAL 139 145,2 145,8 151 45,6 50,6 35,3

* Produse aglomerate din fibre şi aşchii de lemn iniţial cercetate şi realizate la scară pilot

între anii 1970-1980 au fost realizate pentru prima dată la nivel industrial în 1999 în Portugalia.

Echipamentul industrial permite producerea cu ajutorul aceleaşi prese continue atât a PAL (1.400

m3/zi) sau MDF (600 m

3/zi) sau noul produs superPan sub formă de placă cu miez din aşchii şi

feţe din fibre (1-2 mm) [Jomar/MDF„99]. Avantajul acestui nou tip de placă este posibilitatea

finisării directe a suprafeţelor, densitatea redusă, consum de adeziv scăzut în condiţiile unei ca-

pacităţi de mulare superioare.

Figura 1.9: Produse mulate din furnire, aşchii şi fibre din lemn [Marra, Holz-

Lexikon]

Page 21: compozite material examen.pdf

20

* Produse aglomerate mulate din fibre şi aşchii de lemn. Spre deosebire de procedeele

clasice de realizare a structurilor din lemn, caracterizate prin forme de bază: rame, panouri, cutii

etc., prin procedeul de mulare se poate realiza o gamă impresionantă de forme. Obţinerea produ-

selor de configuraţie complexă, caracterizate de suprafeţe plane şi curbe, se poate realiza cu con-

sum sporit de energie şi manoperă prin modificarea formei geometrice naturale a lemnului.

O altă cale mult mai facilă din punct de vedere a manoperei, al consumului de materiale şi

energie, care permite realizarea unor forme de mare complexitate, o constituie mularea lemnului

de mici dimensiuni, sub formă de furnire, aşchii, fibre sau făină. O dată cu scăderea dimensiuni-

lor lemnului creşte gradul de omogenitate, respectiv izotropia şi implicit se îmbunătățește capaci-

tatea de mulare. În cazul furnirelor, raza minimă de curbură este direct dependentă de grosimea

acestora, iar menţinerea formei finale se realizează cu un consum adecvat de adeziv. În mod si-

milar, pentru produsele mulate din aşchii şi fibre, cu configuraţii complexe, sunt necesare canti-

tăţi mai mari de răşini care, sub acţiunea presiunii şi temperaturii ridicate, consolidează structura

in forma dorită (fig. 1.9).

În cazul plăcilor mulate din fibre de lemn există tehnologii specializate, Lignotock şi

Presstock, bazate pe încleierea fibrelor în cadrul procedeului uscat cu răşini termo- şi duroplaste,

transportul sub forma unor covoare decupate, prepresate la rece şi presarea la cald cu răcire sub

presiune în prese având platanele sub forma dorită [Nicolay - Weyerhaeuser].

Ideal este ca lemnul divizat la dimensiuni foarte reduse să fie supus unor tratamente fizico-

chimice prin care să se activeze şi constituenţii săi chimici de bază (lignină), care să realizeze

adeziunea necesară menţinerii formei complexe impuse prin mulare. Dale referitoare la procesul

de mulare se regăsesc în lucrările de specialitate (Bodig, Mana, Mitişor, Petrican, Lambert].

VI. Materiale compozite din fibre de lemn sunt reprezentate şi de hârtie şi structurile

rezultate din amestec cu plasticul.

* Hârtia se obţine din fibre lemnoase individuale, în mănunchiuri sau fragmente uniformi-

zate la aceeaşi lungime, rezultate în urma defibrării chimice, termo-chimice şi/sau mecanice.

* Materiale din fibre de lemn ranforsate cu plastic, reprezintă pe plan mondial un do-

meniu relativ nou al cercetărilor. Se pot realiza combinaţii între lemn sub formă de aşchii fine,

fibre şi particule, pe de o parte şi mase plastice de tip polietilenă (PE), polipropilenă (PP) ş.a., pe

de altă parte, în diferite stări de agregare şi forme (solid ca pulberi sau fibre şi lichid), folosind

tehnologii cunoscute în industria maselor plastice (injecţie, extrudare). Exemple concrete sunt

prezentate în lucrări reprezentative [Bodig, Marra, Rowell, Schniewind, Youngquist etc.].

* Materialele compozite din făină de lemn rezultă în urma amestecului intim cu polime-

rii, ca un material omogen. Cercetări intense întreprinse în Japonia şi SUA încearcă polimeriza-

rea peretelui celular în aşa fel încât legăturile la nivel molecular să devină stabile şi rezistente

[Youngquist].

Prezentarea comparativă a principalelor plăci compozite din lemn din punct de vedere al ti-

pului de materie primă utilizată al procesului de fabricaţie şi greutăţii specifice este redată suges-

tiv în figura 1.10.

Page 22: compozite material examen.pdf

21

Figura 1.10: Clasificarea plăcilor compozite din lemn [Suchsland]

Page 23: compozite material examen.pdf

22

II. LISTA PRODUSELOR EXISTENTE IN DOMENIUL „PLĂCI”

Producție – Investiții – Caracteristici

2.1. PRODUSE SIMPLE SI COMERCIALIZABILE Este vorba despre produse din lemn obținute prin maxim două operații:

- operație de tăiere.

- operație de uscare

(Procesul de fabricație poate implica și o operație de finisare dar care nu este indispensabilă).

Acest tip de produse poate fi comercializat în stare neprelucrată, fiind produse semifinite.

În grupa acestor produse vom descoperi mai ales produse de tipul furnirelor dar și a lamelelor

pentru ambalaje sau alte utilizări. Din grupa acestor produse menționăm furnirele.

2.1.1 Furnire obținute prin derulare: furnire tehnice Furnirele tehnice (eng. , fr. placage) sunt în principal destinate fabricării placajelor dar

și panelurilor, elementelor (lamelelor de ambalaje diverse) etc..

2.1.2. Furnire obținute prin tăiere plană (decupare): furnire estetice Furnirele estetice (eng. , fr. ) sunt considerate produse decorative. Principala lor utilizare

va fi acoperirea (placarea) produselor din lemn reconstituit, panel, plăcile din așchii, din fibre de

exemplu.

2.1.3. Producția Producția de furnire se realizează fie prin debitare (eng. , fr. sciage), fie prin derulare

(eng. peeling, fr. déroulage), fie prin decupare (eng. , fr. tranchage): tăiere plană, derulare excen-

trică sau conică.

Debitarea (tăierea în lung cu fierăstrăul) este metoda cea mai veche, asemănătoare celei

prin care se obține cheresteaua, și nu mai este practicată la nivel industrial actualmente.

Derularea, la fel ca și tăierea plană (decuparea) sunt operații de prelucrare primară a lem-

nului din grupa celor fără producere de așchii. Produsul rezultat prin tăiere este produsul semifi-

nit, furnirul.

În cazul derulării centrice, mașina unealtă utilizată este mașina de derulat (derulorul, eng.

, fr. dérouleuse) iar produsul rezultat este furnirul tehnic utilizat în principal la producerea placa-

jelor așa cum s-a mai arătat. Piesa de lemn rotund (butucul) este așezată centrat între două grife

și antrenată într-o mișcare de rotație de către acestea. Un cuțit de mari dimensiuni, la contactul cu

butucul, desprinde lemnul sub formă de așchii plane late – foile de furnir. Operațiunea de derula-

re este continuă și se aplică atâta vreme cât butucul rămas permite (dimensional sau calitativ

vorbind) sau, din punct de vedere mecanic, cât mai este posibil să se extragă furnirul (limitări

impuse de către ansamblul cuțit-contracuțit și de dimensiunea grifelor).

Operațiunea de derulare este relativ simplă necesitând din partea muncitorului ce acțio-

nează mașina unealtă (derulorul) o bună cunoaștere a mașinii, a caracteristicilor calitative ale

lemnului prelucrat și a produselor rezultate (furnirele tehnice).

Astăzi deruloarele pentru furnire tehnice sunt mașini-unelte tot mai sofisticate. Parametrii

de tăiere ai operațiunii de derulare propriu-zise cum ar fi: viteza de rotație a butucului, poziționa-

rea cuțitului plan și a barei de presiune și nu numai sunt controlate de către un calculator.

O operațiune extrem de importantă la derulaj este centrarea butucului. Inițial, centrarea se

executa manual, astăzi însă sisteme informatizate permit optimizarea centrării (pe cale optică,

mecanică sau mixtă), poziționarea ideală a butucului și, astfel, optimizarea randamentului (ma-

ximizarea volumului util) realizând și o reducere substanțială a timpilor utilizați pentru realizarea

operației.

În cazul tăierii plane (decupării) realizată în vederea obținerii furnirelor estetice, mașina-

unealtă întrebuințată efectuează tăieturi succesive, executate fie după traiectorii rectilinii fie cur-

Page 24: compozite material examen.pdf

23

be. Piesa de lemn rezultată prin fasonare (sub formă de butuc, prismă, sfert ș. a.) este fie fixă, fie

mobilă, în funcție de tipul de mașină unealtă utilizat. La mașinile de decupat mai vechi, piesa de

lemn este fixă, mișcându-se doar ansamblul de tăiere. La mașinile moderne, ansamblul de tăiere

este fix, mișcându-se piesa de lemn. În raport cu orientarea mișcării, se pot recunoaște mașini de

decupat orizontale și respectiv, verticale.

Operațiunea de decupare este și ea simplă, fiind o operațiune de tăiere plană sau curbili-

nie. Ea necesită din partea operatorului de la mașina-unealtă o foarte bună cunoaștere a calității

lemnului și a performanțelor tehnice ale mașinii atât pentru efectuarea reglajelor (mai ales în

cazul mașinilor de decupat orizontale unde reglajul se face pe orb de ex.). Este obligatoriu să se

obțină furnire cu calități decorative (estetică deosebită), dar și cu grosime constantă și o anume

calitate a suprafeței, lemnul destinat producerii de furnire estetice fiind lemn prețios, cu o valoare

comercială importantă.

Furnirele astfel obținute sunt uscate fie în curent de aer, fie în uscătoare cu bandă, fie cu

rulouri. Agentul termic și de uscare este aerul cald încălzit la o temperatură relativ ridicată (150–

200o C) iar grosimea furnirului de uscat fiind mică, timpul de uscare este scurt iar productivitatea

destul de bună.

Pentru esențele cu lemn fragil și valoros (ce produc în general furnire estetice, obținute

prin decupare), a fost dezvoltată o tehnologie de uscare cu benzi grele, jucând rolul de „fier de

călcat”, sistemul permițând uscarea furnirelor cu păstrarea formei plane.

După operațiunea de uscare, furnirele sunt sortate (triate), unele putând fi reparate sau

îmbinate sau lipite.

2.1.4. Principalii fabricanți de mașini-unelte: deruloare sau pentru tăiere plană (decupare)

Pentru deruloare sau decupatoare se pot cita următorii fabricanți:

- Raute, societate finlandeză, cunoscută în întreaga lume. Ei sunt specialiști în fabrica-

rea deruloarelor pentru piese de lemn de mici dimensiuni. Realizează atât mașini de

derulare cât și uscătoare pentru furnire;

- Coe, societate americană, specialistă în deruloare, fabricantă de asemenea de mașini

de derulare și de uscătoare;

- Angelo Cremona & Figlio, societate italiană, producătoare de deruloare, mașini de tă-

iere plană (decupare) și uscătoare pentru furnire;

- Colombo Cremona, societate italiană deasemenea, constructoare de mașini pentru tă-

iere plană, de mașini de derulare și uscătoare;

- Babcock–BSH, societate germană, constructoare de mașini de tăiere plană, de deru-

loare și uscătoare.

- Marunaka Tekkosho Inc., societate japoneză, constructoare a unui tip special de ma-

șini de tăiere plană în care furnirul este tăiat în sensul lungimii piesei.

Această listă nu este exhaustivă; există și alți fabricanți precum Keller în Germania,

Fezzer în Brazilia sau alți fabricanți locali mai puțin cunoscuți.

2.1.5 Investițiile Pentru producția de furnire tehnice (obținute prin derulare) sau estetice – rezultate prin tă-

iere plană, se proiectează un flux tehnologic ce presupune următoarele operații:

- pregătirea și depozitarea lemnului cu operațiile următoare: cojire, secționare, tratare

termică (etuvare) cu utilajele și instalațiile corespunzătoare: pentru coajă, cojitor; pen-

tru tăiere, ferăstrău circular sau cu lanț pentru retezarea-secționarea buștenilor și cir-

cular sau panglică pentru fasonarea butucilor;

- fabricarea propriu-zisă cu operațiile: alimentarea mașinii, și mșinile unelte de fabri-

cație: derulorul cu dispozitivul de centrare sau mașina de tăiere plană, toate însoțite de

Page 25: compozite material examen.pdf

24

sistemele de colectare, evacuare, transport și depozitare a deșeurilor (care pot repre-

zenta pana la 50% din volum) reprezentate de sisteme de benzi transportoare în gene-

ral;

- finisarea: operații de sortare și reparare, magazia de stocare, masicoti, instalație de

ambalare.

Valoarea totală a investițiilor depinde de volumul proiectat al producției. Pentru o pro-

ducție mai mică, aceasta se va situa în jurul sumei de 2,8 milioane USD, la o capacitate de prelu-

crare de 3000 m3 buștean pe an; aproximativ 6,3 milioane USD pentru o întreprindere de cu un

consum de 17500 m3 pe an; 4,7 milioane USD, pentru o unitate de derulare ce consumă 90000

m3 pe an.

2.2. PRODUSE OBȚINUTE PRIN RECONSTITUIRE

2.2.1 Reconstituirea din elemente de lemn de dimensiuni mari (furnire, șipci) Aceste materiale sunt în general obținute printr-un ciclu de 5 operații:

- operația de debitare, eventual derulare (pentru obținerea lamelelor, furnirelor);

- operația de uscare a elementelor constitutive;

- operația de încleiere (aplicare a adezivului);

- operația de presare;

- operația de finisare (operația de finisare este obligatorie, ea se realizează în prin-

cipal printr-o operație de șlefuire – calibrarea, și de tăiere la dimensiuni –

formatizarea, putând să comporte de asemenea și operații de reparare).

Materialele compozite obținute prin acest tip de reconstituire sunt în ansamblu produse

(semifabricate) având proprietăți mecanice deosebite. Pentru unele dintre acestea, proprietățile de

rezistență mecanică medii pot fi superioare celor ale lemnului masiv din care provin.

Procesul lor de fabricare poate fi continuu sau discontinuu (ciclic). Vom regăsi printre

acestea următoarele tipuri de produse:

2.2.1.1 Lemn masiv reconstituit (plăci sau grinzi LMR) Produsele cunoscute sub denumirea de lemn masiv reconstituit (eng. , fr. bois massif

reconstitué) reprezintă o alternativă la lemnul masiv și sunt alcătuite din lamele de lemn de gro-

sime superioară celor utilizate pentru fabricarea lemnului lamelat încleiat (vezi mai jos), obținute

prin tăiere (spintecare) pornind de la piese de lemn de mici dimensiuni sau de la rămășițe rezulta-

te în urma fabricării cherestelei de exemplu, și lipite cu adezivi pe lungime (paralel cu fibra) du-

pă uscarea și prelucrarea prealabilă. Lamelele ce le compun au secțiuni diferite, în funcție de

destinația finală a plăcii și au lungimi variabile de asemenea, în funcție de lungimea pieselor de

lemn disponibile. Pentru a realiza prelungirea lamelelor în scopul obținerii unor panouri sau

grinzi de lungimi mai mari poate fi practicată îmbinarea în dinți, cu teșitură, cap la cap (sau alt

tip).

Au o mare stabilitate dimensională, nu prezintă crăpături inestetice și au contragere redu-

să după punerea în operă. Producătorul francez Cosylva realizează Cosylam, un produs sub for-

mă de grinzi utilizat în construcții de locuințe și șarpante pentru: grinzi, stâlpi, căpriori, contra-

vântuiri ș. a..

