Домашнее хозяйство — это женская работа, которую никто не замечает… пока она не прекращает ею заниматься.



Строительные материалы на основе древесины


 

Хвойные породы древесины преобладают при производстве строительных материалов. Их доля в общем объеме производства составляет: лиственница 37%, сосна 19%, ель и пихта 20%, кедр 8%. Береза, являющаяся основным сырьем для фанерной промышленности, составляет около 13%. В строительную практику все шире внедряются деревянные конструкции заводского изготовления, многие современные строительные материала изготавливаются с использованием отходов деревообработки.

Древесина как материал органического происхождения состоит из ткани, образованной растительными клетками. Отдельные клетки образуют волокнистые структуры, составляющие скелет дерева, обеспечивающий его прочность. Нарастание древесины деревьев умеренного климатического пояса происходит концентрическими слоями относительно сердцевины. На поперечном разрезе ствола этот процесс отражается в виде кольца, называемого годовым слоем. Годовые слои четко видны у многих пород — лиственницы, сосны, дуба и др. Они состоят из двух полос — светлой и темной. Светлая внутренняя полоса образуется весенними клетками (эта часть наименее прочная), а наружная темная полоса состоит из клеток с узкими полостями и толстыми стенками (плотная древесина). У ели, пихты и некоторых лиственных Пород различие между ранней и поздней древесиной практически не заметно. С ростом дерева происходит одревеснение оболочек клеток.

Живые клетки древесины наполнены влагой, которая заключена и внутри клеточных оболочек, и в микропорах между ними. При высыхании влага уходит, и в древесине остаются многочисленные пустоты. Волокнистость и пористость являются характерными особенностями строения древесины.

В центре поперечного сечения находится сердцевина, самая слабая часть древесины по прочности. Сердцевина наиболее подвержена загниванию. Окружающая сердцевину внутренняя часть ствола состоит из наиболее прочной, непроницаемой для влаги древесины. У некоторых пород дерева эта часть темнее наружной (сосна, лиственница, дуб), она называется ядром; у других пород она одного цвета с наружной частью, но отличается от нее пониженной влажностью (ель, пихта, бук), она называется спелой древесиной.

Наружные слои древесины образуют заболонь. Древесина заболони обычно слабее (на 5-10%) ядра, более влажная и легче пропитывается жидкостями (например, антисептиками).

Породы, у которых наружная и внутренняя части ствола не отличаются по свойствам древесины, называются заболонными (береза, ольха). Заболонь снаружи окружена камбиальным кольцом, состоящим из способных к делению клеток. Камбий откладывает внутрь клетки древесины, а наружу — лубяные клетки и клетки коры. В течение года при нормальных условиях жизни дерева образуется один годовой слой древесины; по их количеству можно подсчитать возраст дерева.

На поперечном сечении ствола некоторых пород заметны радиальные полосы. Это сердцевинные лучи. Они имеются во всех породах дерева, но у многих просто незаметны. В хвойных породах леса имеются тонкие полости, заполненные смолой, так называемые смоляные ходы. Больше всего смоляных ходов у сосны. Строение древесины во многом определяет ее физические свойства. Так, древесина обладает различными свойствами в разных направлениях, то есть является анизотропным материалом. Это связано с волокнистой природной структурой. При рассмотрении свойств древесины выделяют два направления: вдоль волокон и поперек волокон. Направление поперек волокон разделяют на радиальное — по радиусу ствола дерева и тангентальное — по касательной к годовому слою. Вдоль волокон древесина обладает наибольшими прочностными и упругими свойствами, в меньшей степени подвергается температурному расширению и усушке.

Влажность

Влага содержится в древесине в свободном состоянии и связанном состоянии (внутри молекулярной структуры). Все строительные породы древесины могут содержать до 30% связанной влаги. По содержанию связанной влаги условно различают состояния древесины:

  • воздушно-сухое (влажность от 10 до 18%);
  • полусухое (влажность от 18 до 23%);
  • сырое (влажность более 23%).

При высыхании свежесрубленной древесины исчезновение свободной влаги происходит сравнительно быстро — в течение 1-2 летних месяцев. Эта влага влияет только на удельный вес древесины. А вот снижение содержания связанной влаги происходит значительно медленнее. Чтобы избавиться от этой влаги, древесину подвергают искусственной сушке. При удалении связанной влаги механические свойства древесины улучшаются. Одновременно происходит усушка (сокращение размеров деревянных элементов). Усушка наиболее сильно сказывается в направлении поперек волокон (6-10% в тангентальном направлении, 3-5% в радиальном направлении). Вдоль волокон усушки почти не происходит (0,1%).

Конструкции, защищенные от увлажнения, должны, как правило, изготовляться из воздушно-сухого пиломатериала, что обеспечивает их стабильность (отсутствие усушки, коробления и растрескивания). По техническим условиям проектирования деревянных конструкций разрешается применять пиломатериалы с влажностью до 25% и выше.

В свежесрубленной древесине влажность меняется: заболонь (до 120%), ядро (до 35%). При высыхании заболонь легче отдает влагу, поэтому можно определить способ сушки древесины: если она сохла естественным путем, то ядро будет влажнее заболони. Высыхание древесины происходит в основном вдоль волокон. В первую очередь высыхают края (торцы) древесины.

