Древесина как строительный материал – Древесина как строительный материал для дома

Древесина как строительный материал для дома

Древесина является традиционным и можно сказать, незаменимым строительным материалом. Наряду с экологичностью, природной красотой и способностью «дышать» и создавать благоприятный микроклимат она обладает целым рядом положительных свойств.

Без дерева как без рук

Строительные конструкции изготавливаются в основном из древесины хвойных пород, которые отличаются от лиственных большей прямослойностью волокон и наличием смол. Вместе с тем, высокая прочность древесины твердых лиственных пород позволяет использовать её для изготовления соединительных элементов (нагелей, шпонок, накладок), а также ответственных опорных деталей.

До 95% массы дерева составляют ориентированные вдоль ствола состоящие из пустотелых оболочек отмерших клеток волокна. Их стенки представляют собой многослойное сплетение волокон молекул целлюлозы, формирующих каркас и обеспечивающих прочность. Между собой волокна склеены межклеточным веществом лигнином. Упрощенно структуру древесины можно сравнить со склеенными между собой в пучок соломинками. Что позволяет понять истоки всех характеристик.

Влажность строительной древесины

Важнейшим параметром конструкционной древесины является влажность. Древесина обладает способностью впитывать в себя воду и терять её по мере снижения относительной влажности окружающего воздуха. От количества влаги в древесине в значительной мере зависят и ее свойства.

Влага может быть свободной, гигроскопической и химически связанной. Свежесрубленное дерево имеет до 80-100% влажности. Для строительных целей используется древесина с влажностью в пределах от 8 до 20%. Стандартным показателем считается 12%, именно при ней нормируются все другие параметры древесины как строительного материала.

Особенностью свободной влаги является то, что она покидает дерево достаточно легко и без особых последствий. Снижение влажности до 30% достигается воздушной сушкой в штабелях. Достаточно вспомнить, что промокшее под дождём дерево высыхает за несколько часов. Оставшаяся влага испаряется медленно и, чтобы высушить дерево естественным путём, требуется несколько лет.

Суть различия между свободной и гигроскопической влагой заключается в том, что при испарении первой изменяется только вес дерева, а при испарении второй ещё и объём, происходит усушка.

Движение и потеря влаги при высыхании происходит как поперек, так и вдоль волокон, однако с большей интенсивностью влага перемещается вдоль волокон. Поэтому именно торцы обычно нуждаются в дополнительной защите. Потеря влаги поперек волокон приводит к состоянию, когда наружные слои высохли, а внутренние остаются сырыми. Возникающие внутренние напряжения являются причиной растрескивания и коробления.

Наиболее трудным и ответственным является процесс сушки от 30% влажности и ниже. Важно, чтобы наружные и внутренние слои сохли равномерно. Такие условия возможны только при мягком режиме сушки, когда все процессы происходят медленнее. Экономически такой процесс менее выгоден производителю, поэтому так трудно бывает найти по-настоящему качественно высушенный пиломатериал.

При намокании уже высушенной древесины она набухает и увеличивается в объёме, а её прочность снижается. При этом в стесненных условиях (в полу или стене) могут возникнуть значительные внутренние напряжения, которые приведут к деформациям (выпучиванию) деревянных элементов и конструкций. Важно знать и то, что чем плотнее древесина, тем больше размеры усушки и разбухания при прочих равных условиях.

При сильном увлажнении снижается и биостойкость древесины, что приводит к быстрому появлению и развитию плесени и грибка. С плотностью и влажностью тесно связана способность древесины удерживать металлические крепления. Чем больше плотность, тем выше сопротивление выдергиванию гвоздя или шурупа. Влажность облегчает забивание гвоздей.

Преимущества дерева как строительного материала

Вес. Используемая в строительстве древесина хвойных пород (средней плотности 500 кг/м³) почти в 16 раз легче стали и в 5 раз легче бетона, что позволяет значительно снизить затраты на транспортировку и обходиться без тяжёлых грузоподъемных механизмов.

Удельная прочность. Является одним из показателей эффективности применения конструкций из различных материалов. У древесины он всего на 4,4% меньше стали и более двух раз выше бетона. Что подтверждает целесообразность применения деревянных конструкций наравне с металлическими там, где собственный вес имеет решающее значение.

Эластичность и вязкость. Из всех традиционных строительных материалов только древесина, обладая высокой эластичностью, позволяет зданию реагировать на неравномерную усадку без появления и развития трещин. Вязкий характер разрушения таких конструкций позволяет перераспределять усилия, исключая возможность мгновенного обрушения.

Температурное расширение. Температурное расширение древесины при нагреве значительно меньше, чем у других строительных материалов. Именно поэтому исчезает необходимость расчленять деревянные конструкции на блоки ограниченной длины путём устройства температурных швов.

Теплопроводность. Малая теплопроводность делает древесину идеальным с точки зрения энергосбережения строительным материалом. Коэффициент теплопроводности поперек волокон в 6 раз ниже, чем у стандартного керамического кирпича, в 2 раза ниже, чем у газо- и пенобетонов плотностью 800 кг/м³. Поэтому при одинаковой толщине стен дом из дерева всегда будет теплее.