Tipurile de adezivi utilizate sunt alese în funcție de domeniul (clasa) de întrebuințare a

produsului astfel obținut. Pentru utilizarea la exterior sub acțiunea intemperiilor sau în locuri cu

risc crescut de expunere la umiditate (pereți exteriori, săli cu apă – băi, piscine), se vor utiliza

adezivi de tipul rezorcină, MUF sau vinilice ranforsate; pentru alte întrebuințări (mobilier, uzaj

intern exceptând elemente ale structurii, închideri uscate), se vor utiliza adezivi de tipul uree-

formol sau vinilici.

Page 26: compozite material examen.pdf

25

2.2.1.2 Lemn lamelat încleiat Inventat în 1906 de către Otto Hetzer, dulgher din Weimar, acest produs permite execuția

de elemente de mari dimensiuni din piese de lemn de dimensiuni reduse. Tehnica „lamelării”

facilitează producerea de elemente pentru structuri portante ușoare, de lungime teoretic nelimita-

tă, de rezistențe mecanice deosebite și de forme foarte diverse, de la drepte la curbe sau chiar cu

curburi multiple. Utilizarea sa la realizarea șarpantelor diminuează complexitatea și numărul

chertărilor iar rezistența sa la foc este net superioară în comparație cu alte materiale utilizate la

realizarea structurilor în construcții.

Sub acest nume, lemn lamelat încleiat (eng. , fr. bois lamellé collé) sunt cunoscute mate-

rialele constituite din lamele de lemn încleiate, de lățime și lungime variabile, în funcție de co-

menzi. Grosimea lamelelor este de ordinul a 50 mm pentru cazurile cele mai obișnuite. Lemnul

utilizat este în general constituit din piese de lemn de diametru mic. Lamelele pot fi îmbinate în

dinți.

Lamelele sunt lipite pe lungime după uscare. Astfel crește rezistența mecanică a acestui

produs, obținându-se lungimi mult mai importante.

Este un material mult mai omogen și mai rezistent decât lemnul masiv.

Adezivii utilizați sunt în general rezorcine; uneori, pentru întrebuințări bine determinate,

este posibil sa se utilizeze ca adezivi aminoplastele (UF sau MUF).

2.2.1.3 Plăci sau grinzi din furnire încleiate LVL Sub denumirea generică LVL (eng. laminated veneer lumber, fr. lamibois) se grupează

produse constituite din foi de furnire încleiate cu fibrele orientate paralel. Furnirele sunt obținute

prin derulare sau decupare.

Dacă furnirele sunt obținute prin derulare, se va vorbi despre „plăci (grinzi) din furnire

încleiate” (eng. , fr. lamibois de placges), aceste furnire având în general o grosime de 3 la 12

mm. Adezivii folosiți sunt fie rezorcinici sau fenolici, fie adezivi aminoplasticici. Fabricarea lor

este asemănătoare de cea a placajelor diferind orientarea foilor de furnire în principal.

Omogenitatea ridicată permite creșterea calității materialului (în principal a rezistențelor

sale mecanice) prin dispersarea defectelor lemnului din care provin furnirele, împrăștiere realiza-

tă tocmai prin decupare sau derulare, adică prin transformare în furnire a căror grosime este mi-

că. Tehnologia de execuție permite fabricarea pieselor de lungimi mari și cu proprietăți mecanice

deosebite date de structura omogenă îndeosebi. Asamblarea pe lungime a furnirelor se face fie

unindu-le printr-o decupare oblică, fie realizând o îmbinare suprapusă. LVL este în general alcă-

tuit din furnir de rășinoase, dar în Québec s-a construit prima fabrică de lemn laminat ce utilizea-

ză lemn de foioase (conform World Wood, august 1992).

Există numeroase produse de acest tip dar se cunosc în principal două mari produse de

acest tip comercializate în lume: „microlam” fabricat în Statele Unite de către Trust Joist și

„kertopuu” fabricat în Finlanda și în Statele Unite de către Metsaliitto.

Dacă se utilizează furnirele obținute prin decupare, similare furnirelor estetice, se va vor-

bi despre „plăci (grinzi) din furnire încleiate” (eng. , fr. lamibois de lamelles). Laminele alcătuite

din aceste furnire au în general o grosime de 0,60 mm iar furnirele sunt produse prin derulare

excentrică cu rază constantă. Prin lipire pe cant furnirele subțiri sunt asamblate în lamine care

sunt apoi uscate și încleiate în pachete în care ele sunt poziționate paralel cu fibrele.

2.2.1.4 Panelul Panelul (eng. , fr. panneau latté) este un semifabricat alcătuit din șipci obținute prin ur-

mătoarea succesiune de operații: spintecare, uscare, calibrare la grosime, și care sunt asamblate

apoi pe lățime. Aceste șipci sunt adesea decupate din resturile (bilele) de derulare provenite din

industria de placaje dar nu numai. Aceste plăci, având calități de rezistență mecanică limitate

sunt, cel mai adesea, acoperite cu furnire tehnice. Aceste plăci sunt precursoarele panourilor din

Page 27: compozite material examen.pdf

26

lemn masiv și au fost concepute pentru utilizare la fabricarea mobilei, dar li s-a reproșat faptul că

lasă să transpară desenul șipcilor în lungul și la suprafața plăcii, fenomen denumit „eng.

telegraphing, fr. télégraphing”. Șipcile au în general secțiuni cuprinse intre 25x25 mm și

40x40mm.

2.2.1.5 Placajele Sub denumirea de placaj (eng. , fr. panneau contreplaqué) se regăsește cel mai cunoscut

și mai utilizat, odinioară, tip de produse compozite pe bază de lemn.

a. Alcătuire

Sunt constituite din furnire încleiate cu fibrele așezate încrucișat. Plăcile de placaj au fost,

printre tipurile de plăci cele mai fabricate în lume fiind în prezent surclasate de OSB. Prin între-

tăierea fibrelor lemnului datorită așezării încrucișate a foilor de furnire tehnice (fibrele foilor

succesive de furnir orientate pe direcție perpendiculară sau în stea), ele sunt cvaziizotrope pe cele

două direcții – lungimea și lățimea plăcii, și sunt remarcabile prin proprietățile mecanice și prin

stabilitatea dimensională.

Caracteristicile mecanice menționate coroborate cu greutatea specifică redusă au făcut ca

plăcile de placaj sa aibă întrebuințări multiple și variate (se folosesc chiar în construcții aeronau-

tice sau militare). În funcție de categoria de folosință, adezivii utilizați sunt, în general, fie ami-

noplastele (UF sau MUF), fie fenoplastele. Se poate afirma că actualmente 90% din producția de

placaje și 79% consumul acestora sunt localizate în bazinul Asia-Pacific. Se fabrică în jur de 49

milioane m3

de placaje pe an. (Figura 1: Compunerea placajelor și panelurilor).

Placaj Panel

Figura 1: Alcătuirea placajelor și panelurilor (după Les panneaux à base de bois)

b. Producție – Investiții

Producția de placaje are în general următoarea schemă de flux tehnologic (listă de opera-

țiuni):

LEMN → PREGĂTIREA LEMNULUI → TRANSFORMAREA ÎN FURNIRE → USCARE →

PREGĂTIREA FURNIRELOR → ÎNCLEIERE → COMPUNEREA PLĂCII → PRESARE →

FINISARE

Figura 2 prezintă sintetic succesiunea operațiilor la fabricarea placajelor.

Page 28: compozite material examen.pdf

27

Figura 2. Succesiunea operațiilor la fabricarea placajelor (după )

Diferența dintre diferitele tipuri de placaje este dată mai ales de numărul și grosimea foi-

lor de furnire ce intră în componența plăcii, dar și de calitatea adezivului și a lemnului utilizat.

Se pot utiliza toate esențele de lemn pentru fabricarea placajelor cu condiția ca acestea să

fie apte pentru derulaj (anumite esențe prea dure nu sunt derulabile în condiții economic rentabi-

le).

Principalele societăți care furnizează unități complete de producție pentru placaje sunt:

- Raute, societate finlandeză. Ei furnizează toate unitățile de fabricație: de la tratarea

termică a buștenilor până la mașina de ambalat;

- Coe, societate americană;

- Angelo Cremona & Figlio, societate italiană;

- Colombo Cremona, societate italiană;

- Babcock-BSH, societate germană;

- SERIBO, societate franceză.

Lista nu este exhaustivă existând numeroși alți furnizori de echipamente pentru fabricarea

placajelor.

c. Principalele caracteristici și utilizări

Prima caracteristică reținută pentru placaje este tipul de încleiere. Se disting patru tipuri

de încleiere în funcție de clasa de întrebuințare a produsului:

- Colaj de tip 1: plăci pentru utilizări de interior, cu colaj nerezistent la umiditate;

- Colaj de tip 2: plăci cu colaj rezistent la umiditate;

- Colaj de tip 3: plăci cu colaj rezistent la apă;

- Colaj de tip 4: plăci cu colaj rezistent la umiditate, apă și intemperii.

Page 29: compozite material examen.pdf

28

Celelalte criterii de diferențiere sunt date de caracteristicile fizice și rezistențele mecanice

ale placajelor. Ele depind în principal de caracteristicile esențelor utilizate la fabricarea furnirelor

și de tipurile de adezivi utilizate.

Modulul de elasticitate este, pentru produsele așa zise clasice, cu valori situate între 4 000

și 8 000 MPa.

Caracterizat ca fiind un material ușor și cu bune proprietăți mecanice și fizice, placajul

are multiple întrebuințări. Este mai ales utilizat ca material în structuri din construcții (40 – 60%

din utilizări). Este de deopotrivă mult întrebuințat în domeniul fabricării mobilierului (20% din

utilizări). Alegerea furnirului și a tipului de adeziv se face în funcție de domeniul (clasa) de utili-

zare a plăcii.

2.2.1.6 Parallam Este un material pus la punct în Canada, din familia lemnului lamelat încleiat. Este un

material constituit din furnire încleiate paralel cu fibrele. Furnirelor ce-l compun, obținute prin

derulare, le sunt îndepărtate defectele și apoi sunt secționate sub formă de lamele înguste de 2-3

cm lățime și 2,5 m lungime. Aceste lamele încleiate cu un adeziv de tip fenolic sunt așezate în

pachete paralel cu fibrele, și apoi presate astfel. Se obține un material compozit pe bază de lemn

având rezistențe mecanice remarcabile, superioare celor ale lemnului din care provine.

2.2.1.7 Grinda scrimber Este de asemenea un material relativ nou. Acest tip de grindă a fost conceput și dezvoltat

în Australia prin utilizarea lemnului de eucalipt de mici dimensiuni și a permis valorificarea cu

maximă rentabilitate a acestui sortiment ieftin de lemn. Tulpinile tinere și ramurile sunt cojite în

prealabil, apoi încleiate și presate pentru a obține plăci de 12 m lungime, 1,2 m lățime și 0,124 m

grosime. Materialul astfel obținut este apoi retăiat în lamine pentru a realiza din el grinzi prin

încleierea și presarea laminelor. Adezivul utilizat este un adeziv spumant (adeziv de expansiune)

iar sistemul s-a dezvoltat în direcția realizării produsului prin presare în prese cu injecție de abur.

2.2.2 Semifabricate rezultate prin reconstituire pornind de la elementele de lemn de

mici dimensiuni (așchii, fibre) Fabricarea acestor materiale compozite pe bază de lemn comportă necesitatea utilizării

unui proces continuu de fabricație, care poate avea nivele diferite de automatizare și conducere

asistată, în funcție de nivelul producției și gradul progresului tehnologic al întreprinderii.

Producția se realizează în patru faze principale:

- pregătirea lemnului (transformare în așchii sau fibre, sortare și uscare);

- încleierea și formarea covorului de așchii sau fibre;

- fabricarea propriu-zisă (cu fază de polimerizare sau policondensare sub presă, la

cald);

- finisarea (calibrarea și formatizarea) plăcilor.

Având în vedere faptul că prin modul lor de fabricare toate aceste materiale trec printr-o

fază de presare cu două etape (reducerea grosimii covorului și presarea propriu zisă), se pot inte-

gra chiar în grupa produselor din lemn comprimat.

Clasificarea compozitelor de acest tip se face în funcție de elementul structural de bază,

în raport cu liantul utilizat, după procedeul de fabricare, după materia primă utilizată (cu referire

strictă la plăcile fabricate din materii prime lignocelulozice). Fiecare clasă de produse este împăr-

țită și în subclase. Există două categorii mari de produse de acest tip, în funcție de elementul

constituant de bază:

- plăci din așchii (eng. particleboard, fr. panneau de particules);

- plăci din fibre (eng. fiberboard, fr. panneau de fibres).

O sinteză a acestor produse se prezintă tabelar în cele ce urmează.

Page 30: compozite material examen.pdf

29

Țările cu tehnologii și mijloace financiare importante au dezvoltat numeroase modalități

de fabricare pentru aceste plăci și a domeniilor de utilizare a acestora.

Aceste produse sunt materiale din lemn comprimat, ale căror componente structurale

elementare sunt asamblate fără a urmări vreo orientare anume. Ele prezintă tocmai de aceea un

ansamblu de caracteristici asemănătoare:

- izotropie mai mult sau mai puțin pronunțată în plan (izotropie aproape totală, în cele 3

dimensiuni pentru plăcile din fibre de tipul plăcilor de fibre de densitate medie

MDF (eng. Medium Density Fibreboard, fr. panneau de fibre de moyenne densité);

- rezistențe mecanice de regulă inferioare celor ale lemnului din care provin;

- reacție puternică de umflare sub acțiunea apei sau a umidității dacă încleierea nu a

fost rezistentă (anumite tipuri de plăci, datorită liantului și cantității acestuia sunt in-

sensibile sau foarte puțin sensibile la apă).

2.2.2.1 Plăci din așchii Sunt compuse din așchii sau așchii de lemn provenite din tăierea lemnului cu mașini spe-

cializate sau provenind de la alte industrii de prelucrare mecanică a lemnului, precum fabricile de

cherestea. Aceste așchii sunt asamblate cu ajutorul unui adeziv ce polimerizează sub presă la

cald.

Este interesant de enumerat un anumit număr de produse de tip plăci de așchii din lemn,

căci întrebuințările și proprietățile lor sunt foarte diferite, posibilitățile lor de fabricare de aseme-

nea. Se fabrică în proporție la fel de mare ca și placajele în întreaga lume (aproximativ 49 mili-

oane de m3/an), dar marile regiuni producătoare și consumatoare sunt partea de vest a Europei

(aproximativ 25 milioane de m3/an) și America de Nord (11 milioane de m

3/an).

a. Tipuri de plăci

1) Plăci clasice din așchii

Este vorba despre plăci cu dimensiunile suprafețelor așchiilor cuprinse între aproximativ

8 cm2 și câțiva mm

2 și grosimea între 0,2 și 0,6 mm. Așchiile sunt aglomerate cu lianți

aminoplaști (UF sau MUF), fenoplaști (PF) sau izocianați. Liantii, cantitatea lor, densitatea plă-

cii, finisajul determină domeniul de întrebuințare a produsului.

Pornind de la acest tip de placă există numeroase variante care sunt toate produse printr-o

transformare ulterioară adusă plăcii. Se pot cita: plăci din așchii finisate, melaminate sau plăci

replacate, care sunt cele mai importante prin volumul producției și întrebuințări. (figura 3 și 4:

Exemple de plăci din așchii).

2) Plăci din așchii mari orientate

Placă cu așchii de dimensiuni importante (lungime de 7-25 cm, lățime de 2-3 cm și gro-

sime de 0,5-1 mm) și orientate în aceeași direcție în timpul fabricației (Figura 5: Orientarea aș-

chiilor). Acesta poate fi compusă din trei straturi întrepătrunse, ceea ce o apropie de placaj. Ca-

racteristicile sale mecanice sunt superioare celor ale plăcii de așchii clasice. Ele sunt relativ

apropiate de cele ale placajelor datorită sensului de orientare a așchiilor. Este fabricată cu lianți

fenolici sau melamina-uree-formol, ceea ce îi conferă bune caracteristici de rezistență la umidita-

te.

