Bērza saplākšņa ugunsdrošības uzlabošana pielietojumam būvizstrādājumos

2023. gada aprīlī tika uzsākts projekts “Bērza saplākšņa ugunsdrošības uzlabošana pielietojumam būvizstrādājumos”, kura ietvaros tiks pētītas finieru impregnēšanas tehnoloģijas parādības un procesi, kas ietekmē saplākšņa ugunsnoturība, kā arī saplākšņa tālākās apstrādes iespējas atklājot jaunus ugunsnoturīgā saplākšņa pielietojumus dekoratīviem mērķiem, tai skaitā akustiskajos paneļos. Projekta mērķis ir ar impregnēšanas tehnoloģiju uzlabot saplākšņa ugunsnoturību, radot produktu ar plašām pielietošanas iespējām būvniecībā un citās nozarēs, kur materiāli ar augstu ugunsdrošību ir obligāta prasība.

Projekta rezultātā paredzēts izstrādāt tehnoloģiju, kas ļaus iegūtās zināšanas ieviest ražošanas līmenī, iegūstot produktu ar augstu pievienoto vērtību, klasificējot to pēc būvniecības un būvizstrādājumu ugunsdrošības standarta EN 13501-1 ar ugunsreakcijas klasi B-s1, d0.

Pētniecības projekta ietvaros plānots radīt kokrūpniecības nozarei, tai skaitā AS “Latvijas Finieris”, nozīmīgu produktu, tādējādi ne tikai papildinot savu produktu klāstu, bet arī paplašinot ilgtspējīgu koksnes pielietojumu dažādos virzienos, radot motivāciju produkta izpētei, tā ieviešanai ražošanā un izpratnes veicināšanai par plašākām produkta pielietošanas jomām, kā rezultātā stimulējot uzņēmuma izaugsmi un palielinot konkurētspēju tirgū starp citiem bērza saplākšņa ražotājiem.

Projekta īstenošanas laiks: 04.2023 – 03.2026

---

2023.gada I projekta ceturksnis

• Uzsākti pētniecības un analīzes darbi pie projekta pirmās aktivitātes par bērza finieru piesūcināšanas tehnoloģijām, lai izzinātu procesus un iespējas šīs tehnoloģijas pielāgot bērza saplākšņa ražošanas procesā;
• Pēc sākotnējā izpētē veiktajiem testiem, kuros eksperimentu veidā pārbaudījām 3 dažādas ugunsdrošā saplākšņa iegūšanas tehnoloģijas no potenciāli perspektīvākajiem ražotājiem, esam analizējuši iegūtos rezultātus un izvērtējuši iespējas šīs tehnoloģijas pielāgot ražošanai, rezultātā izvēloties vienu galveno finieru piesūcināšanas tehnoloģiju pēc kuras turpināt pētniecības procesa norisi;
• Noslēdzoties 1.1. aktivitātei “Izpētīt bērza finieru piesūcināšanas tehnoloģijas ugunsizturīgā bērza saplākšņa iegūšanai” ir iegūta izpratne un zināšanas par pieejamajām finieru piesūcināšanas tehnoloģijām un procesiem, kā arī pieņemti lēmumi pat konkrētās tehnoloģija izvēli turpmākajā projekta norisē.