Следует помнить, что пиломатериалы сохнут быстрее, чем бревна, это связано с нарушением естественной структуры дерева по боковым поверхностям в процессе распиловки. Неравномерное высыхание и усушка древесины вызывают коробление и растрескивание. Широкие доски, на плоскость которых приходится большое количество заболони, коробятся особенно сильно. При короблении досок их выпуклость всегда направлена к сердцевине бревна. Это нужно учитывать при работе с пиломатериалами и располагать доски так, чтобы возможное коробление не сильно повлияло на результат работы.

В результате усушки древесины могут возникать усушечные трещины. Они всегда располагаются в радиальном направлении (от боковой поверхности к сердцевине). В пиломатериалах прямоугольного сечения усушечная трещина располагается обычно на широкой боковой грани. Иногда в таких материалах, как брус, делают вертикальные надрезы, которые предотвращают появление на них глубоких трещин. Трещины при высыхании древесины могут возникать также рядом с глубокими выемками, так как поверхность древесины в местах выемок высыхает быстрее. Особенно опасной является трещина, совпадающая, например, с заглублением врубки.

Объемный вес древесины

Объемный вес древесины характеризует содержание древесинного вещества в единице объема и является показателем прочности древесины. Удельный вес древесинного вещества всех пород равняется 1,5. Сравнив этот показатель с удельным весом древесины выбранной вами породы, можно определить, какова доля пустот в той или иной породе. Естественно, чем ближе для породы показатель к эталонному, тем порода прочнее.

Теплопроводность

Большая пористость древесины обеспечивает ее достаточно низкую теплопроводность. Древесина служит неплохим термоизолятором. С увеличением плотности и влажности теплопроводность древесины возрастает. Теплопроводность древесины вдоль волокон больше, чем поперек.

Прочность и жесткость

Для строительных материалов из древесины наибольшее значение имеют прочность и жесткость. Эти параметры зависят от породы древесины, но большое влияние на них оказывают также внешние факторы: так, при высыхании показатели механических свойств древесины улучшаются, а при увлажнении — ухудшаются. Прочность древесины при повышении температуры уменьшается, при понижении — увеличивается. Замораживание вызывает дальнейшее увеличение прочности древесины. Для влажной древесины влияние температуры сильнее, чем для сухой. Значительное повышение температуры при высокой влажности вызывает пластификацию древесины, что используется при гнутье деревянных элементов. При замораживании влажной древесины увеличивается хрупкость, что может привести к раскалыванию в процессе механической обработки.

Пороки древесины

Большое влияние на механические свойства лесо- и пиломатериалов оказывают также отклонения от строения и развития ствола и нарушения в структуре древесины, так называемые пороки древесины. Следует помнить, что пороки древесины в строительных материалах конструкционного назначения — отрицательное качество, а вот при использовании такой древесины в отделочных работах, наоборот, положительное. Некоторые пороки древесины придают ей интересную текстуру или меняют ее цвет.

Сучки — это часть ветвей, оставшаяся в древесине. Вокруг сучков возникает зона присучкового косослоя — искривление соседних волокон. Сучки затрудняют механическую обработку древесины. Невысушенную древесину с сучками не рекомендуется использовать в несущих конструкциях, так как, высохнув, сучок выпадает, что может ослабить конструкцию.

Трещины — это разрывы древесины вдоль волокон. Они нарушают целостность лесо- и пиломатериалов, снижают их механическую прочность и долговечность. Необходимо учитывать, что при применении недостаточно просушенного леса трещины развиваются в деревянных деталях после их установки на место. Вредное влияние трещин сказывается и в том, что сквозь них внутрь элементов проникают пыль, сырость и споры грибов.

Наклон волокон (косослой) (волокна древесины располагаются под углом друг к другу) увеличивает прочность древесины при раскалывании, но затрудняет ее механическую обработку и снижает прочность пиломатериалов при растяжении и изгибе.

Свилеватость — волнистое или беспорядочное расположение волокон — чаще встречается у лиственных пород в корневой части. Древесина с этим пороком плохо поддается обработке, но при изготовлении строганого шпона она высоко ценится, особенно у ореха и клена.

Сердцевина, попадая в деревянные изделия, усиливает растрескивание.

Завиток — резкое искривление годовых слоев под влиянием сучков и порослей ствола в отдельных местах. Этот порок снижает прочность древесины, из такого материала не рекомендуется изготавливать детали, несущие значительную нагрузку, но, как и другие пороки, завиток нашел широкое применение при мозаичных работах.

Водослой — участки с ненормальной темной окраской, возникающие в еще растущем дереве, характеризующиеся повышенной влажностью. Данный порок нередко является причиной растрескивания и гниения древесины.

Засмолок — встречающийся у хвойных пород древесины участок, обильно пропитанный смолой. Снижает водопроницаемость, затрудняет отделку (лакировку, окраску).

 

Работы по дереву. Справочник



Наша кнопка

Все для домашнего мастера
Код кнопки