Această placă este destinată utilizărilor pentru elemente de structură în construcții (aste-

reală – suport de acoperiș, închideri de panouri (cu rol de contravantuire) pentru case cu osatură

din lemn etc.). Astăzi, într-o regiune a lumii ca America de Nord, placa OSB cunoaște o mare

dezvoltare a domeniilor de utilizare, la concurență cu placajul (se crede ca partea sa de piață va

crește cu 50%, ca placă pentru elemente de structură. (Sursa Woorld Wood, 1992, Panel Review,

august 1992).

Page 31: compozite material examen.pdf

30

Această placă, deși este o placă de așchii, nu este în nici un caz fabricată pornind de la

resturi ale altor procese de fabricație. Ea utilizează ca materie primă lemnul rotund de rășinoase

de diametru mic.

Figura 3. Plăci din așchii (omogene și stratifi-

cate)

Plăci din așchii melaminate Plăci din așchii furniruite

Figura 4. Plăci din așchii finisate

3)

Placă din așchii rectangulare groase

Această placă este denumită

„waferboard”. Este compusă în special din

așchii mari din lemn de plop tremurător (ele

au dimensiuni de ordinul a 80x80 mm). Ade-

zivul utilizat este adezivul fenolic în proporție

de 2-3% parte uscată pe parte uscată (adeziv

uscat/lemn uscat). Are întrebuințare ca ele-

ment de umplutura la construcțiile din lemn.

Este în principal dezvoltată și utilizată în Sta-

tele Unite și în Canada.

4)

Placă din așchii de lemn cu lianți minerali

Liantul acestui tip de placă este de regulă cimentul. Ea este constituită, în proporție volu-

metrică din 70–80% din lemn și 20–30% ciment, dar ca pondere în unități de masă este compusă

din aproximativ 70 % ciment, 25–28% lemn și restul aditivi chimici pentru mineralizarea lemnu-

lui.

Caracteristicile mecanice ale unui astfel de plăci sunt reduse (modulul de ruptură de ordi-

nul a 7–11 N/mm2; modulul de ruptură la compresie: 15 N/mm

2; modulul de elasticitate:

Figura 5. OSB. Principiul sistemului de orien-

tare a așchiilor

Page 32: compozite material examen.pdf

31

3000N/mm2); dimpotrivă, rezistența la umiditate și la apă este bună (umflare în 24 ore la imersi-

une: 1,8%). Această placă nu este o placă de structură ci de acoperire sau de umplutură.

Are de asemenea bune caracteristici de izolare fonică și un k (coeficient de izolare termi-

ca) de 0,155 kcal/mhoC.

În această familie a plăcilor de așchii, se află de asemenea și plăcile din așchii al căror li-

ant este ipsosul. Aceste plăci nu au bune caracteristici mecanice sau fizice, ele nu sunt decât plăci

de umplutură, având o greutate mai scăzută decât plăcile de ipsos.

5) Placă de lână de lemn cu ciment

Această placă este cunoscută și sub denumirea de „fibragglos”. Este o placă de așchii de

lemn, dar de așchii mari de lemn (lână de lemn), obținute prin „pieptănarea” lemnului rotund de

rășinoase. Așchiile au lungimi de ordinul a 30–60 cm. Ele sunt legate printr-un liant mineral,

cimentul. Simultan cu adăugarea cimentului, aceste așchii mari sunt mineralizate. Placa este slab

comprimată.

Acest tip de placă nu este o placă de structură. Dimpotrivă, datorita slabei sale densificări,

aceasta este o foarte bună izolatoare termică. Este de asemenea un foarte bun izolatoare fonic,

folosit ca un fel de capcană pentru sunete (reduce ecoul în camere și zgomotul de impact).

6) Placă extrudată din așchii

Planul feței mai mari a așchiilor este, în această placă, perpendicular pe fețele plăcii. În

sensul lungimii, acest tip de placă prezintă o foarte scăzută rezistență mecanică. Ea este, însă,

foarte rezistentă la flambare și datorita modului său de fabricare (prezența găurilor datorate sis-

temului de încălzire al presei) prezintă numeroase avantaje pentru utilizări pentru elemente verti-

cale sau nu (pereți despărțitori, uși) ce necesită trecerea de conducte sau cabluri.

Producția sa este în regres. (Figura 6: Tipuri de plăci extrudate, Figura 7: Principii de ex-

trudare).

7) Placă turnată din așchii

Se va vorbi mai curând despre obiecte turnate. Este vorba despre plăci de așchii turnate în

formă direct în momentul realizării lor la presă, care este în același timp o matriță. Aceste obiecte

turnate sunt fabricate la cerere și cu lianți în funcție de întrebuințarea acestora (UF, MUF, PF sau

MDI). Caracteristicile lor sunt în general bune, căci cantitățile de liant sunt mai importante decât

pentru plăcile de așchii clasice.

8) Brichetele aglomerate

Sunt produse din lemn aglomerate destinate a fi utilizate ca produse de combustie. Princi-

palele lor destinații sunt cuptoarele automatizate. Aceste brichete pot fi totuși utilizate de către

particulari. Fabricarea lor este simplă și se face în general prin extrudare, fără utilizarea adezivu-

lui.

a) Producție și investiții

Pentru ansamblul de plăci din așchii, producția se face întotdeauna urmărind aceeași

schemă:

LEMN → AȘCHIERE → USCARE → SORTARE → ÎNCLEIEREA AȘCHIILOR, → PRE-

SĂRAREA ÎN STRATURI → CONFORMARE → OPERAȚIUNI DE PRESARE → OPERA-

ȚIUNI DE FINISARE.

Page 33: compozite material examen.pdf

32

PAL cu grosime ≤ 16 mm PAL extrudat furniruit

Figura 8 ne da o idee despre operațiunile de fabricare a plăcilor de așchii. În afara de ma-

teria primă, lemnul, diferența în fabricarea plăcilor de așchii se situează în principal la nivelul

liantului utilizat. Costurile de producție pentru liniile de fabricație a plăcilor din așchii sunt indi-

cate mai jos.

Pentru o linie de pro-

ducție de capacitate mică (50

m3/ zi) în cazul plăcilor de

așchii clasice, trebuie contat

pe investiții de ordinul a 6,5

milioane USD (25% în plus

pentru lucrări de construcții

industriale).

Pentru o linie com-

pactă, ce nu utilizează decât

rămășițe de fabricație de la

alte întreprinderi de prelucra-

re a lemnului (așchii și ru-

meguș) și are o producție de

40 m3/zi, trebuie contat pe o

investiție de 4,2 milioane

USD (inclusiv pentru lucrări

de construcții industriale).

Prin comparație, o li-

nie de producție de plăci din

așchii, cu capacitate de pro-

ducție medie – 200 m3/zi –

va avea un cost de investiție

de ordinul a 10,5 milioane

USD (fără lucrări de con-

strucții industriale). O linie

de plăci din așchii lemn-

ciment, pentru o producție de

75 m3/zi are un cost de inves-

Figura 7 Presa pentru panouri extrudate

Page 34: compozite material examen.pdf

33

tiție de ordinul a 8,9 milioane USD. Principalii furnizori ai unităților complete de plăci de așchii

sunt: Siempelkamp, Bison, Schenck, SERIBO, Sunds Defibrator, American Iron Work.

b) Principalele caracteristici și proprietăți

Placa din așchii est un produs din lemn reconstituit, închegat cu ajutorul unui liant organic

(excepție făcând placa lemn-ciment). Ea prezintă două caracteristici comune tuturor varietăților

de plăci din așchii astfel constituite:

- sensibilitate la apă prin hidroliza liantului și a lemnului;

- umflare prin absorbția apei de către lemn.

Pentru o placă din așchii clasică, principalele caracteristici fizico-mecanice sunt următoarele:

- grosime: 8-60 mm, gama cea mai curentă fiind de 12-25 mm;

- densitatea: se situează intre 650-780 kg/m3;

- variația dimensională în grosime: în general mai mica de 16% pentru plăcile cu întrebuin-

țare în mediu uscat și 6% pentru plăcile cu adezivi speciali (urmând Normele franceze NF

B 54-112 și B 54-111);

- tracțiune perpendiculară: aceasta valoare este valoarea caracteristica a plăcii, imagine a

calității sale, ea este în funcție de grosime și se situează cel mai adesea intre 0,2 Mpa și

0,5 Mpa;

- rezistența la rupere la încovoiere și modulul de elasticitate: aceste două valori depind mult

de tipul de placă și de domeniul de întrebuințare a acesteia;

- emisia de formaldehidă: în Europa, aproape toate plăcile din așchii au emisii de formalde-

hidă liberă mai mici de 20 mg/100 g de placă (măsurate conform metodei perforatorului,

metoda europeană EN 120).

Figura 8. Flux tehnologic la fabricarea PAL

Page 35: compozite material examen.pdf

34

Pot fi găsite și alte caracteristici, dar ele sunt specifice unui anumit tip preferat de utiliza-

re sau unui tip de placă cu întrebuințare definită (pentru mobilier, se vor lua în calcul valorile

rezistenței la smulgere a șuruburilor sau de rezistență a falțului).

În cazul plăcilor lemn-ciment, caracteristica principală este rezistența la umiditate a aces-

tora și posibilitatea de întrebuințare la lucrări expuse intemperiilor. Mineralizarea lemnului blo-

chează umflarea sub acțiunea umidității.

2.2.2.2 Placă din fibre

Este constituită din partea elementară a lemnului: fibra. Aceasta fibră este obținută prin

destructurarea lemnului prin procedee termo-mecanice: defibrare prin trecerea prin mașini de

defibrare cu discuri la o temperatură ridicată (80oC).

Oricare ar fi tipul de placă de fibre fabricată, pregătirea fibrelor rămâne aceeași. Este o

operație de defibrare identică cu cea practicată în industria hârtiei, cu aceleași restricții și aceleași

riscuri de poluare.

După defibrare, operațiunile efectuate sunt în funcție de modul de fabricare:

- fabricare pe cale umeda (cea mai veche);

- fabricare pe cale uscata.

În cele două cazuri plăcile sunt presate la cald.

Aceste plăci prezintă o structură mult mai omogenă decât plăcile din așchii sau decât alte

plăci (placaj); de fapt fibrele, părți elementare ale lemnului, sunt rearanjate absolut la întâmplare,

fără vreo orientare anume.

Plăcile din fibre pot fi fabricate cu lianți (adezivi UF, MUF, PF, MDI sau minerali ca ci-

mentul, ipsosul) sau nu. Încorporarea lianților pentru anumite tipuri de plăci nu este decât un

mijloc de a spori proprietățile fizice și mecanice ale acestor plăci.

Se fabrică în jur de 30 milioane de m3/an plăci de fibre în lume și pentru acest tip de plăci

cei mai mari producători și consumatori sunt Europa și America de Nord. În Asia, cu Japonia

drept consumator, MDF are o foarte mare dezvoltare.

Există trei mari tipuri de plăci din fibre:

- placă de fibre dură, cu densitatea de ordinul a 1000 kg/m3;

- placă de fibre de densitate medie, zisă și placă MDF, cu densitatea de ordinul a 740 – 760

kg/m3;

- placă de fibre de izolație, cu densitatea mai mică sau egală cu 350 kg/m3.

a) Tipuri de plăci

i. Placă de fibre dură

Această placă este fabricată cel mai adesea pe cale umedă. În general, ea nu incorporează

vreun liant. Lignina fibrelor este reactivată de temperatură și umiditate și servește drept liant.

Temperatura presei este de 180–200oC.

Procedeul, până la intrarea sub presă, poate fi considerat ca fiind un procedeu similar

producerii hârtiei. Sistemele de aspirare și o prepresă permit diminuarea cantității de apă la for-

marea covorului de fibre.

Pentru a îmbunătăți rezistența la umiditate a acestui tip de placă, sunt incorporate în pastă

rășini fenolice.

Acest tip de placă are trei mari întrebuințări:

- pentru mobilier, unde servește mai ales drept fund de sertar sau parte din spate;

- pentru automobile, fiind atunci returnat pe o altă presă și participând la fabricarea

planșelor de bord (față și spate) sau a garniturilor portierelor;

- pentru fabricarea ușilor izoplane.

Page 36: compozite material examen.pdf

35

Este un tip de placă omogen, având o densitatea mai mare de 800 kg/m3 (în general 1000

kg/m3). Caracteristicile sale mecanice și fizice sunt bune, doar rezistența la umiditate este scăzu-

tă.

ii) Placă din fibre de densitate medie (MDF)

Ultimul sosit în categoria placărilor de fibre, a cunoscut o dezvoltare foarte mare în ulti-

mii ani în Europa, cu excepția țărilor din Est. În patru ani, capacitățile de producție în Europa s-

au multiplicat cu 2,4. Producția mondială actuală a acestui tip de placă se apropie de 12 milioane

de m3, în vreme ce în 1986 era mai mică de 5 milioane de m

3.

Este un tip de placă fabricat prin procedeul pe cale uscată și având deci și adeziv. În gene-

ral este vorba despre adezivi de tip aminoplaste (UF sau MUF). Fibrele, după defibrare, sunt us-

cate și încleiate, apoi conformate cu ajutorul unei mașini de conformat.

Densitatea acestui tip de placă este cuprinsă între 600 și 800 kg/m3. De obicei plăcile

MDF au densități de 740-760 kg/m3. Are bune caracteristici mecanice dar, ca toate plăcile de

lemn comprimat, prezintă fenomenul de umflare, care este ameliorat prin folosirea rășinilor de

tip MUF (Melamina – Uree – Formol, rășina ureo-formaldehid-melaminică). Unul dintre motive-

le succesului său este omogeneitatea structurală. Practic, acest tip de placă nu are variații de den-

sitate între fețe și interior. Această omogeneitate ii conferă o foarte bună capacitate de prelucrare.

„Se lucrează ca lemnul masiv și chiar mai bine.” În țări cu potențial scăzut de lemn, ca Japonia,

este foarte apreciat. În Europa, este socotit ideal pentru fabricanții de mobilier, fiind un material

omogen și reproductibil.

Există o varietate de MDF, excepție făcând placa MDF subțire. Este o placă MDF fabri-

cată printr-un procedeu continuu la o presă cu calandru cilindric (procedeul Mende). Placa este

presată urmând raza exterioara a calandrului (Figura 9).

iii) Placă izolatoare de fibre

Este un tip de placă a cărui densitate este mai mică de 350 kg/m3 și a cărui coeficient de

conducție termică k este mai mic sau egal cu 0,055 W (m x oK). Această caracteristică îl reco-

mandă ca pe unul dintre cei mai buni izolatori termici. Este fabricat pe cale umedă.

Este utilizat mai ales ca produs de izolație spre exemplu în vehicule feroviare, ca izolator

al pardoselilor.

Aceste plăci pot fi impregnate cu bitumuri sau alți aditivi, în scopul măririi rezistentei lor

la umiditate. Densitatea a acestora din urmă poate atinge 400 kg/m3, dar conductivitatea termică

nu trebuie sa depășească valoarea dată mai sus.

Poate fi fabricat și pe cale uscată. Se va vorbi atunci despre MDF cu densitate redusă sau

PAF și în acest caz densitatea a acestui placă se situează în jurul a 450-550 kg/m3

procesul de

fabricație presupunând utilizarea de adezivi.

iv. Alte tipuri de plăci din fibre

Există și alte tipuri de plăci de fibre, ca de exemplu plăcile a căror liant este un liant mi-

neral (ipsos, ciment). Densitatea a acestor plăci variază considerabil în funcție de domeniul lor de

întrebuințare.

Există de asemenea obiecte turnate din fibre care sunt fie fabricate direct în tipare, fie tur-

nate sau mulate după fabricarea plăcii. În acest ultim caz, în placă se pot incorpora plastifianți

(de tip polietilenă sau polipropilenă sau altele).

Page 37: compozite material examen.pdf

36

Figura 9. Linie de fabricație cu presare continuă, tip Mende, pentru fabricarea plăcilor MDF sub-

țiri

b) Producție și investiții

Pentru ansamblul plăcilor din fibre, fabricarea se face practic urmând aceeași schemă:

LEMN → DEFIBRARE → TRATAREA FIBRELOR → PREGĂTIREA SALTELEI DE FI-

BRE → OPERAȚIUNI DE PRESARE → OPERAȚIUNI DE FINISARE.