---

2023.gada II projekta ceturksnis

• Uzsākta paraugu sagatavošana un testēšana projekta rūpnieciskā pētījuma 1.2 aktivitātei par šķīduma koncentrācijas ietekmi uz finieru piesātinājumu, lai noteiktu kā mainās testu rezultāti atkarībā no impregnēšanas šķīduma koncentrācijas;
• Sagatavoti un impregnēti finieri 40%, 30% un 20% šķīduma koncentrācijā. Visi impregnētie finieri mērcēti 24 stundas;
• No sagatavotajiem 40% un 30% koncentrācijās impregnētajiem finieriem salīmēti saplākšņu paraugi;
• Saplākšņa paraugi, kas līmēti no 40% koncentrācijā impregnētajiem finieriem, ir notestēti un iegūti pirmie laboratorijas testu rezultāti;
• Testos pārbaudītie saplākšņu paraugi sasniedz vēlamo rezultāti – ugunsreakcijas klasi B-s1, d0;
• 1.2. aktivitātes “Noteikt šķīdumu koncentrācijas ietekmi uz finieru piesātinājumu” darbi turpinās arī nākamajā ceturksnī, lai iegūtu pilnvērtīgu izpratni par šķīduma koncentrācijas ietekmi sagatavojot un laboratoriski testējot pārējos sagatavotos saplākšņa paraugus;
• Paralēli RP aktivitātei 1.2 turpinās arī projekta eksperimentālās izstrādes aktivitātes 2.1. “Tehnoloģijas mērogošana un prototipu izgatavošana” darbi, lai sagatavotos un pielāgotu laboratorijas apstākļos iegūtās zināšanas arī rūpnieciskā mērogā;
• Aktivitātes 2.1 ietvaros atrasts un iegādāts risinājums pilnformāta finieru impregnēšanai un apzinātas papildus nepieciešamās iekārtas tehnoloģijas testēšanai rūpnieciskā mērogā.

---

2023.gada III projekta ceturksnis

• Projekta 3. ceturksnī turpinās pētījuma RP 1.2. aktivitāte “Noteikt šķīdumu koncentrācijas ietekmi uz finieru piesātinājumu” un paralēli norisinās RP 1.3. aktivitāte “Noteikt impregnēšanas laika ietekmi uz finieru piesātinājumu noskaidrošanu”, lai noteiktu kā antipirēna šķīduma koncentrācija un impregnēšanas laiks ietekmē saplākšņa ugunsreakciju.
• Laboratorijā ir veikti ugunsreakcijas testi paraugiem, kuri mērcēti 8, 16 un 24 stundas. Katrā mērcēšanas laikā izmantotas sekojošas šķīduma koncentrācijas: 20%, 30% un 40%. Kopā veikti 57 testi. Paraugi ir iedalīti divās grupās, kuras apzīmētas ar “S” un “M”, kur “S” grupa nozīmē, ka impregnēšanā izmantoti sausie finieri, kuri iepriekš ir izgājuši žāvēšanas procesu, savukārt “M” grupa nozīmē, ka impregnēšanā ir izmantoti mitri finieri, kuri pēc finierkluča lobīšanas nav izgājuši žāvēšanas procesu.
• Testos iegūtās sekojošas ugunsreakcijas klases:

 

M grupa
	8 st.		16 st.		24 st.
20%	C	D	D		C
30%	C		C		C
40%	C		B	C	B

S grupa
	8 st.		16 st.	24 st.
20%	C		C	C
30%	C	D	C	C
40%	C		C	C	B

 

Dūmu veidošanās klase: s1

Degošo pilienu/daļiņu klase: d0

Noslēdzoties 1.2. un 1.3. aktivitātēm esam ieguvuši testu rezultātus jeb ugunreakcijas klases visiem izvēlētajiem paraugu veidiem. Ir izdarīti secinājumi un pieņemts lēmums par projekta tālāko virzību, koncentrējoties uz tām paraugu grupām kurās tika iegūta ugunsreakcijas klase B, kas ir augstākā ugunsreakcijas klase koksnes plātnēm.

Paralēli rūpnieciskajam pētījumam turpinās arī projekta eksperimentālās izstrādes aktivitātes 2.1. “Tehnoloģijas mērogošana un prototipu izgatavošana” darbi, lai sagatavotos un pielāgotu laboratorijas apstākļos iegūtās zināšanas arī rūpnieciskā mērogā. Ir uzstādīta pilnformāta finieru impregnēšanas iekārta, kā arī piemeklēts papildus nepieciešamais aprīkojums tehnoloģijas testēšanai.

---

2024.gada IV projekta ceturksnis

Projekta 4. un 5.ceturksnī norisinās RP 1.4. aktivitāte “Noskaidrot darba šķīduma temperatūras ietekmi uz finieru piesātinājumu”.

