ЛВЛ-брус: характеристики и применение¶
ЛВЛ-брус (клееный клееный брус, от англ. LVL — Laminated Veneer Lumber) — конструкционный древесный материал, изготавливаемый из тонких шпона листов хвойных пород, склеенных между собой под давлением с применением синтетических смол. В отличие от обычного клееного бруса, где склеиваются доски (ламели), в ЛВЛ-брусе слои формируются из шпона толщиной около 3 мм, что придаёт материалу высокую стабильность размеров и предсказуемость механических свойств. Материал широко применяется в строительстве, машиностроении и деревообработке как замена цельной древесине высокого сечения.
¶Происхождение и история
Технология ЛВЛ была разработана в США в 1960-х годах. Первые промышленные линии по производству материала запустили в 1968 году. Изначально ЛВЛ позиционировался как материал для несущих конструкций — балок перекрытий, стропильных ног, опор — там, где требовалась древесина большой длины и высокой несущей способности без сучков и дефектов.
В России производство ЛВЛ-бруса начало налаживаться в 1990-е — 2000-е годы. Крупнейшими производителями стали предприятия в Ленинградской, Вологодской и Иркутской областях. К началу 2020-х годов в России работало несколько заводов полного цикла, суммарная мощность которых оценивалась в сотни тысяч кубометров в год. Основной экспортный рынок — страны Европы и Азии.
¶Технология производства
Производство ЛВЛ-бруса включает следующие основные этапы:
- Подготовка сырья. Используется круглый лес хвойных пород — преимущественно сосна, ель, реже лиственница. Бревна очищаются от коры и разрезаются на чураки нужной длины.
- Парение и строжка. Чураки выдерживаются в паровой камере для размягчения, затем разрезаются на ленты на ленточнопильных станках или вращающими ножами.
- Сушка и выравнивание. Шпон сушится в сушильных камерах до влажности 2–6 %, после чего выравнивается по толщине.
- Нанесение клея. Листы шпона пропускаются через клеенаносящие валики. В качестве связующего применяются меламиновые, фенолформальдегидные или полиуретановые смолы. Для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами и жилыми помещениями, используются смолы на основе метилендифенилдиизоцианата (MDI), не выделяющие формальдегид.
- Сборка пакета и прессование. Листы укладываются с чередованием направления волокон (как правило, продольным), пакет подаётся в непрерывный пресс, где под температурой 120–200 °C и давлением происходит полимеризация клея.
- Финишная обработка. Брус калибруется по сечению, строгается или шлифуется, режется на заготовки.
¶Характеристики
Основные технические свойства ЛВЛ-бруса зависят от породы сырья, клея и конструкции пакета. Средние значения для материала из сосны:
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Плотность | 500–650 кг/м³ |
| Прочность на изгиб | 80–110 МПа |
| Модуль упругости | 10–14 ГПа |
| Прочность на растяжение вдоль волокон | 70–95 МПа |
| Влажность готового изделия | 8–12 % |
| Типичные сечения | 90×225, 100×200, 200×200 мм |
| Максимальная длина | до 12–18 м |
Отсутствие крупных сучков и дефектов, характерных для цельной древесины, обеспечивает высокую однородность: разброс прочностных свойств у ЛВЛ в 2–3 раза ниже, чем у пиломатериалов того же сорта.
¶Классификация
По назначению и конструкции различают:
- Строительный ЛВЛ — балки, перемычки, стропила, опалубка. Чаще всего имеет прямоугольное сечение и продольное направление слоёв.
- Фанерный ЛВЛ (LVL-панели) — широкие плиты с перекрёстной укладкой шпона, используемые в опалубке, половицах, контейнерном строительстве.
- ЛВЛ с профилированным сечением — балки с трапециевидным или двутавровым профилем, применяемые в лёгком каркасном домостроении.
- ЛВЛ для упаковки — паллетные доски, бруски, рейки.
По классу эмиссии формальдегида изделия маркируются как E0,5, E1 или E2; для жилых помещений применяются классы E0,5 и E1.
¶Применение
Основные области использования ЛВЛ-бруса:
- Горизонтальные несущие конструкции — балки перекрытий и покрытий, где материал заменяет брус из массива. Длинномерные балки (до 12 м и более) позволяют перекрывать пролёты без промежуточных опор.
- Стропильные системы — стропила из ЛВЛ не имеют прогиба под собственным весом и снеговой нагрузкой.
- Клееные конструкции — арочные фермы, мостовые элементы, опоры ЛЭП.
- Опалубка — многоразовые щиты из ЛВЛ-панелей выдерживают до 50–100 циклов бетонирования.
- Машиностроение — основания станков, оснастка, тара для тяжёлого оборудования.
- Рекламные и торговые конструкции — стеллажи, витрины, каркасы выставочных стендов.
¶Достоинства и ограничения
К достоинствам материала относятся: стабильность геометрических размеров, низкая склонность к короблению и трещинообразованию, высокая несущая способность при меньшей массе по сравнению с металлом, простота обработки стандартным столярным инструментом.
К ограничениям относятся: более высокая цена по сравнению с пиломатериалами хвойных пород, необходимость защиты от увлажнения (материал чувствителен к длительному контакту с водой без обработки), выделение формальдегида при использовании фенолформальдегидных смол (для жилых помещений требуется маркировка E0,5/E1), ограниченная толщина сечения по сравнению с брусом из массива.
¶Стандарты и нормирование
В России производство и применение ЛВЛ-бруса регулируется ГОСТ Р 58577-2019 «Бруски клееные ЛВЛ. Технические условия». За рубежом аналогичные требования содержатся в европейском стандарте EN 14279 и североамериканском ANSI/APA PRP-10. Стандарты устанавливают классы прочности, допустимые отклонения по геометрии, требования к эмиссии формальдегида и маркировке.
Источники:
- ГОСТ Р 58577-2019 «Бруски клееные ЛВЛ. Технические условия»
- EN 14279:2005 — Laminated veneer lumber (LVL) — Definitions, classification and specifications
- APA — The Engineered Wood Association, Technical Data: Laminated Veneer Lumber
- Справочник «Конструкционные материалы: древесина и деревянные материалы», под ред. В. А. Селина