Figura 10. Fabricarea MDF

Page 38: compozite material examen.pdf

37

Figura 10 prezintă principalele operațiuni de la fabricarea unei plăci de fibre de tip MDF.

În diferitele tehnologii de fabricație, cea mai mare diferență constă în acea parte a procesului

dintre defibrare și presare, adică la formarea covorului de fibre.

La procedeul umed, după defibrare, fibrele sunt trecute prin apă și, în general, nu se ada-

ugă adeziv. Formarea covorului de fibre precursor al plăcii se face prin intermediul unui sistem

numit «cu sertare», identic celui utilizat în papetărie pentru cartoanele groase. Diverse mijloace

sunt utilizate pentru a îndepărta apa (aspirare, prepresare). Apa odată îndepărtată prin mijloace

mecanice, se presează plăcile în presă la cald.

La procedeul uscat, după defibrare, fibrele sunt transportate pe cale mecanică sau pneu-

matică. Ele sunt uscate și încleiate. Încleierea se poate face în două moduri, fie clasic cu ajutorul

unei mașini ce dispersează adezivul pe fibre, fie în „blow line”, adică prin injectarea adezivului

la nivelul defibratorului.

Fibrele uscate și încleiate sunt deplasate la stația de formare a covorului de fibre ce se

realizează cu ajutorul unei mașini de format mecanică. Covorul astfel format este redus în grosi-

me printr-o trecere prin prepresă și apoi trecut prin presă la cald. Figura alăturată ne dă o idee

despre fabricarea unei placi de fibre de densitate medie, MDF, cu încleiere „blow line”.

În cazul plăcilor de fibre, investițiile sunt mai importante ca pentru plăcile de așchii. O li-

nie de plăci MDF, de o capacitate de 200 m3/zi (60000 m

3 producție anuală) are un preț de cost

de ordinul a 14 milioane USD (prețul din 1992), fără lucrări de construcții industriale. O linie de

fabricație pentru plăci dure, de o capacitate identică, are un preț de cost pentru investiție similar.

Marii fabricanți de mașini și sunt aceiași ca și pentru plăcile din așchii.

c) Principalele caracteristici și proprietăți

Cele trei tipuri de plăci de fibre fiind foarte diferite unele de altele, este dificil de dat va-

lori ale caracteristicilor comune.

Placările de fibre sunt sensibile la umiditate și rezistența lor la umiditate este în funcție de

calitatea adezivului folosit.

Densitățile acestor plăci sunt diferite în funcție de tipul de placă:

- Plăci din fibre dure, HDF:1000 kg/m3;

- Plăci din fibre de densitate medie, MDF: 740-760 kg/m3;

- Plăci din fibre izolatoare, LDF: mai mică sau egală cu 350 kg/m3.

Principala caracteristică a plăcii de fibre de densitate medie (MDF) este aceea de a fi

foarte omogenă. Profilul său de densitate are doar o mică variație între miez și fețe. Aceasta îi

conferă capacitatea de a fi lucrată sau sculptată fără probleme. Principala sa utilizare este în do-

meniul fabricării mobilierului. Astăzi se substituie frecvent lemnului masiv, având multiple în-

trebuințări.

2.3. Plăci obținute prin reconstituire pornind de la alte elemente lemnoase Cu titlu de informare se prezintă aspecte legate de prelucrarea plutei și a plutei aglomera-

te. Resturile din procesul de fabricare al dopurilor sunt aglomerate cu ajutorul unor lianți

aminoplastici, fenoplasti, rezorcine sau izocianați. Producția poate fi realizată urmând un proce-

deu tradițional, încălzire în etuve a blocurilor de plută aglomerată sau urmând procedee mai mo-

derne, linii cu presare continuă de tipul celor utilizate la fabricarea plăcilor din așchii.

Aceste plăci au o întrebuințare decorativă și/sau izolatoare. Sunt plăci având foarte bune

proprietăți de izolare acustică și izolare termică. Datorită progresului în domeniul fabricării ade-

zivilor de aglomerare și a lacurilor de suprafață, sunt utilizate ca acoperământ pentru sol.

Stejarul de plută (Quercus suber) fiind un arbore din bazinul mediteranean, producția

acestor plăci este concentrată în zona Mediteranei, din Portugalia până în Crimeea. Doar Portu-

galia asigură mai mult de 50% din producția mondială.

Page 39: compozite material examen.pdf

38

2.4. TABELUL DE COMPOZIȚIE AL PRODUSELOR Tabelul de la pagina următoare este un rezumat al componentelor diferitelor produse –

plăci.

2.5. TABELUL AVANTAJELOR COMPARATE ALE DIVERSELOR TIPURI

DE PLĂCI Acest tabel permite vizualizarea rapida a celor mai importante avantaje și inconveniente

ale anumitor tipuri de plăci. El nu ia în calcul însă toţi factorii. Trebuie studiat fiecare produs și

fiecare proiect în parte.

Page 40: compozite material examen.pdf

39

TABELUL DE COMPOZIȚIE AL PRODUSELOR

UF = adeziv uree – formol, MUF = adeziv melamina – uree – formol, PF = adeziv fenol – formol sau fenolic

MATERII PRIME/PRODUSE MATERIAL LEMNOS ADEZIV ALTELE

Furnire decupate plan sau derulate Toate tipurile de lemn Uneori tratare în vederea conservării

Panouri din lemn masiv (Plăci LMR –

Lemn masiv reconstituit)

Toate tipurile de lemn sub formă de

șipci de 20x60 mm sau de 34x60 mm,

provenind de la deșeurile altor indus-

trii sau din lemn rotund

Rezorcină sau uree – formol sau

vinilice sau altele, în funcție de

întrebuințări

Tratarea lemnului (insecticide sau fungi-

cide)

Panelul Mai ales lemn de rășinoase, lemn de

foioase provenind din cherestea

Rezorcina sau melamina –uree –

formol

Produse de tratare a lemnului

Lemn laminat (LVL) Mai ales lemn de rășinoase, lemn de

foioase de asemenea provenind din

lemn rotund, obținute prin decupare

sau derulare

Fenolic sau MUF sau UF

Placă cu șipci Toate tipurile de lemn, provenind din

deșeurile fabricilor de cherestea sau

de la derulare

Fenolic, UF, MUF, vinilic sau

altele

Încărcătura în adeziv (tip faina de grâu)

Placaj Toate tipurile de lemn derulabile

(foioase și rășinoase), dar mai ales

rășinoase și foioase exotice + plopi

Fenolic, uree – formol, melami-

na – uree – formol cel mai ade-

sea

Încărcătura de tip faină sau argilă, uneori

fungicid sau insecticid.

Acoperire cu filme sau alte produse de

finisare.

Paralam Rășinoase actualmente utilizate sub

formă de placaj de lățime redusă

Fenolic

Grinda scrimber Lemn de eucalipt de mici dimensiuni:

întreaga tulpină (lemn din lucrări de

îngrijire)

Fenolic expandat

Placă de așchii (PAL) Toate tipurile de lemn posibile, răși-

noase sau foioase moi (cele mai bu-

ne). Lemn rotund sau resturi ale altor

industrii ale lemnului (cherestea,

tâmplărie, placaj, mobilă etc.)

Uree – formol, melamina – uree

– formol, fenol – formol,

izocianat.

Uneori produse de tratare (fungicide,

insecticide, ignifuge). Emulsie sau para-

fina.

Tratare a suprafețelor (hârtie melamina-

tă).

Placă din așchii mari orientate (OSB) Lemn de rășinoase și posibil foioase

moi (plopi). Doar lemn rotund.

Fenolic și melamina – uree –

formol

Parafină și emulsii.

Placă din așchii rectangulare mari

(Waferboard)

Lemn de foioase moi (plop tremură-

tor). Doar lemn rotund.

În general fenolic pudră Parafină și emulsii.

Placă lemn-ciment, placă cu lianți mi-

nerali

De preferință lemn de rășinoase și

foioase sărace în zaharuri. Resturi ale

altor industrii ale lemnului (cherestea,

așchii, lătunoaie) și lemn rotund.

Lianți hidraulici de tip ciment

sau ipsos.

Produși de mineralizare a lemnului

(polietilen-glicol).

Page 41: compozite material examen.pdf

40

Placă din lână de lemn-ciment Mai ales lemn de rășinoase, doar lemn

rotund.

Lianți hidraulici (tip ciment sau

ipsos).

Produși de mineralizare a lemnului

Placă extrudată din așchii Orice lemn de rășinoase sau foioase.

Lemn rotund sau deșeuri.

Uree – formol, uneori melamina

– uree – formol.

Placă turnată din așchii Orice lemn de foioase sau rășinoase.

Lemn rotund sau deșeuri.

Uree – formol, melamina – uree

– formol, fenolic cel mai adesea.

Adesea acoperiri ale suprafețelor: lemn,

melamina, etc.

Parafină și emulsii.

Brichete Mai ales deșeuri. În general fără adeziv.

Placă dură din fibre Lemn de foioase sau rășinoase, lemn

rotund sau deșeuri. Lemnul de răși-

noase este preferat în problema colo-

rării plăcii.

Uree – formol, melamina – uree

– formol, melamina – uree –

fenol – formol.

Eventual emulsii.

Placă izolatoare din fibre Lemn de foioase sau rășinoase, lemn

rotund sau deșeuri.

Fără adeziv sau uneori cu puțin

adeziv fenol – formol.

Alte tipuri de plăci de fibre Lemn de foioase sau rășinoase, lemn

rotund sau deșeuri.

Lianți minerali, bitumuri sau

altele.

Mineralizanți, plastifianți, etc.

Placă de plută Deșeuri și resturi ale industriei de

plută masivă (dopuri, etc.).

Fenol – formol, uree – formol,

melamina – uree – formol,

izocianat.

Emulsii, produși de acoperire a suprafețe-

lor.

AVANTAJE COMPARATE ALE DIVERSELOR TIPURI DE PLĂCI

Produse Avantaje Inconveniente Furnire uscate Produse simple și puțin elaborate. Tehnologie simplă în ansam-

blu. Fabricație posibilă în locurile apropiate de cele de produc-

ție a lemnului, deci înafara zonelor urbane. Necesită o forță de

muncă numeroasă și puțin specializată. Utilizarea esențelor

secundare, altele decât cele comercializate în mod obișnuit.

Posibilitate de utilizare a trunchiurilor cu miez moale sau având

defecte. Răspuns la piețele în dezvoltare. Investiții de importan-

ță scăzută și medie.

Este necesară pregătirea de bază pentru muncitorul care manipulea-

ză utilajul de tăiere (mașina de decupat sau derulat) și pentru cel ce

ascute uneltele tăietoare (cuțitele plane). Necesită o aprovizionare

cu energie non autonomă, în cazul unei singure întreprinderi. Piața

uneori foarte îndepărtată, atât internă, cât și cea externă.

Panouri din lemn masiv

(Plăci LMR)

Tehnologie foarte simplă și foarte ieftină. Produsul obținut

poate fi de structura sau nu. Aspect foarte decorativ al produse-

lor. Forță de muncă puțin specializată. Utilizează deșeurile de

cherestea sau altele și chiar lemnul de mici dimensiuni. Este

comparabil prin multe aspecte cu panelurile, dar prezintă în

plus grosimi mari și poate fi utilizat fără acoperiri în construcții

sau industria mobilierului. Produs ce poate răspunde nevoilor

tarilor în curs de dezvoltare.

Probleme cu adezivul pentru anumite întrebuințări, forță de muncă

bine formata pentru procesul de fabricare (preparator adeziv). Apa-

ratura pentru esențele și culorile lemnului necesitând o bună cu-

noaștere a pieței și a lemnului.

Piața puțin cunoscuta pentru acest tip de produs, dar care pare sa se

dezvolte în tarile dezvoltate.

Page 42: compozite material examen.pdf

41

Placaj Produse deja mai elaborate cu valoare adăugată mai importantă.

Mare consumator de forță de muncă puțin specializată. Cores-

punde unei industrii foarte bine implementată în lume și în

special în bazinul Asia – Pacific. Unitățile de producție pot fi

de talie mică, ce nu necesita o investiție inițială prea mare.

Investiții relativ mari.

Tehnologii din ce în ce mai elaborate. Pentru o reducere a costuri-

lor, necesită o producție importantă – necesitatea economiei la scara

largă. Ucenicie și formare costisitoare pentru operatorii ce mane-

vrează mașinile, serviciul întreținere și maiștri și ingineri ce nu sunt

tot timpul din partea locului. Necesitatea existenței unei surse ener-

getice importante și stabile; unitate 15000 m3/an:2,84x10

6kcal/oră,

putere instalată: 1200kw.

Lemn laminat (LVL) Puține uzine de acest tip în lume. Produs pentru elemente de

structură de foarte bună calitate pentru construcții. Piața foarte

deschisă în țările dezvoltate.

Tehnologie grea și investiții importante. Utilizează forță de muncă puțină și foarte specializată. Se adresează piețelor țărilor dezvoltate.

Panelul (plăci din șipci) Produse cu o tehnologie simplă și rustică. Necesită o forță de

muncă numeroasă și puțin specializată. Poate fi produs la scară

mică, în unități mici. Este în general o prelungire a unităților de

producție de furnire (placaje), permițând recuperarea resturilor

de fabricație (bile de derulare). Este deja bine implementată în

lume. Poate fi un bun mijloc de dezvoltare căci este utilizat

pentru mobilier.

Piața de panel este actualmente în recesiune in țările dezvoltate,

comparativ cu placa MDF. Pentru a fi întrebuințat, panelul trebuie

acoperit (furniruit) obligatoriu cu 2-3 furnire. Pentru a fi furniruit,

are nevoie de o instalație grea (mașina de aplicare a adezivului,

presa și mașina de calibrat).

Lamela lipita Produs relativ ușor de elaborat, nu necesita instalații foarte

grele. Utilizabil în structură sau în mobilier.

Încleierea este delicată și cere din partea muncitorilor o bună pregă-

tire. Adezivii utilizați nu sunt fabricați pe plan local. Produs ce se

adresează mai ales piețelor din țările dezvoltate.

Placă de așchii Produs destinat unor multiple întrebuințări, permite recuperarea

deșeurilor forestiere și industriale. Astăzi există tehnologii

simple și cu un cost abordabil pentru comunitățile locale (linie

de producție compactă având o producție de 30-50 m3/zi) Cost

5 milioane USD.

Tehnologie grea și costisitoare, cu investiție importantă pentru

liniile clasice. Forța de muncă este foarte specializată și puțin nu-

meroasă. Există necesitatea unei pregătiri și unei specializări supe-

rioare a muncitorilor. O linie de producție de plăci de așchii gene-

rează puține locuri de muncă, produsul este un produs semifinit cu

valoare adăugată redusă, trebuie deci să fie produs relativ aproape

de piața de desfacere.

Placă lemn-ciment Placă cu tehnologie simplă valabilă pentru țările având o foarte

puternică presiune demografică. Nu este utilizabilă decât în

construcții. Permite executarea de construcții simple și rapide.

Prezintă rezistență la intemperii și la condiții exterioare dificile.

Bune proprietăți izolatoare (termice și fonice).

Investiții acceptabile (o linie de producție de 75 m3/zi = 8 mili-

oane USD). Se adresează piețelor locale.

Nu este un placă de structură. Necesită crearea unei industrii de

case din prefabricate, ceea ce poate fi un avantaj prin industrializa-

rea pe care o antrenează. Investițiile, fără a fi foarte ridicate, rămân

importante. Strictețe în privința proprietăților chimice ale lemnului

folosit (problema zaharurilor și a hemicelulozei) și a cimentului.

Forță de muncă specializată și puțin numeroasă.

Placă de fibre-ciment Sistem cvasi-identic cu placa de lemn-ciment. Aceleași caracte-

ristici. Putin mai ușor de fabricat prin pierderea unei părți din

zaharuri în momentul defibrării.

Din punctul de vedere al investițiilor, sunt puțin mai mari ca în

cazul plăci de lemn-ciment. Aceleași exigente tehnice.

Placă dură din fibre

(HDF)

Proces relativ simplu, neutilizând produse chimice în fabricație.