Balstoties uz iegūtajiem rezultātiem jau pabeigtajās projekta P6 aktivitātēs:

• Izvēlēts koncentrācijas un impregnēšanas laiks, kur apskatīt padziļinātāk, pievienojot papildus temperatūras parametru. Pārbaudes tiks veiktas gan sausajiem finieriem, kas pēc lobīšanas ir žāvēti, gan mitrajiem finieriem, kurus impregnēja bez iepriekšējas žāvēšanas.
• Padziļinātākai izpētei izvēlētie tehnoloģiskie parametri: 1.šķīduma temperatūra: 35° C; 40° C; 55° C; 2.Šķīdumkoncentrācija: 40 %; 3. Impregnēšanas laiks: 16 st., 24 st., 48 st.
• Aktivitātes ietvaros plānots pārbaudīt arī antipirēna ražotāja norādītos parametrus ar sauso finieru mērcēšanu: 40° C – 20% – 24 st.

Turpinās darbi pie MNKC projekta P6 eksperimentālās izstrādes 2.1. aktivitātes “Tehnoloģijas mērogošana un prototipu izgatavošana”. Sagatavota darba drošības instrukcija un veikti impregnēšanas vannas uzlabošanas darbi, lai nodrošinātu nepieciešamos apstākļus uzsākot darbu pie pilnformāta finieru impregnēšanas testiem.

---

2024.gada V projekta ceturksnis

Noslēgusies projekta P6 aktivitāte RP 1.4. “Noskaidrot darba šķīduma temperatūras ietekmi uz finieru piesātinājumu” (no 01.01.2024 līdz 30.06.2024) un aktivitāte RP 1.5 “Novērtēt impregnētā finiera saklāšanas shēmas ietekmi uz ugunsnoturības rādītājiem” (01.04.2024. līdz 30.06.2024):

• RP 1.4. aktivitātes ietvaros noteikta ugunsreakcija dažāda veida paraugiem, vadoties pēc I ceturksnī izveidotās matricas, pārbaudot visu trīs parametru (koncentrācijas, impregnēšanas laika un temperatūras) ietekmi uz antipirēna iedarbību,
• RP 1.5. aktivitātes ietvaros pārbaudīti dažādu impregnēto finieru salikumi saplāksnī: 1) sagatavoti paraugi, kuros visi finieri impregnēti ar antipirēnu, 2) sagatavoti paraugi, kur tikai abas ārējās kārtās ir izmantoti impregnētie finieri, pārējās finieru kārtās atstājot parasto bērza finieri.

Noslēdzoties abām RP aktivitātēm, iegūti rezultāti veiksmīgai projekta gaitas turpināšanai  un izvēlēti darbam turpmākajās projekta P6 aktivitātēs atbilstoši tehnoloģiskie parametri.

Paralēli turpinās darbi pie P6 projekta eksperimentālās izstrādes EI 2.1. aktivitātes “Tehnoloģijas mērogošana un prototipu izgatavošana”. Tās ietvaros apgūta impregnēšanas vannas darbība un uzsākti pirmie pilnformāta finieru impregnēšanas testi, lai iegūtu veiksmīgai darbu veikšanai tālākajās EI aktivitātēs rūpnieciskā  mērogā  vajadzīgās finieru impregnēšanas procesa iemaņas.

---

2024.gada VI projekta ceturksnis

Noslēgusies projekta P6 aktivitāte RP 1.6. “Finieru impregnēšanas tehnoloģijas apraksta izstrāde un aprobācija” (no 01.07.2024 līdz 30.09.2024):

• Aktivitātes ietvaros izstrādāts finieru piesūcināšanas tehnoloģiskais apraksts, kas balstīts uz iepriekšējā aktivitātē iegūto rezultātu analīzi, izvēloties atbilstošu mērcēšanas šķīduma koncentrāciju, šķīduma temperatūru, mērcēšanas laiku un impregnēto finieru saklājumu;
• Iegūtais rezultāts nodrošina veiksmīgu projekta turpmāko gaitu un ungunsnoturīgā saplākšņa fizikāli-mehānisko īpašību pārbaudi nākamo aktivitāšu ietvaros.