Capabilă să utilizeze toate tipurile de lemn. Utilizabilă în con-

strucții și în industria mobilierului.

Investiții mari, tehnica apropiată de cea papetară. Din lemnul de

foioase rezultă plăci de culoare foarte închisă. Forță de muncă foar-

te specializată și puțin numeroasă.

Page 43: compozite material examen.pdf

42

Placă din fibre de densi-

tate medie MDF

Tehnologie relativ nouă în plina expansiune și a cărei piață este

pe cale sa se deschidă tot mai mult. Este adesea preferată pane-

lului și chiar placajului și plăcilor din așchii pentru întrebuința-

re în industria mobilierului și a amenajărilor interioare. Utili-

zează deșeurile forestiere la fel ca și plăcile de așchii. Interesant

pentru utilizare locală (industria mobilei) și export.

Tehnologie grea și investiții importante (mai mari decât plăcile din

așchii). Lemnul de foioase dă o culoare închisă plăcii, putând pre-

zenta inconveniente la lăcuire. Liantul utilizat, adesea nefabricat pe

loc. Forță de muncă foarte calificată și puțin numeroasă. Generează

puține locuri de muncă pentru fabricarea sa.

Brichetele extrudate

(aglomerate)

Tehnologie foarte simplă. Necesită una-două mașini (prese).

Cost scăzut, forță de muncă puțin specializată, cu excepția

mecanicului. Produs ce răspunde nevoilor locale. Fără liant.

Produs cu valoare adăugată redusă. Necesitatea unei surse de ali-

mentare cu energie. Piața produsului încă foarte puțin dezvoltată și

cu mare potențial de dezvoltare.

Page 44: compozite material examen.pdf

43

TABLOU INDICATIV AL COSTURILOR PRODUSELOR – PLĂCI

Preturi unitare ale lemnului

Lemn exotic (Okoume) pret Franta 92

Lemn rotund de fasonat pentru derula-

re

Lemn rotund de diametru mic

Tocătură

Transport

Ff/m3

1200

400-500

300

56

80

Total FF/m3

1200

480

380

136

Prețul la adezivi

(în Franta)

Uree – formol

MUF

MUPF

Rezorcina

Izocianat

FF/kg

1.4

3.2

3.3

30

8.5

Produse Lemn Adeziv Forță de muncă Energie Diverse amorti-

zări

TOTAL/m3

Placă LMR. 1

2

3

1.47

2940.00

35.37%

14.7

1176.00

14.15%

60

1176.47

14.15%

80+10

1843.14

22.17%

8312.08

100.00%

Nota: calcule făcute cu

preturile din Guyanne

Placaj exotica

1

2

3

1.80

2160.00

80.55%

55.00

161.50

6.77%

180.00

180.00

1,68%

45.00

45.00

1.68%

115.00

115.00

4.29%

2681.50

100.00%

Preț de vânzare mediu

în 1991 în Franța 3658

FF

Placaj indoneziana

1

2

3

523.80

50.00%

162.00

15.46%

118.80

11.34%

64.80

6.19%

178.29

17.01%

1047.60

100.00%

Proiect

UFTANS/065/ANS

Dec. 1989

Jayabanu & Rollin –

Hymans

Placaj lemn

1

2

3

2.00

960.00

63.94%

5.00

181.50

12.09%

200.00

200.00

13.32%

45.00

45.00

3.00%

115.00

115.00

7.66%

1501.50

Placă de așchii

(Adeziv UF)

1

2

3

1.4

239.2

36.54%

80.00

112.00

17.11%

60.00

60.00

9,16%

57.00

57.00

8.71%

171,5+15

186.50

28.49%

654.70

100.00%

0,2 m3

lemn mic ro-

tund

1,2 m3 lemn de tritura-

Page 45: compozite material examen.pdf

44

re

Placă de așchii

(Adeziv MUF) 1

2

3

1.4

239.2

28.15%

95.00

304.00

35.78%

60.00

60.00

7.06%

60.00

60.00

7.06%

171.5+15

186.50

21.95%

849.70

100.00%

Idem placă de așchii

UF

Placă fibre (MDF)

(Adeziv UF)

1

2

3

1.80

293.60

37.74%

96.00

134.40

17.28%

60.00

60.00

7.71%

90.00

90.00

11.57%

200.00

200.00

25.71%

778.00

100.00%

Placă fibre (MDF)

(Adeziv MUF) 1

2

3

1.80

293.80

29.12%

114

364.8

36.18%

60.00

60.00

5.95%

90.00

90.00

8.93%

200.00

200.00

19.83%

1008.4

100.00%

1. cantitate în m3 sau kg pe m

3 de placă

2. preț în FF/m3

3. %

Page 46: compozite material examen.pdf

45

6. TABLOU COMPARATIV: VALOAREA INVESTIȚIEI RAPORTATĂ LA M3 DE PRODUS FINIT

PRODUSE VALOAREA TOTALĂ A

INVESTIȚIILOR

CAPACITATE

În produse finite în m3/an

INVESTITII

USD/m3

Furnire tăiate uscate 2 800 000 1 800 1 556

Furnire tăiate uscate 6 300 000 10 500 600

Furnire tehnice uscate 4 700 000 57 600 82

Placaje 8 200 000 15 000 547

Placă de așchii 13 500 000 50 000 270

Placă de așchii 6 500 000 9 000 722

Placă de așchii 4 800 000 10 000 480

Placă de așchii 2 500 000 6 250 400

Placă lemn-ciment 11 100 000 18 750 592

MDF 17 000 000 50 000 340

Preturile nu sunt date decât cu titlu informativ. Calculul exact trebuie făcut cu furnizorul de mașini și în funcție de ratele de schimb actualizate.

Page 47: compozite material examen.pdf

46

III. LIANȚII IN INDUSTRIA DE PLĂCI. MARILE FAMILII DE

LIANȚI 3.1 LIANȚI AMINOPLASTICICI

3.1.1 Caracteristici și utilizări

Sunt lianți obținuți prin condensarea ureei: CO-(NH2)2 și a formaldehidei:

O=C-(H)2 pentru UF (uree-formol) și prin condensarea ureei, a formaldehidei și a me-

laminei pentru MUF (melamină-uree-formol).

Când există reacție de condensare,

dispare o moleculă de apă. Polimerii astfel

obținuți prezintă o anume sensibilitate la

apă, mai mult sau mai puțin puternică, în

funcție de condiții și de polimer. Astfel

adezivii uree-formol vor fi ușor hidrolizabili

în apă. Hidroliza în apă a acestor lianți îi

face să revină la starea lor inițială. Se dega-

jă deci formaldehida. Dimpotrivă, MUF

(melamina-uree-formol) este mult mai puțin sensibil la apă datorită prezenței melami-

nei. Fabricanții de adezivi au produs, pentru a reduce conținutul în formaldehidă a

plăcilor (exemplu fig. 11) adezivi săraci în formol.

Sunt lianții cei mai utilizați în industria plăcilor din așchii și fibre (mai ales

MDF). Practic 90% dintre plăcile din așchii sau fibre sunt elaborate cu acest tip de

lianți. Găsim adesea, pentru întărirea adezivilor MUF, adezivi ce conțin o anumită

cantitate de fenol (adezivi MUPF, melamina-uree-fenol-formol). Această cantitate

este în funcție de calitatea dorită.

Figura 11: Variația conținutului de formaldehidă a plăcilor din așchii, exemplu

suedez; Sursa: Birger SUNDIN (CASCO, 1985)

Page 48: compozite material examen.pdf

47

3.1.2 Mediul înconjurător

În timpul fabricării plăcilor, lianții aminoplastici eliberează apa sub formă de

vapori. Formolul este solubil în apă, deci se vor antrena molecule de formol libere.

După fabricare, sub acțiunea umidității, se produce hidroliza și degajarea de formal-

dehidă liberă de către placă.

Formaldehida este un gaz cu o putere iritantă foarte importantă. Este deci de-

tectabil foarte rapid. Dincolo de un prag de 1-2 ppm (părți per milion), el este iritant.

Pragul sau de detectare se situează intre 0,2-0,6 ppm, în funcție de persoană. Este un

gaz având în același timp proprietăți alergene. Este presupus a fi cancerigen.

Conținând azot, carbon, hidrogen și oxigen, lianții aminoplastici, în timpul

combustiei lor, pot produce diferite gaze având grade de toxicitate importante și al

căror impact asupra efectului de seră nu este de neglijat. Este vorba despre CO2, NOx,

CH4 sau alți cianogeni, pentru a nu-i cita decât pe cei mai importanți. Apariția anumi-

tor gaze este legată și de tipul de combustie (temperatură de ardere, alimentare cu

oxigen).

Combustia și produșii rezultați sunt foarte bine descriși în cartea Erkenntnisse

zur Schadstoffbildung bei der Verbrennung von Holz und Spannplatten de Rainer

Marutzky, publicata în octombrie 1991 de catre Whilhem – Klauditz Institut (WKI).

3.2 LIANTI FENOPLASTICI

3.2.1 Caracteristici și utilizări

Sunt lianți obținuți prin condensarea formolului O=C-(H)2 și a fenolului:

Polimerul obținut, prin reacția de condensare, este foarte puțin sensibil la apă.

Există mai multe tipuri de lianți:

- lianți ce utilizează un catalizator bazic: rezoli: sunt cei utilizați în fa-

bricarea plăcilor, mai ales a placajelor;

- lianți ce utilizează un catalizator acid: novolacuri; ei sunt utilizați pen-

tru filme de acoperire, nu sunt practic utilizați în industria plăcilor;

- lianți fenolici foarte reactivi: rezorcinele; sunt utilizați în industrie pen-

tru fabricarea de produse pentru elemente de structură, în special din

Page 49: compozite material examen.pdf

48

cauza prețului lor foarte ridicat. Rezorcina prezintă calități de rezisten-

ță structurală foarte importante.

Lianții fenolici sunt mai ales utilizați în fabricarea

placajelor. La nivel mondial, mai mult de 60% dintre pla-

caje sunt realizate cu acest tip de liant.

Proprietățile de rezistență la apă și agenți externi

ale lianților fenolici dau produselor (în compoziția cărora

intră) caracteristici bune de rezistență la intemperii și

agenți apoși.

3.2.2 Mediul înconjurător

Putin sensibile la apă, adezivii fenolici nu degajă

formaldehidă și plăcile sunt fără formol (adică nu degajă

formaldehidă). Produșii degajați sunt puțin cunoscuți și puțin studiați.

În momentul presării, se degajă compuși aromatici cum ar fi fenolul sau alți

benzeni-x. Fenolul este clasat ca un produs cu risc cancerigen.

Prin combustia produsului pur, se descompune produsul în elemente neciclice.

Dimpotrivă, în prezența elementelor lemnului, se obțin prin combustie elemente ca

benzo-nitrili sau policloro-dibenzo-dioxine sau altele, clasate ca produși ce prezintă

riscuri.

3.3 ALTE TIPURI DE LIANȚI

În fabricarea plăcilor pe bază de lemn, se utilizează și alți lianți, precum:

- adezivi vinilici, servind totodată drept acoperiri decorative pentru plăcile

din lemn prin furniruire în fabrici de mobilier;

- adezivii așa-ziși de contact, care sunt adezivi pe bază de neopren sunt des-

tinați mai ales acoperirii plăcilor cu materiale decorative;

- adezivii izocianați intrând în compoziția produselor – plăci.

Vor fi luate în considerare doar adezivii izocianați.

3.3.1 Caracteristici și utilizări

Adezivii izocianați sunt polimeri de difenil-metil-diizocianat:

Sub acțiunea apei, monomerul condensează:

Polimerul obținut fiind datorat acțiunii catalitice a apei, aceasta din urmă nu va

avea efect hidrolizant asupra produsului finit (figura 12). Modul lor de fixare pe lemn

este diferit de cel al adezivilor utilizați în mod clasic. MDI dezvoltă împreună cu lem-

nul adevărate legături chimice (figura 13).

Acești adezivi sunt insensibili la apă. Se pot fabrica, cu acești lianți, plăci cu

foarte mare rezistență la apă. Obstacolul major pentru o mai mare utilizare a acestor

adezivi este prețul lor actual (de 6 ori mai mare decât cel al ureii-formol și de 2,5-3 ori

mai mare decât cel al adezivilor fenolici).

Page 50: compozite material examen.pdf

49

Acești lianți sunt actualmente utilizați pentru fabricarea de plăci de așchii,

având calități de rezistență crescută la umiditate. Totuși există puține linii de fabrica-

ție pentru plăcile din așchii cu adezivi izocianați.

3.3.2 Mediul înconjurător

MDI sunt ca niște otrăvuri dacă ajung în organism prin ingestie și inhalare. Ele

sunt puțin volatile. În timpul fabricării plăcilor, pulberile care se degajă prezintă un

real pericol.

În plăcile produse cu adezivi izocianați, există puțini produși volatili sau care

pot deveni volatili. Aceste plăci par să nu prezinte probleme pentru mediu prin dega-

jarea de produși volatili. Aceste fenomene sunt puțin studiate în prezent. Dimpotrivă,

în timpul prelucrării ulterioare a plăcii, există riscul dat de combinația prafului de

lemn cu adezivul.

Distrugerea prin combustie a acestor produse dă în general aceiași produși ca

și în cazul adezivilor fenolici, adică benzonitrili sau policloro-dibenzo-dioxine, de

exemplu, clasați ca fiind produși de risc.

Page 51: compozite material examen.pdf

50

Page 52: compozite material examen.pdf

51

Page 53: compozite material examen.pdf

52

3.4 TABELUL LIANȚILOR MAI RĂSPÂNDIȚI Tabelul următor face un rezumat al caracteristicilor lianților mai utilizați în in-

dustria plăcilor.

3.5 SUBSTITUENȚI SI ECONOMIZORI În afara catalizatorilor și tampoanelor, necesari pentru o priză bună a adezivi-

lor, industria plăcilor pe bază de lemn utilizează, odată cu lianții tradiționali, un anu-

mit număr de produși. Unii au rolul de a realiza o economie substanțială de adezivi.

Printre aceste produse se vor găsi mai întâi substanțele de umplutură, utilizate

mai ales în fabricarea placajelor. Rolul lor este triplu:

- rol de agent de îngroșare pentru o întindere corectă a adezivului pe foaia de

furnir și pentru retenția apei;

- rol de adeziv la rece;

- rol de economizor de adeziv.

Agentul de încărcare cel mai utilizat este faina de grâu.

Alte produse sunt extrase din lemn de către alte industrii. Este vorba în special

despre lignine sub forma de lichioruri negre de papetărie sau de taninuri.

3.5.1 Lichiorurile negre de papetărie

Singurele lichioruri negre (lignosulfonat) utilizabile în fabricarea de plăci sunt

lignosulfonații proveniți din fabricarea celulozei prin procedeul sulfit. Două puncte

importante:

- procedeele sulfit sunt în scădere pretutindeni în lume (în special datorită unui

randament scăzut și problemelor de mediu);

- produsul este total inactiv și trebuie sa fie reactivat în vederea utilizării în in-

dustria de plăci fie printr-un mijloc chimic, fie printr-un mijloc organic (diges-

tie bacteriană).

Acești adezivi reprezintă mai mult de 95% din adezivii utilizați în industria de

plăci pe bază de lemn. La plăcile din așchii, în proporție de mai mult de 70% din lian-

tul utilizat se folosește adezivul uree-formol. La placaje, liantul cel mai utilizat este de

tip fenol-formol.

În prezent aceste produse sunt utilizate mai ales ca substitut pentru adeziv în

proporție de 8-10%, dar eficacitatea acestei substituții este foarte contestată.

La folosirea unui liant uree-formol sau melamină-uree-formol, un avantaj al

substituției este diminuarea cantității de liant în industria de plăci și o consecință este

diminuarea riscului de degajare de formaldehidă.

Un alt avantaj legat de mediul înconjurător este utilizarea reziduurilor din pa-

petărie, ca lignina, produse prezentând un risc crescut de poluare dacă nu sunt tratate.

Au fost făcute încercări de a extrage lignina printr-un procedeu cu alcool. Este

vorba despre procedeul ALCELL. Lignina astfel extrasă a putut fi utilizată cu succes,

ca substitut în procesele de fabricație a placajelor sau a plăcilor OSB.

Page 54: compozite material examen.pdf

53

LIANȚI UTILIZAȚI FRECVENT IN INDUSTRIA DE PLĂCI

Adezivi / Caracteris-

tici

Uree-formol

UF

Melamina – uree –

formol

MUF

Fenol – formol

PF

Izocianat

MDI

(difenil-metil-

diizocianat)

Reacția pentru obți-

nerea polimerului

Policondensare

= polimerizare

cu pierdere de

H2O

Policondensare Policondensare Polimerizare

Agent de întărire sau

agent catalitic

Agent de întărire

catalitic, cel mai

frecvent NH4Cl

Agent de întărire

acid, cel mai ade-

sea NH4Cl

Acid pentru

novalac

Baza pentru rezol,

cel mai adesea

NAOH

Apa

Condiții de utilizare

În general, priza

sub presa la cald

(өoC=100

oC).

Exista varietăți

de UF putând să

facă priza la

rece

Priza sub presa la

cald

өoC=100

oC

Priza sub presa la

cald

өoC=120

oC apro-

ximativ

Priza la cald

sau rece,

temperatura

mai scăzută

decât pentru

UF, MUF sau

PF

Rezistenta la apa

Hidrolizabil cu

degajare de

formaldehida

Slab hidrolizabil cu

degajare de form-

aldehida slaba

Foarte slab

hidrolizabil Nehidrolizabil

Utilizare în industria

de plăci

Utilizare curen-

ta, toate tipurile

de plăci

Păci cu rezistență

crescută la umidita-

te pentru utilizare

în locuri expuse

Plăci rezistente la

umiditate sau la

apă (placaj exteri-

or)

Plăci rezisten-

te la umiditate

sau la apă

Preț (UF=100, baza

1992, Preț Franța) 100 % 228.6% 250% 607%

Potențiale riscuri

Formaldehida

presupusă a fi

cancerigenă

Formaldehida

produs alergen

Formaldehida

presupusa a fi

cancerigenă

Formaldehida

produs alergen

Melamina, puternic

alergen

Fenol: risc canceri-

gen

Izocianat:

otravă puter-

nică

Imp

actu

l as

up

ra m

ediu

lui

I – fabri-

carea de

plăci

Degajare de

formaldehida în

timpul fazei de

presare a plăcii

(gaze, vapori de

presa)

Degajare de form-

aldehida în timpul

fazei de presare a

plăcii (gaze, vapori

de presa)

Degajare de com-

puși aromatici de

tipul fenol și de

puțină formaldehi-

Prafurile

toxice la

inhalare

II - utili-

zarea de

plăci

Degajare de

formaldehida

(gaz) de către

plăci, mai mult

sau mai puțin

importantă în

funcție de ade-

zivi, acoperiri de

suprafață, mediu

înconjurător și

condiții de utili-

zare

Degajare de form-

aldehida de către

plăci. Acești ade-

zivi având o rezis-

tență crescută la

umiditate, degaja-

rea de formaldehi-

dă este mai puțin

influențată de umi-

ditate.

Fără degajare de

formaldehidă, dar

produșii eventual

degajați sunt Putin

cunoscuți.

Fără degajare

de gaze cu-

noscute.

Pulberile

acestor plăci

sunt toxice

prin prezența

PMDI (poli-

meri de

izocianat)

Page 55: compozite material examen.pdf

54

3.5.2 Taninurile

Sunt produse naturale conținute în lemn. Taninurile comerciale extrase din

lemn sunt polimeri ai compușilor aromatici precum flavanpentol. Ei sunt cel mai ade-

sea extrași din arbori ca acacia sau quebracho (Schinopsis balansae).

Taninurile sunt utilizate cu succes de mulți ani în țări ca Africa de Sud sau

Australia, ca liant în fabricarea de plăci și mai ales de placaje. Sunt utilizate de ase-

menea în America de Sud fie ca substituent al adezivului (intre 10-6-%), fie ca liant.

Având o structură apropiată de cea a fenolului, utilizarea lor în substituție se face în

special cu adezivi fenolici.

Extracția lor este relativ scumpă și dificilă, pentru a obține un produs ale cărui

caracteristici sunt apropiate de cele căutate de utilizatori, fabricanții plăcilor pe bază

de lemn. Utilizarea lor se poate dovedi delicată.

Nu generează poluare prin degajare de formaldehidă, dar compușii aromatici

conținuți în taninuri pot provoca reacții poluante și combustia lor generează produși

de tipul benzo-nitril sau policloro-dibenzo-dioxina.

Extracția lor, dacă se face după procedeele clasice, generează poluarea apelor.

IV. POTENȚIALUL INDUSTRIEI MATERIALELOR COMPOZITE PE

BAZĂ DE LEMN Lucrările Conferinței Națiunilor Unite asupra Mediului și Dezvoltării, confe-

rința de la Rio de Janeiro – iunie 1992, Agenda 21 – capitolul 11 – paragraful C, au

cerut dezvoltarea eficacității și randamentului industriilor de produse forestiere, prin

dezvoltarea tehnologiilor și utilizarea deșeurilor și reziduurilor. Au cerut de asemenea

să se promoveze utilizarea speciilor secundare prin cercetare, crearea de industrii

adaptate și prin comercializare. În plus au cerut promovarea valorii adăugate în indus-

trii pentru dezvoltarea de locuri de muncă, crearea și dezvoltarea piețelor de desface-

re.

O mențiune specială se face pentru dezvoltarea micilor industrii ale lemnului

ca sprijin în dezvoltarea rurală și a rețelei industriale locale.

Astăzi, în afara problemelor generate de criza economică, producția trebuie să

răspundă unor criterii de calitate, unor comenzi, unor presiuni ecologice și altor tipuri

de cerințe. În acest caz se află produsele realizate pe bază de lemn, materie primă re-

generabilă la scara umană. Pădurea, sursa lemnului, trebuie sa fie exploatată fără a-i

știrbi capitalul. Prin dimensiunile, formele, caracteristicile lor, ca și prin materia pri-

mă, plăcile pe bază de lemn sunt un răspuns adus mai bunei gestionari a materiilor

prime cât și cererilor pieței.

Putând utiliza atât resturi de exploatare din economia forestieră cât și deșeuri,

plăcile pe bază de lemn sunt considerate a aduce o valorizare acestei materii prime

pentru care tot atâtea piețe cate au fost identificate. În pădure, resturile de exploatare

forestieră cresc riscurile de incendii și de proliferare a dăunătorilor. Aceste resturi pot

fi sursă de poluare prin cantitatea lor acumulată într-un loc determinat. Utilizându-le

pe acestea, industria plăcilor și lemnului reconstituit poate diminua riscurile la care se

expune pădurea. În numeroasele industrii ale lemnului, partea neutilizabilă este consi-

derată deșeu. Ea reprezintă uneori cantități considerabile, adesea mai importante decât

producția în sine (exemplu: în cazul placajelor, deșeurile sunt în proporție de 40-60%

din volumul prelucrat, fără coajă; în cazul cherestelei (cherestea prelucrată, uscată),

deșeurile sunt în proporție de 40-65% din total, fără coajă). Netratată, această parte

este o pierdere netă de materie primă și o sursă de poluare. Industria plăcilor este în

măsură să utilizeze aceste deșeuri.

Page 56: compozite material examen.pdf

55

În industrie, avantajul concurențial nu mai aparține celui care produce cel mai

mult, pe o scara cât mai largă, ci celui care realizează produsul cel mai bine adaptat

nevoilor în evoluție ale clienților. Industriile de plăci, deoarece răspund unor nevoi

precise, deoarece oferă o îmbunătățire a gradului utilizării resurselor naturale, pot

utiliza lemn provenit atât din păduri cât și din culturi intensive lignocelulozice, lemn

de mici dimensiuni, esențe considerate secundare, ele reprezintă industria viitorului.

Uneori, strategia de dezvoltare a industriilor de plăci pe bază de lemn merge

spre dezvoltarea piețelor locale. Ea trebuie concepută ca parte integrantă a altor indus-

trii utilizatoare.

Mulțimea de combinații oferă posibilități de investiții ca răspuns la nevoile

specifice ale comunităților, regiunilor, țărilor. Pentru a da curs acestei idei și ca răs-

puns la apelul lansat de Congresul mondial al producătorilor de plăci pe bază de lemn

încă din 1975, la New-Delhi, industriile fabricante de mașini sau societățile de ingine-

rie pentru industria lemnului au propus sisteme integrate pornind de la unitatea de

bază care este placa, unitate de primă transformare a lemnului, pentru a ajunge la pro-

dusul finit ca mobilier sau la locuințe.

Integrarea mai multor tipuri de industrii ale lemnului reprezintă:

- un răspuns la gestionarea materiilor prime și unei mai bune utilizări a resurse-

lor naturale ți industriale;

- un răspuns dat piețelor ce prezintă produse adaptate și evolutive;

- un răspuns la nevoia de dezvoltare a regiunilor și țărilor generând locuri de

muncă și aducând pe piață produse căutate;

- un răspuns la nevoia sporirii bogăției naționale, fiind o verigă a filierei lemnu-

lui, elaborând produse cu valoare adăugată importantă (mobilier, etc.) și even-

tual exportabile.

Page 57: compozite material examen.pdf

56

V. ASPECTE GENERALE PRIVIND CONSERVAREA LEMNULUI

5.1 IMPORTANȚA, BENEFICIILE ȘI ECONOMIA CONSERVĂRII LEMNULUI

Conservarea lemnului, în sensul cel mai larg, cuprinde măsurile ce pot fi luate pentru

protecția lemnului împotriva oricăror factori care l-ar putea vătăma și chiar distruge.

Obiectivul fundamental al tratamentelor de conservare a lemnului privește creș-

terea duratei de viață a bunului ce urmează a fi dat în folosință, așadar scăderea sub-

stanțială a costului produsului prin evitarea necesității înlocuirilor frecvente ale aces-

tuia. Exemple banale de trăinicie crescută procurată prin intermediul unui astfel de

tratament ne sunt oferite de produsele expuse celor mai severe atacuri ale agenților

naturali de distrugere a lemnului. Să luăm cazul frecvent întâlnit încă, acela al unui

stâlp din lemn pentru telecomunicații sau pentru rețele electrice, cu baza îngropată în

pământ, loc unde condițiile de temperatură și umiditate sunt foarte favorabile degradă-

rii permanente. Durata medie de viață a acestuia când este confecționat din lemn ne-

tratat poate fi de doar câțiva ani, 5-7 cel mult (excluzând cazul în care se utilizează un

material lemnos cu durabilitate naturală mare cum ar fi: salcâmul, stejarul), câtă vre-

me unul tratat odinioară cu creozot și pe care-l mai vedem astăzi a supraviețuit vreme

de mai multe decenii. Exemplul demonstrează beneficiile tratamentelor de conservare

întru extinderea duratei de viață a materialului lemnos aflat în situații de expunere

maximă la intemperii.

Experiența a arătat că durata de folosință prelungită câștigată în urma tratării

adecvate a lemnului, utilizat mai ales în situații de expunere la agenți cu acțiune dis-

trugătoare, se transpune invariabil în economii financiare deosebite, în pofida faptului

că materialul tratat are un preț mai ridicat. În cazul unor anumite tipuri de construcții,

(linii de telecomunicații – televiziunea prin cablu rurală – rețele noi ori în curs de

dezvoltare), costurile pentru conservarea materialului lemnos pot crește precumpăni-

tor costul total al instalației, iar acest supliment de cost poate fi justificat doar în cazul

în care trăinicia lemnului tratat devine sensibil mai mare decât cea a materialului ne-

tratat. În cazul construcției podurilor, digurilor, de fapt în majoritatea construcțiilor

din lemn unde costul conservării înseamnă doar o proporție mică din investiția totală,

chiar și o creștere mai redusă a duratei de utilizare a lemnului justifică cheltuielile

suplimentare cu tratarea. Este cazul clădirilor mari și a structurilor unor construcții, în

care doar o parte din lemnul utilizat necesită tratare, pentru a proteja structura împo-

triva deteriorării prin putrezire sau prin acțiunea altor agenți ruinători.

Augmentarea duratei de utilizare a materialului lemnos, prin aplicarea conser-

vanților corespunzători prezintă și un alt efect semnificativ în domeniul utilizării lem-

nului, adică face posibilă includerea în utilizare a unui număr mare de esențe lemnoa-

se, odinioară considerate inferioare deoarece prezentau durabilitate naturală redusă și

implicit o perioadă de utilizare nesatisfăcătoare în condiții de expunere la agenți dis-

tructivi. Tratarea cu conservanți a acestor esențe lemnoase puțin durabile natural, dar

altminteri cu proprietăți acceptabile pentru consumatori sau industrie, nu numai că

face să crească rezervele de material lemnos disponibile pentru construcții, ci poate

determina și apariția unor beneficii suplimentare, concretizate în principal la posibili-

tatea folosirii esențelor secundare de lemn (din specii repede crescătoare), disponibile

în multe zone.

Conservarea mai contribuie indirect la diminuarea cererii de lemn în general și

de lemn valoros în special, contribuind așadar în mod semnificativ la conservarea

pădurilor. Pe de altă parte utilizatorii de material lemnos ar putea adopta metode de

conservare pentru realizarea de economii financiare apărute prin reducerea în timp a

consumurilor de lemn (reducerea vitezei de înlocuire). Judecând astfel un volum supe-

rior de material lemnos devine disponibil pentru alte utilizări.

Page 58: compozite material examen.pdf

57

5.2 FACTORII CARE AFECTEAZĂ TRĂINICIA LEMNULUI

Lemnul ca orice material organic formează un mediu nutritiv sau un adăpost prielnic

pentru un număr mare de insecte (fie în stadiu de larvă, fie de adult) și ciuperci ce se

dezvoltă, hrănesc și trăiesc în interiorul și/sau pe seama acestuia. Acestea poartă de-

numirea de insecte respectiv ciuperci xilofage.

Insectele xilofage depreciază lemnul datorită galeriilor pe care le produc sau

prin distrugerea lui în întregime, în funcție de intensitatea atacului. Atacul dăunători-

lor poate avea loc asupra tulpinii arborilor pe picior, asupra lemnului doborât, sorti-

mentelor de lemn brut și asupra lemnului prelucrat.

De obicei vătămările provocate de insecte constau din găuri sau galerii produse

în lemn de către larvă sau de către adult. Forma, mărimea și uneori culoarea interioru-

lui galeriilor constituie criterii destul de importante pentru identificarea insectei care

le-a provocat. Cunoașterea insectei care a cauzat deprecierea materialului lemnos este

un factor important pentru adoptarea măsurilor de combatere.

Ciupercile xilofage se hrănesc descompunând fie celuloza fie lignina, destructu-

rând sau distrugând materialul lemnos care-și pierde astfel rezistența mecanică și-și

diminuează sever trăinicia afectând structurile în care este pus în operă.

Insecte xilofage

Insectele xilofage cuprind gândaci, fluturi, albine, viespi și furnici, care aparțin urmă-

toarelor ordine:

- Ordinul Coleoptera – gândaci;

- Ordinul Lepidoptera – fluturi;

- Ordinul Hymenoptera – viespile, albinele, furnicile.

Cele mai importante insectele xilofage care depreciază lemnul sunt:

- carii lemnului (Fam. Anobiidae) –produc galerii numeroase în lemn,

transformându-l treptat într-o pulbere fină care se scurge pe găurile rotun-

de ce dau în exterior. Aceste insecte atacă în general lemnul uscat din inte-

riorul locuințelor;

- furnicile (Fam. Formicidae), Camponotus herculeanus, Camponotus

ligniperda – lemnul atacat de aceste specii prezintă goluri interioare care

se întind pe o lungime de 7-8 m. Pot ataca atât lemnul doborât cât și cel

prelucrat.

- croitorul lemnului de casă – Hylotrupes bajulus – atacă lemnul de rășinoa-

se din construcții (uscat), galeriile fiind foarte apropiate, fapt ce conduce la

distrugerea efectivă a lemnului.