Noslēgusies projekta P6 aktivitāte EI 2.1.“Tehnoloģijas mērogošana un prototipu izgatavošana” (no 01.04.2023 līdz 30.09.2024):

• Aktivitātes ietvaros apgūta impregnēšanas vannas darbība, šķīduma gatavošanas un finieru mērcēšanas tehnoloģija un veiksmīgi īstenoti pirmie pilnizmēra saplākšņa līmēšanas testi rūpnīcā;
• Aktivitātes EI 2.1. noslēgumā iegūtas pirmās ugunsnoturīgā saplākšņa prototipa loksnes, nodrošinot veiksmīgu projekta turpmāko gaitu, pielāgojot RP aktivitāšu ietvaros iegūtos tehnoloģiskos parametrus ražošanas mērogā.

---

2025.gada VII un VIII projekta ceturksnis

Īstenota projekta P6 “Bērza saplākšņa ugunsdrošības uzlabošana pielietojumam būvizstrādājumos” rūpnieciskā pētījuma 1.7. aktivitāte “Tehnoloģijas ietekmes noteikšana uz ugunsizturīgā saplākšņa fizikāli-mehāniskajām īpašībām”, kas norisinājās divus ceturkšņus – periods no 01.10.2024. līdz 31.03.2025.

• Šīs aktivitātes ietvaros, sadarbojoties ar RTU Ķīmijas un ķīmijas tehnoloģijas institūtu, tika izvērtēta antipirēna ietekme uz bērza finiera un saplākšņa fizikāli-mehāniskajām īpašībām – lieces un bīdes stiprību (līmējuma kvalitāti), kā arī citām būtiskām ražošanas īpašībām, tostarp blīvumu, mitrumu un gaistošo vielu emisiju.
• Pamatojoties uz iegūtajiem datiem, tika veikta analīze un izdarīti secinājumi par antipirēna ietekmi uz saplākšņa īpašībām, kas sniedz būtisku pienesumu projekta turpmākajām darbībām.

Tāpat aŗī īstenota rūpnieciskā pētījuma 1.8. aktivitāte “Tehnoloģijas ietekmes noteikšana uz ugunsizturīgā saplākšņa virsmas kvalitātes raksturlielumiem”, kas tika īstenota viena ceturkšņa laikā – periods no 01.01.2025. līdz 31.03.2025.

• Sadarbībā ar RTU Ķīmijas un ķīmijas tehnoloģijas institūtu tika izvērtēta antipirēna ietekme uz bērza finiera un saplākšņa virsmas kvalitāti. Tika konstatēts, ka temperatūras ietekmē antipirēns izraisa koksnes iekrāsošanos, kā rezultātā finieris žūstot kļūst tumšāks, un gala produkts – saplāksnis – vizuāli atšķiras no parastā bērza saplākšņa.
• Papildus iekrāsojumam tika noteiktas izmaiņas virsmas raupjumā, cietībā un virsmas enerģijā (slapināšanas leņķī).
• Iegūtie dati analizēti, un izdarīti secinājumi par antipirēna ietekmi uz saplākšņa virsmas īpašībām.

Īstenota eksperimentālās izstrādes 2.3. aktivitātes “Eksperimentālās partijas rūpnieciskais tests” 1. fāze – analīze un secinājumi.

• Šīs fāzes ietvaros veiksmīgi izgatavots 1 m³ ugunsizturīgā saplākšņa.
• Saražotajām partijām veikti ugunsreakcijas testi, kuros sasniegta vēlamā ugunsreakcijas klase – B-s1,d0.
• Rūpnieciskā testa laikā iegūtās zināšanas un pieredze ļauj sekmīgi turpināt projekta īstenošanu un uzsākt nākamo eksperimentālās partijas rūpniecisko testu.

---

2025.gada IX projekta ceturksnis

Īstenota projekta P6 akativitāte RP 1.9. “Ugunsnoturīgā saplākšņa dekoratīvais pielietojums, tai skaitā akustiskajos paneļos” 1. fāzes novērtējums” laika periodā no 01.04.2025 – 30.06.2025 (aktivitāte nav pabeigta), kuras ietvaros:

• Veikts parastā saplākšņa un ugunsnoturīgā saplākšņa skaņas pārneses tests pēc ASTM E2611-17;
• Veikta testēšana liela diametra paraugiem (100 mm) un maza diametra paraugiem (29 mm);

No testa tiek iegūts:

• Transmisijas koeficients jeb, cik skaņas tiek pārraidīts cauri materiālam;
• Izolācijas indekss, kas ir skaņas vājinājuma līmenis;
• Kompleksa transmisijas zuduma raksturlielumi, kas ļauj modelēt, kā materiāls uzvedīsies reālās konstrukcijās.

Pabeigta EI 2.4. aktivitāte “Eksperimentālās partijas rūpnieciskais tests” 2. fāze atbilstoši 1. fāzes rezultātiem laika periodā no 01.04.2025 – 30.06.2025. 2.4. aktivitātes laikā sagatavotas eksperimentālās paraugu lokses:

• Finieri, kas mērcēti atbilstoši iepriekšējās aktivitātes noteiktajai optimālākajai koncentrācijai, žāvēti un presēti saplāksnī, izmantojot ārdarbiem paredzētu līmi;
• Aplīmēts parastais bērza saplāksnis ar impregnēto finieri no abām pusēm izmantojot 3 dažāda tipa līmes;
• Aplīmētajiem saplākšņiem pārbaudīta līmes adhēzija starp impregnēto finieri un saplāksni pēc EN 311 “Koksnes plātnes – Virsmas izturība – Pārbaudes metode”;
• Balstoties uz virsmas līmējuma stiprības testa rezultātiem un 1.5.aktivitātē iegūtajiem rezultātiem par saklājumu ietekmi uz ugunsreakcijas klasi, izgatavotas eksperimentālās loksnes, kur 4 mm biezs parastais bērza saplāksnis ir aplīmēts ar  3 impregnēto finieru kārtām izmantojot MUF sveķu bāzes līmi;
• Izgatavotajām loksnēm veikti ugunsreakcijas testi un iegūta klasifikācija saskaņā ar EN 13501-1.

Tāpat arī uzsākta EI 2.5. aktivitāte “Kvalitātes kontroles metodes izstrāde” (aktivitāte nav pabeigta), kuras ietvaros no 01.04.2025 – 30.06.2025:

• Atskaites formā apkopoti svarīgākie kontrolējamie mērcēšanas procesa parametri, kas nodrošina darba šķīduma kvalitāti un nosaka impregnēšanas šķīduma iesūkšanās efektivitāti jeb piesūcināšanās pakāpi;
• Apkopotas darbības kas jāveic, lai mērcēšanas procesa laikā, lai nodrošinātu kontrolējamu impregnēšanas procesu;
• Kontrolējamie parametri ietver šķīduma blīvuma jeb viskozitātes mērījumus izmantojot viskozimetru, finieru pakas svēršana, piesūcināšanās pakāpes noteikšana, šķīduma koncentrācijas mērījumus izmantojot sausnes svariņiem (mitruma satura analizators), šķīduma blīvuma jeb viskozitātes mērījumi ar viskozimetru;

Noteikts maksimālais viena šķīduma lietošanas daudzums.