Ciupercile xilofage

Deprecierea lemnului poate fi provocată și de către ciupercile (xilofage) ale căror hife

pătrund și se dezvoltă în lemn. Dintre cele mai importante ciuperci care atacă lemnul

amintim:

- Merulius lacrymans – buretele de casă – se dezvoltă în lemnul din con-

strucțiile interioare, în lemnul din depozite, în mine și în lemnul din stâlpi.

- Lentinus lepideus – se dezvoltă pe traversele de cale ferată, stâlpi de tele-

comunicații, pari de gard etc. Se localizează în duramen și se întâlnește

chiar și la stâlpii de telecomunicații neimpregnați suficient. Lemnul distrus

se colorează în brun și se desface în cuburi și prisme. Este una din ciuper-

cile cele mai periculoase pentru lemnul de rășinoase.

5.3 LEMNUL IMPREGNAT CA MATERIAL COMPOZIT

În industria lemnului, în mod curent, se folosește termenul de „materiale compozite”,

clasificate în următoarele grupe și subgrupe:

1) Produse din lemn masiv (materiale compozite naturale):

Page 59: compozite material examen.pdf

58

a. necomprimat: cherestea, furnir, tocătură etc.;

b. comprimat: plăci din lamele uni, triplu sau multistratificate etc.;

2) Produse din lemn modificat: impregnat pentru prezervare, ignifugat, lemn

impregnat cu rășini sintetice, tratat chimic, iradiat;

3) Produse stratificate din lemn:

a. grinzi (materiale cu fibre orientate paralel) din: cherestea (GluLam),

furnire (MicroLam, PSL), fâșii de furnire paralele (Parallam, PSL),

lemn subțire zdrobit și încleiat (Scrimber);

b. placaje (materiale cu fibre orientate perpendicular sau încrucișat sub

unghiuri de 45○) de uz general și speciale, plăci aglomerate furniruite

(ComPly);

c. armate cu inserții tip „sandwich”, îmbinate prin legături mecanice;

4) Produse aglomerate din lemn:

a. din așchii: PAL, plăci speciale din așchii (OSB, flake- sau

waferboard), grinzi din așchii lungi orientate (PSL);

b. din fibre prin procedeul: umed PAF (poros) și PFL (dur);

c. uscat cu densitate scăzută (LDF), medie (MDF) și ridicată (HDF)

5) Produse din fibre de lemn: hârtie, ranforsate cu alte materiale (plastic).

Produsele din lemn modificat (grupa 2)) – constituie un domeniu distinct, in-

terdisciplinar, complementar între studiul, tehnologia și chimia lemnului, dar și al

polimerilor, chimiei industriale etc. Produsele din lemn modificat se caracterizează

prin: stabilitate dimensională ridicată, rezistență la atac bio-foto-chimic, durabilitate

mărită la acțiunea unor agenți mecanici și termici. Aceste proprietăți le conferă o trăi-

nicie (durabilitate) ridicată și o plajă foarte largă de utilizări.

În categoria lemnului modificat se pot încadra o multitudine de materiale:

- materiale impregnate în scopul prezervării – producerea lor a fost de-

terminată de distrugerile rapide provocate în anumite condiții de către ciuperci, insec-

te etc. Prin impregnarea cu soluție pe bază de diverși polimeri solubili în apă actual-

mente, uneori creozot, și odinioară pentaclorfenol, se prelungește durata de viață a

lemnului în structuri portante cum ar fi: traverse, stâlpi, grinzi sau construcții: pontoa-

ne, ambarcațiuni etc. Metodele și procedeele de tratament sunt diverse: pensulare,

imersie, aplicare sub presiune și temperatură sau vid. De regulă prin impregnare se

realizează o fixare a substanței în structura lemnului și nu o reacție chimică cu consti-

tuenții acestuia.

- inflamabilitatea (combustibilitatea) sporită a produselor din lemn cu di-

mensiuni reduse impune utilizarea de materiale tratate cu substanțe chimice igni-

fuge, urmând aceleași metode de aplicare ca și la impregnarea în scopul conservării,

folosind însă alte tipuri de substanțe (arseniat de cupru, de crom, cromat de cupru

etc.).

- materialele impregnate cu rășini sintetice se realizează prin introduce-

rea în structură a monomerilor cu dimensiuni reduse (metil metacrilat, sterol, epoxizi)

până la nivelul membranei celulare, urmată de catalizarea reacției de polimerizare.

Aceasta se asigură prin încălzirea structurii la diferite temperaturi prin: convecție,

CIF, microunde și chiar iradiere. Produsele realizate astfel se comercializează sub

denumirea de impreg. Pentru a mări gradul de impregnare, în timpul procesului se

poate realiza o comprimare a pieselor de lemn pe direcţie paralelă cu fibrele, rezultând

astfel o densificare și durificare a produselor, denumite compreg. Impregnarea cu ră-

șini sintetice determină o creștere pronunțată a stabilității dimensionale a lemnului,

dar totodată produce o uzură rapidă a sculelor utilizate la prelucrarea acestor materiale

datorită abrazivităţii și durității lor ridicate.

Page 60: compozite material examen.pdf

59

- materialele tratate chimic cu diferite substanțe (soluții amoniacale) se

caracterizează prin proprietăți fizice direct dependente de natura și cantitatea substan-

țelor folosite dar și de condițiile de tratare. Defibrarea lemnului tratat chimic este

efectul cel mai cunoscut al acestui procedeu, efect contrar acetilării prin care se pro-

duce „blocarea” grupărilor – OH ale celulozei și prin urmare o reducere a higroscopi-

cității.

- materiale obținute prin iradierea cu raze gama de nivel relativ scăzut

se realizează practic printr-o modificare a legăturilor dintre constituenții structurali și

chimici ai lemnului, conferindu-i acestuia o mai mare stabilitate dimensională.

Dacă lemnul „modificat” prezintă, în funcție de tratamentul la care este supus, o

serie de avantaje ca cele amintite anterior, există totuși și o serie de neajunsuri cum ar

fi: degradarea structurii naturale (produse intens chimizate), coroziunea, toxicitatea

accentuată și nu în ultimul rând necesitatea folosirii unor substanțe și echipamente

speciale și costurile ridicate.

5.4 MĂSURI DE PROTECȚIE

În trecutul nu prea îndepărtat existau serioase rezerve în ceea ce privește utilizarea

materialului lemnos, în structuri în special. Acestea erau legate de riscul crescut de

degradare a acestuia pe perioada utilizării. Astăzi, durabilitatea naturală nu mai repre-

zintă o trăsătură dominantă pentru lemnul utilizat, în special datorită existenței trata-

mentelor de conservare care prelungesc viața esențelor lemnoase în general și a celor

cu durabilitate naturală scăzută în special. Pe lângă tratamentele de conservare cu sub-

stanțe chimice, mai există două modalități de asigurare a protecției lemnului din con-

strucții mai ales, și anume:

- protecția prin selecție;

- protecția prin proiectare.

5.4.1 Protecția prin selecție

Protecția prin selecție implică în primul rând ca pericolele aferente degradării fizice și

biologice a lemnului să fie evaluate în mod corect, iar în al doilea rând ca proprietățile

materialului lemnos să fie bine cunoscute. Efectul acestor pericole (riscuri) poate fi

controlat, într-o anumită măsură, prin selectarea unor anume esențe de material lem-

nos, din speciile foarte rezistente la atacul insectelor și ciupercilor. Oricum chiar și

cele mai durabile esențe nu prezintă rezistență mare la descompunere, ori măcar ase-

mănătoare, comparabile cu cele ale lemnului complet impregnat cu un conservant

eficient.

Duramenul speciilor durabile (trainice) este mai dificil de degradat de către in-

amicii naturali ai lemnului, așa că acolo unde nu se pot utiliza materiale lemnoase

tratate , se recomandă selectarea materialului lemnos ce cuprinde exclusiv duramen.

Mai mult, existența unui coeficient de siguranță mai ridicat, și astfel, adoptarea unor

dimensiuni constructive mai mari, va conduce la creșterea duratei de utilizare a struc-

turii. De exemplu dacă se acceptă utilizarea unor stâlpi netratați, diametrul efectiv al

acestora ar trebui luat ca diametru măsurat fără alburn, deoarece alburnul este mai

sensibil la putrezire.

Chiar și în cazul stâlpilor tratați, trăinicia acestora va depinde de retenția con-

servanților în lemnul tratat. Așadar trebuie să se evite efectuarea de operații (prelu-

crări mecanice) ca: tăierea, prelucrarea sau perforarea lemnului ulterioare tratării.

5.4.2 Protecția prin proiectare

O proiectare îngrijită trebuie să urmărească protecția lemnului din construcții prin

măsuri simple cum ar fi: eliminarea pungilor (acumulărilor) de apă, asigurarea venti-

lației ș. a. Astfel se diminuează majoritatea pericolelor ce conduc la putrezire. Structu-

Page 61: compozite material examen.pdf

60

rile din lemn trebuie întotdeauna concepute astfel încât să nu rețină apa, iar părțile din

lemn trebuie întotdeauna realizate astfel încât capetele să nu le fie expuse direct în

ploaie, deoarece fibrele de la capetele pieselor din lemn sunt foarte permeabile.

Totodată ar trebui să se urmărească asigurarea ventilării (aerisirii) pentru a se

permite uscarea rapidă a lemnului umezit, înainte de a fi posibilă apariția și dezvolta-

rea organismelor cu acțiune descompunătoare.

Când piesele din lemn sunt asamblate sau aduse în contact direct cu alte elemen-

te sau materiale de structură, trebuie să se aibă în vedere evitarea insinuării apei în

locul de asamblare (îmbinare). Prin prelucrarea și finisarea elementelor din lemn se

poate favoriza drenajul apei, împiedicând-o să pătrundă în zona îmbinărilor. Burghie-

rea până la străpungerea fețelor elementelor de chertare ale structurilor din lemn per-

mite drenajul apei acumulate accidental în zona interioară a îmbinărilor, locuri unde

poate exista frecvent o scurgere/acumulare temporară de apă.

Transferul de umiditate dinspre medii poroase precum solul sau betonul către

materialele lemnoase trebuie preîntâmpinat dacă este posibil. Îmbinările trebuie pro-

iectate astfel încât să permită un acces comod pentru aplicarea tratamentelor de între-

ținere de pe durata exploatării construcției, în special în zonele capetelor (fibrelor re-

tezate). Acolo unde se utilizează tălpi de metal sau coliere pentru a susține capetele

elementelor din lemn, acestea nu trebuie să înglobeze capătul lemnului pentru a nu

favoriza retenția apei.

Răstimpul cel mai potrivit pentru a conferi protecție împotriva degradării lem-

nului este momentul proiectării și realizării unei structuri. Acest fapt a fost evidențiat

prin cercetări făcute asupra comportamentului insectelor și a altor organisme distrugă-

toare precum și prin experiența dobândită în controlul și combaterea acestora.

Frecvent apare un pericol real de degradare la nivelul îmbinării dintre o plat-

formă de lemn expusă la intemperii și grinzile sale de susținere. Acesta poate fi redus

considerabil prin placarea (acoperirea) grinzilor în scopul devierii apei. Dacă acele

capace utilizate pentru acoperire sunt corect înnădite și găurite la bază vor fi mai efi-

ciente. Lemnul folosit pentru acoperire trebuie să fie dintr-o specie durabilă sau tratată

sub presiune cu substanțe conservante.

5.5 CONTACTUL LEMNULUI CU SOLUL

Construirea clădirilor la o distanță corect determinată față de sol reprezintă cea mai

sigură soluție în evitarea celor mai multe cauze ale degradării lemnului. Gurile de

ventilație din pereții fundației clădirii ar trebui să prezinte anumite spații, suficient de

largi și astfel distribuite încât să prevină formarea pungilor de aer închis. Acestea de-

termină apariția unor condiții favorabile de umiditate, care favorizează activitatea

distructivă a insectelor și formarea ciupercilor.

Fixarea lemnului în beton în apropierea solului reprezintă o cale sigură de pre-

dispunere a acestuia la degradare. Stâlpii de lemn fixați pe o placă de beton trebuie să

fie protejați față de umiditatea betonului, prin pozarea lor pe baze de beton mai înălța-

te, sau prin utilizarea unui lemn tratat sau cu rezistență naturală ridicată. Oricum, uti-

lizarea acestui tip de material este mereu un subiect disputat al bunelor practici în ca-

drul construcțiilor de calitate, din materiale pe bază de lemn. De exemplu, dacă o du-

șumea din lemn este așezată pe o placă din beton, atunci aceasta ar trebui plasată pe o

membrană care să reziste la umezeală.

Page 62: compozite material examen.pdf

61

VI. CONSERVAREA LEMNULUI

Conservanții pentru lemn sunt substanțe chimice care, aplicate pe acesta, îl fac mai

rezistent la atacul agenților descompunători. Efectul protectiv este dobândit fie prin

otăvirea lemnului fie prin transformarea acestuia într-un material repelent (respingător

pentru organismele care altfel l-ar ataca). Conservanții ce pot fi utilizați variază foarte

mult din punct de vedere al caracteristicilor, costului, eficienței și utilității lor la între-

buințarea în diferite condiții de exploatare și prin modurile foarte variate de aplicare.

Printre numeroasele exigențe ale unui conservant eficient pentru lemn, următoa-

rele pot fi socotite ca fiind cele mai însemnate:

- toxicitatea puternică pentru organismele care deteriorează lemnul;

- lipsa toxicității pentru om și animale;

- remanența în lemnul tratat (nu se spală);

- capacitatea de a difuza adânc în interiorul lemnului (penetrabilitatea);

- absența acțiunilor negative asupra lemnului tratat;

- absența atacului coroziv asupra metalelor care vin în contact cu lemnul

tratat (conectorilor, șuruburilor, scoabelor etc.);

- lipsa mirosului, culorilor neplăcute și a substanțelor care să împiedice

vopsirea, încleierea, hidrofugarea;

- ieftin și ușor de procurat.

Nu există un conservant ideal, potrivit pentru tratarea oricărui fel de lemn și

utilizabil în orice situație. Pentru un scop clar identificat, alegerea este destul de limi-

tată, uneori nu există decât unul realmente potrivit pentru o anumită întrebuințare.

Eficiența oricărui conservant depinde în primul rând de toxicitatea sa, sau altfel spus,

de abilitatea sa de a face lemnul otrăvitor pentru organismele care se hrănesc cu acesta

sau pătrund în el pentru a-și face adăpost.

În decizia de selecție în vederea aplicării unui anumit tip de conservant, trebuie

să se țină cont de toate exigențele speciale impuse de contextul în care va fi utilizat

respectivul lemn tratat. De exemplu, rezistența conservanților la spălare va fi de im-

portanță majoră în cazul lemnului folosit în spații deschise și expuse la precipitații. În

cazul lemnului ce urmează a fi folosit în spații cu produse alimentare, absența mirosu-

rilor va fi esențială. Acolo unde riscul producerii incendiilor este mare, un conservant

neinflamabil, combinat cu o substanță ce împiedică arderea sunt de dorit.

Conservanții pentru lemn sunt în general clasificați în patru grupe mari:

a) conservanți organici solubili în solvenți organici;

b) conservanți organici solubili în apă;

c) conservanți organici cristalini

d) conservanți anorganici solubili în apă: lavabili și nelavabili;

e) conservanți anorganici gazoși;

f) substanțe conservante mixte.

6.1 CONSERVANȚII PE BAZĂ DE GUDRON

6.1.1 Substanțe de tratare organice solubile în solvenți organici.

Gudronul (smoala, catranul), un produs obținut prin distilarea lemnului sau cărbune-

lui sau ca reziduu separat la rafinarea unor produse petroliere, în special a lubrifianți-

lor, a fost inițial produsul cel mai folosit în scopul conservării. Se prezintă ca un lichid

vâscos, de culoare închisă sau galbenă aurie, cu miros specific.

Gudronul de șisturi rezultă la distilarea uscată a șisturilor bituminoase. Are

toxicitate asemănătoare cu uleiul de creozot de huilă și a celui de antracen și se poate

folosi ca și înlocuitor al acestora.