---

2025.gada X projekta ceturksnis

Īstenota un pabeigta projekta P6 aktivitāte RP 1.9. “Ugunsnoturīgā saplākšņa dekoratīvais pielietojums, tai skaitā akustiskajos paneļos” 1. fāzes novērtējums, kuras ietvaros no 1.07.2025-30.09.2025: veikti saplākšņa akustisko īpašību testi, salīdzinot ugunsizturīgo saplāksni ar parasto bērza saplāksni un testu rezultātā noteikti galvenie akustiskos raksturlielumus raksturojošie parametri – skaņas transmisijas koeficients un skaņas izolācijas indekss, kas kalpo par pamatu materiāla pielietojuma izvērtēšanai akustisko paneļu risinājumos. Šajā periodā īstenotās darbības:

• Veikti ugunsreakcijas testi pēc SBI metodes (atsevišķa degoša priekšmeta tests) saskaņā ar standartu EN 13823, kā arī testēto paraugu ugunsreakcijas klašu noteikšana atbilstoši EN 13501-1. Testi veikti perforētiem sienas paneļu paraugiem ar atšķirīgām finierēšanas shēmām – paraugiem, kas no abām pusēm trīs kārtās aplīmēti ar impregnēto ugunsizturīgo finieri, kā arī paraugiem, kuros impregnētais finieris izmantots visās konstrukcijas kārtās. Šādā veidā tika izvērtēta finiera impregnācijas un slāņu konfigurācijas ietekme uz paneļu ugunsreakcijas rādītājiem.
• Laboratorijas apstākļos pārbaudītas ugunsnoturīgā saplākšņa laminēšanas un finierēšanas tehnoloģiskās iespējas, izvērtējot to piemērotību dekoratīvam pielietojumam. Izgatavoti paraugi, kuros ugunsnoturīgais saplāksnis laminēts ar fenola sveķu bāzes filmu, kā arī finierēts ar parasto augstas šķiras bērza finieri. Darbu gaitā iegūtas praktiskas zināšanas par materiālu savietojamību, līmēšanas kvalitāti un virsmas vizuālo izskatu, kas ir būtiski turpmākai dekoratīvo un akustisko paneļu izstrādei.

Tiek īstenota aktivitāte EI 2.5. “Kvalitātes kontroles metodes izstrāde” (aktivitāte nav pabeigta), kuras ietvaros no 01.07.2025 – 30.09.2025 izstrādāts finiera impregnēšanas un žāvēšanas procesa tehnoloģiskais apraksts reālai ražošanai, kas kalpos kā pamats stabila, kontrolējama un atkārtojama impregnēta finiera ražošanas procesa nodrošināšanai. Izstrādātais tehnoloģiskais apraksts aptver visu procesu no izejmateriālu izvērtēšanas līdz impregnētā finiera sagatavošanai transportēšanai uz saplākšņa līmēšanas rūpnīcu un ietver sekojošas galvenās sadaļas:

• informāciju par izmantotajiem izejmateriāliem,
• informāciju par tehnoloģiskajām iekārtām un to raksturojumu,
• detalizētu impregnēšanas un žāvēšanas tehnoloģisko procesu,
• kvalitātes kontroles posmus,
• papildus tehnoloģiskā apraksta izstrādei tika veikti praktiski finiera mērcēšanas un žāvēšanas testi, kuru rezultāti izmantoti, lai precizētu un pamatotu noteiktos tehnoloģiskos parametrus, identificētu kritiskos procesa posmus, izstrādātu piemērotus kvalitātes kontroles kritērijus ražošanas apstākļiem. Iegūtās zināšanas un izstrādātais tehnoloģiskais apraksts nodrošina pamatu kvalitātes kontroles metodes ieviešanai reālajā ražošanā un turpmākai impregnētā finiera procesa optimizācijai.

Turpmāko darbību ietvaros rezultāta sasniegšanai paredzēts apkopot un analizēt svēršanas un mitruma satura noteikšanas rezultātus, nosakot pieļaujamās novirzes un robežvērtības, kas raksturo kvalitatīvu impregnēšanas rezultātu, izvērtēt vizuālās kontroles kritērijus (piemēram, piesūcinājuma vienmērīgumu, defektu pazīmes) lai tos varētu iekļaut kvalitātes kontroles pārbaudes metodē kā papildinošu novērtēšanas elementu, kā arī noteikt kritiskos kontroles punktus impregnēšanas un žāvēšanas procesā, kuros kvalitātes pārbaude ir obligāta.