Page 63: compozite material examen.pdf

62

Ulterior s-a adoptat uleiul de creozot sau mai simplu, creozotul, un produs cu

moleculă mai mică (un compus al gudronului), odată cu introducerea impregnării prin

presiune, vâscozitatea sa mai redusă favorizând pătrunderea în lemn. Creozotul este

un lichid uleios, de culoare brun-negricioasă, cu miros inconfundabil, puternic și iri-

tant, care se obține ca produs secundar de cocserie (prin distilarea fracționată a gu-

dronului de huilă). Este un amestec de hidrocarburi aromatice, crezoli, fenoli ș.a. Ule-

iurile produse variază puțin în compoziție, dar aceste variații sunt permise nediminu-

ând valoarea produsului de conservare.

Dacă uleiul de creozot este introdus adânc și uniform în lemn și în cantitate su-

ficientă, atunci asigură o bună protecție mai ales împotriva ciupercilor și mai puțin

împotriva insectelor xilofage. Era considerată convenabilă utilizarea creozotului într-

un mare număr de procese de tratare și la un mare număr de produse impregnate,

adâncimea sa de pătrundere în lemn fiind clar vizibilă. În plus, nu se scurge ușor și nu

se evaporă din lemn. Rezistența la spălarea produsă de apa din precipitații se datorea-

ză în principal vâscozității și insolubilității sale în apă. Mai mult, impregnarea cu cre-

ozot poate oferi o protecție sporită împotriva fenomenelor caracteristice umflării-

contragerii, astfel încât lemnul tratat este stabil dimensional și puțin sensibil la crăpa-

re. În mod normal nu este coroziv pentru metale și are o rezistivitate electrică mare.

Creozotul posedă o varietate de proprietăți favorabile, pe care nu le întâlnim întotdea-

una la conservanții alternativi.

Dezavantajul său major este dat de faptul că procesul de tratare este relativ mur-

dar și produsele rezultate sunt actualmente neprietenoase față de mediul înconjurător.

Pot apare scurgeri (eng. bleeding) ale creozotului din materialul tratat. Existau unele

situații unde tratarea cu creozot nu era de dorit, de exemplu în containerele și ambala-

jele pentru alimente. Creozotul nu se poate utiliza pentru tratarea pieselor din lemn

care urmează să fie acoperite cu vopsea sau lacuri. Lemnul proaspăt tratat cu creozot

este mult mai inflamabil decât cel netratat, dar după ce majoritatea compușilor volatili

s-au evaporat din lemn, se aprinde mult mai greu decât lemnul netratat. Odată focul

instalat, lemnul tratat cu creozot arde mai puternic și degajă mai mult fum decât lem-

nul netratat motiv pentru care materialele impregnate cu acesta nu pot fi nici reciclate

nici distruse prin combustie, deșeurile de acest fel necesitând condiții speciale de păs-

trare-depozitare.

Uleiul de antracen rezultă tot prin distilarea fracționată a gudronului de huilă

la 300-400 ○C și se prezintă ca un lichid brun închis cu miros înțepător. Ca antiseptic

ce are toxicitate mare se folosește ca și creozotul având aceleași caracteristici și mod

de întrebuințare.

Carbolineum

Pentru economie, acolo unde costul creozotului este considerat prea ridicat sau

când absorbția este mare și nu poate fi controlată satisfăcător, acesta se diluează cu un

ulei ieftin pe bază de petrol. Acest fapt permite adesea o mai bună distribuție a creo-

zotului, fără o creștere nejustificată a consumului și a costului inițial. Adăugarea unui

procent de 2 % de fungicid (pentaclorfenol de ex.) la tratarea cu creozot înlătură pro-

blema apariției degradării produse de către ciuperca Lentinus lepedeus în lemnul cre-

ozotat. Un mod considerat eficient pentru a proteja lemnul creozotat de atacul insecte-

lor, îl constituie adăugarea unei mici cantități de trioxid de arsen, substanță însă ex-

trem de toxică.

Metode de tratare. Uleiurile creozotate sunt aplicate de obicei prin procedee de trata-

re sub presiune, precum procedeul absorbției totale sau procedeul absorbției parțiale

(limitate sau economice). După tratare, surplusul de creozot apare la suprafața lemnu-

Page 64: compozite material examen.pdf

63

lui tratat, în general în urma expunerii acestuia la ploaie. Acest fenomen se numește

scurgerea excesului.

Creozotarea sub presiune se recomandă acolo unde lemnul intră în contact cu

solul sau apa. Dacă tratarea sub presiune nu este posibilă, următoarea metodă reco-

mandată este imersia (scufundarea) într-o baie de conservant la cald (pentru a mări

penetrabilitatea, lichidul pierzând din viscozitate) sau la rece sau chiar impregnarea în

băi alternante calde-reci.

Aplicarea la suprafață a creozotului, prin pensulare sau pulverizare poate oferi

un grad de protecție acceptabil doar materialelor subțiri care nu se află în contact cu

solul, așa cum este cazul pardoselilor din lemn și a stâlpilor de împrejmuire. Este con-

siderată o modalitate convenabilă de tratare a lemnului, acesta putând fi tratat din nou

prin alte aplicări după un anumit număr de ani.

Panourile de pereți precum și capetele grinzilor sau ale căpriorilor erau adesea

pensulate cu creozot înainte de a fi puse în operă la construcții. Acest fapt le conferea

cu siguranță o anumită protecție împotriva pericolului infestărilor din perioada critică,

atunci când încă mai există umiditate ridicată în noua construcție din zidărie. Oricum,

un astfel de tratament superficial nu putea fi utilizat pentru obținerea unei protecții

permanente, în special datorită imposibilității repetării tratamentului la aceste materia-

le care, odată înglobate în pereți, devin inaccesibile.

La ora actuală există o puternică tendință de a se renunța la creozot pentru im-

pregnarea materialelor lemnoase, acesta fiind înlocuit de substanțe ecologice.

6.2 CONSERVANȚI SOLUBILI ÎN APĂ

Acești conservanți sunt sărurile solubile ale anumitor săruri metalice. Există două

tipuri de conservanți solubili în apă: săruri care nu se fixează și se spală din lemnul

tratat (lavabile), și sărurile care se fixează și nu se spală din lemnul tratat (nelavabile).

6.2.1 Conservanți lavabili, solubili în apă

Printre conservanții nefixați, solubili în apă, se numără borul și acidul boric,

pentaclorofenolatul de sodiu, sulfatul de cupru, clorura de mercur, fluorura de sodiu,

și sulfatul de zinc. Cei mai des utilizați sunt compușii borului care sunt aplicați prin

metoda difuziunii prin înmuiere. Deși au o eficiență sporită împotriva ciupercilor și

insectelor, conservanții pe bază de bor nu sunt fixați, deci lemnul tratat cu săruri ale

borului nu poate fi folosit în contact cu solul sau în alte condiții de umezeală. Conser-

vanții se recomandă pentru tratarea materialului lemnos ce urmează a fi folosit în con-

strucții, deasupra nivelului solului.

6.2.2 Conservanți nelavabili, solubili în apă

Acest tip de conservanți, destinați în principal pentru uz extern, conține săruri care

servesc la fixarea elementelor chimice în lemn, făcându-l rezistent la pătrunderea

apei. Cea mai prelungită și eficientă protecție a fost obținută prin utilizarea unor

amestecuri atent echilibrate de săruri de cupru, crom și arsen, numite pe scurt CCA-

uri. S-a demonstrat că lemnul tratat cu aceste săruri (CCA) este rezistent la atacurile

provocate de insecte și ciuperci pentru o perioadă mare de timp, chiar și în condiții

severe de expunere la acești agenți distrugători. Sărurile CCA sunt disponibile sub

diferite forme, ca amestecuri uscate de prafuri cristaline, paste, concentrații lichide.

Această varietate de produse a apărut datorită diferenței dintre materiile prime dispo-

nibile în anumite state producătoare, măsurile de siguranță și cerințele de transport.

Pastele și concentrațiile lichide au câteva avantaje față de amestecurile uscate. Este

mult mai ușor să faci din acestea o soluție eficientă de creștere a rezistenței lemnului,

în uzinele de tratare. În timpul amestecului cu pulberi, se poate produce praf, care

Page 65: compozite material examen.pdf

64

poate reprezenta un risc la adresa sănătății muncitorilor. Pastele, cu vâscozitatea lor

mare au de asemenea caracteristic faptul că fisurile sau deteriorările containerelor în

care sunt depozitate nu duc la o scurgere pe suprafețe întinse. Spre deosebire de ames-

tecurile uscate, acestea nu se întăresc și nu devin blocuri solide. Sărurile CCA sunt

diluate în apă pentru a se atinge concentrația necesară tratării. Aceste soluții nu au

miros și în general nu au o acțiune corozivă asupra metalelor. Aceste săruri sunt stabi-

le din punct de vedere chimic la temperaturi normale, însă necesită protejare la tempe-

raturi mai mari de 50oC pentru perioade mai lungi, deoarece ar putea rezulta precipi-

tați insolubili.

Specificațiile pentru conservanții CCA variază de la stat la stat. Amestecurile

normale de conservanți sunt definite de proporția elementelor active, adică de cantită-

țile de cupru, crom și arsen, exprimate ca procente din total. Ar trebui accentuat din

nou faptul că acești conservanți sunt foarte eficienți și se fixează chimic în lemn, prin

formarea sărurilor insolubile care nu sunt spălate de către apă.

Alături de CCA , există și alte formule, ca de exemplu:

Cupru/Crom/Bor (CCB)

Cupru/Crom/Fluor (CCF)

Cupru/Crom/Fosfor (CCP)

Fluor/Crom/Arsen (FCA)

Fluor/Crom/Arsen/Fenol (FCAP)

Bor/Fluor/Crom/Arsen (BFCA)

Cea mai mare critică adusă majorității acestor săruri o constituie natura lor toxi-

că, în special în cazul celor cu conținut în arsen.

Avantajele utilizării conservanților pe bază de apă

- acești conservanți pot fi transportați în formă solidă sau concentrată;

- urmează a fi folosiți împreună cu cel mai ieftin solvent – apa;

- sunt foarte eficienți atât împotriva ciupercilor cât și a insectelor;

- lasă lemnul în stare curată;

- lemnul tratat poate fi vopsit și încleiat după ce apa s-a evaporat;

- acești conservanți se pot combina cu substanțe chimice care împiedică

extinderea focului.

Dezavantajele utilizării conservanților obținuți pe bază de apă

- majoritatea acestor substanțe sunt foarte toxice, cu toate acestea lemnul

tratat, după uscare poate fi în general manipulat fără riscuri;

- când se aplică pe lemnul uscat, îl udă din nou, determinând umflarea

acestuia și apoi o repetare a procesului de uscare.

6.3 TIPUL SOLUBILI ÎN SOLVENȚI ORGANICI Conservanții aparținând tipului solvenților organici sunt alcătuiți din substanțe chimi-

ce active, toxice pentru agenții distrugători ai lemnului, dizolvate într-un solvent or-

ganic, precum petrolul distilat. Acești solvenți organici au vâscozitate scăzută și pă-

trund imediat în lemnul uscat, astfel încât se pot folosi în special la formarea conser-

vanților destinați aplicării superficiale cu ajutorul pensulei, prin pulverizare și prin

scufundare. Trebuie menționat faptul că acțiunea de conservare depinde doar de sub-

stanțele toxice, iar solventul nu exercită un rol de conservant. Datorită faptului ca

acești solvenți sunt scumpi, folosirea lor poate fi justificată doar în cazul în care nu

pot fi folosite alte substanțe chimice de conservare.

Cel mai important fungicid pentru conservanții pe bază de solvent organic este

pentaclorfenolul. Conservanții de tipul solvenților organici se aplică folosind pensula,

Page 66: compozite material examen.pdf

65

prin pulverizare, prin procese de scufundare în apă sau prin procese de presiune scă-

zută.

Avantajele conservanților de tipul solvenților

- lasă lemnul în stare curată;

- pătrunde ușor în materialul lemnos;

- lemnul tratat poate fi vopsit și încleiat imediat după evaporarea solventu-

lui;

- nu determină umflarea sau deformarea lemnului, deoarece nu conțin apă;

- sunt foarte utili în tratarea lemnului din clădirile atacate de insecte sau

ciuperci, deoarece se absorb ușor de către majoritatea sortimentelor de

lemn de construcție, la aplicarea cu pensula sau prin pulverizare.

Dezavantajele utilizării conservanților de tipul solvenților

- conservanții de tipul solvenților sunt foarte scumpi;

- sporesc inflamabilitatea lemnului pentru o perioadă scurtă de timp după

aplicare.

6.4 SUBSTANȚE CARE ÎNTÂRZIE EXTINDEREA FOCULUI (SUB-

STANȚE IGNIFUGE) Aplicarea tratamentelor de ignifugare ar trebui să reducă suprafața de răspândire a

focului, rata de degradare și carbonizarea. Ar trebui de exemplu să reducă inflamabili-

tatea și să prevină reaprinderea focului și combustia susținută după îndepărtarea căl-

durii. Substanțele ignifuge trebuie aplicate cu ușurință, fără costuri mari, și nu ar tre-

bui să aibă un efect de degradare a caracteristicilor fizice și mecanice pentru lemnul

tratat. Mai mult, acestea nu ar trebui să influențeze încleierea și proprietățile de finisa-

re.

Există doua tipuri principale de tratamente ignifuge și anume:

- învelirea suprafețelor expuse;

- impregnarea sub presiune.

Învelișurile ce previn extinderea focului sunt de două tipuri:

- învelișuri expandabile – sunt acelea care , expuse la foc, produc gaze ne-

inflamabile, precum și un strat izolator de spumă, reducând astfel rata

creșterii temperaturii în cazul lemnului protejat;

- învelișurile neexpandabile – sunt acelea care, expuse la foc, interacțio-

nează chimic cu procesul arderii.

Cele mai eficiente s-au dovedit a fi învelișurile expandabile și de aceea acestea

sunt și cel mai des folosite.

Substanțele chimice utilizate în tratarea lemnului, pentru a-i conferi rezistență la

ardere se bazează pe amestecuri de sulfat de amoniu și fosfați, cu adăugarea de săruri

ce împiedică extinderea focului, precum acidul boric și clorura de zinc.

Page 67: compozite material examen.pdf

66

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

Babos, R., Protecția preliminară a materialului lemnos prin imersie, în Revista Cas-

tor nr. 2/2007

Coutrot, D., Panelboards Industry – A Rapid View. Mobil meeting, septembrie, Lisa-

bona, 1989

Coutrot, D., Plăcile de așchii, INB, 1987

CTBA, Caiet nr. 107 – Placăl de așchii CTB-H

CTBA, Caiet nr. 109 – Colajul lemnului

CTBA, Caiet nr. 115 – Tehnologia derularii

CTBA, Caiet nr.106 – Placaj NF – Exterior CTB-X

CTFT și CTBA, Ghid pentru alegerea esențelor derulabile pentru fabricarea de placaj.

Națiunile Unite. Comisia Economica pentru Europa, FAO și OIT: „Seminar on

new technologies ans applications în the wood-based panels sector”, Gdansk,

Polonia, 20-24 mai 1991

Ene, N., Bularca, M., Fabricarea cherestelei. Tehnologii moderne proiectare, utilaje,

exploatare. București 1994

Lionel Jayanelti D., Wood preservation, FAO 1986

Schniewind, A.P., Concise Encyclopedia of Wood and Wood-based Materials

Pergamon Press, 1989

Stinghe, P., Agenda forestieră, Ed. Agrosilvică București 1968

Suciu, P.N., Tehnologia lemnului, Ed. de Stat Didactică și Pedagogică București 1962

Tănăsescu, F., Agenda tehnică, Ed. Tehnică București 1990

Von Stauffenberg, C., Protecția (bio)logică a lemnului, în Revista Castor nr. 3/2007

Washington State University, Proceedings of the twenty-fifth international

particleboard / composite materials symposium, WSU, Pullman, 1991

Wing, A.L. și Chalk, R., The forest Industries Sector – An Operational Strategy for

Developing Countries. World Bank. Washington, D.C., 1988.