Химическая стойкость. Деревянные конструкции применяются там, где бетон и сталь разрушаются уже через два-три года. Объясняется это тем, что целлюлоза как основной компонент дерева представляет собой химически стойкое и нерастворимое во многих традиционных растворителях и органических кислотах вещество. Её могут растворять только растворы, которые в повседневной жизни не встречаются. В отношении химической стойкости с древесиной могут конкурировать лишь некоторые виды полимеров.

Простота обработки. Древесина легко режется, пилится, строгается, фрезеруется, сверлится и гвоздится, легко поддается термической обработке. Пластичность позволяет придавать конструкциям из древесины криволинейные формы.

Акустические качества. Доказательством служит то, что лучшие театры мира имеют в зрительных залах облицовку стен и потолков из древесины.

Недостатки дерева в строительстве

Свойство ползучести. Известно, что при быстром, мгновенном действии нагрузки древесина сохраняет значительную упругость и подвергается сравнительно малым деформациям. При длительном действии неизменной нагрузки ее деформации существенно увеличиваются.

Неоднородность строения. Дерево в поперечном сечении состоит из совершенно разных по своим механическим свойствам частей: слабая сердцевина, прочная ядровая древесина, влажная заболонь, пористая кора. К тому же имеет естественные пороки (сучки, свиль и косослой), что приводит к нестабильности характеристик. Сучок изменяет направление, либо прерывает волокна, значительно влияя на прочность. В этом месте возникают наибольшие напряжения. Сильно снижает прочность и наклон волокон древесины относительно оси ствола (косослой). При их отклонении всего на 6-10% от продольной оси сопротивление растяжению снижается в полтора раза, а изгибу на 20%.

Подверженность биопоражению. При наличии влажности более 18%, кислорода и положительной температуры возникают благоприятные условия для развития грибов и быстрого разложения древесины. Таким образом, если обеспечить древесине влажность не более 15-18%, она гнить не будет. При отсутствии свободного кислорода (в воде) древесина также не гниёт.

Горючесть. Температура воспламенения древесины 230°С, устойчивого горения 260°С, при нагревании до 800-900°С происходит термическое разложение с образованием угля. С наружной стороны дерево быстро обугливается, что сильно замедляет процесс горения ввиду малой теплопроводности «угольной шубы» (её коэффициент теплопроводности в 2,5 раза ниже древесины) и появления слоя золы, препятствующего поступлению кислорода. Поэтому массивные деревянные конструкции (брус сечением 200х200 мм или бревно диаметром 220 мм) имеют достаточно высокую огнестойкость, существенно превышающую огнестойкость стальных конструкций.

Таким образом, если отбросить ставшие в последние годы актуальными требования к экологичности, безопасности процесса утилизации и возобнавляемости, остаются только характеристики дерева как строительного материала и голые цифры. Так вот эти факты подтверждают, что перспектив прекращения использования древесины в строительном процессе нет. Слишком многим человечество обязано этому материалу.

 

domidei.ru

Древесина как строительный материал | Материалы из дерева

Древесина лучший строительный материал

Древесина, как строительный материал

Древесина используется с тех пор, как человек начал строить сооружения для жилья, однако сейчас современные технологии позволяют изготавливать, помимо обычного пиломатериала, множество видов строительных изделий, неизвестных и недоступных ранее – клееные деревянные и фанерные конструкции, разнообразные древесно-стружечные и древесноволокнистые плиты, материалы на основе отходов – плиты ЦСП, МДФ и т.д.

Материалы из цельной древесины

Традиционный вид материалов из древесины – это цельное или оцилиндрованное бревно, которое используется для строительства деревянных домов-срубов, а также продукты распиловки цельных бревен – доску, брус, пластины, шпалы и горбыль.

Бревно и пиломатериалы используются в строительстве в основном из дерева хвойных пород – сосны, лиственницы, ели, пихты и кедра. Реже в строительстве применяется древесина лиственных пород – дуба, бука, клена, березы и т.п. Пиломатериалы хвойных пород подразделяются по толщине: на тонкие – 32 мм и менее, и толстые – от 40 мм. Лиственные пиломатериалы считаются толстыми от 35 мм.

По виду обработки пиломатериалы делятся на: обрезные – пропиленные со всех четырех сторон, необрезные – пропиленные с двух сторон с частично обрезанными кромками, и односторонне обрезные – их выпиливают из древесины только лиственных пород, пропиленными с двух сторон и одной обрезанной кромкой. По качеству древесину хвойных пород делят на пять сортов, а лиственных – на три сорта, определяемых наличием или отсутствием трещин, сучков, пороков роста и червоточин.

Размеры оцилиндрованного бревна

Материалы из древесного сырья

Фанера

Это листовой материал, изготавливаемый путем склеивания нескольких слоев шпона, который получают из массива древесины методом лущения. Склеивают слои фанеры карбамидными, фенолформальдегидными и белковыми клеями. От вида клея зависит и вид фанеры: ФСФ – повышенной водостойкости при использовании фенолформальдегидных клеев, ФК и ФБА – средней водостойкости при использовании карбамидных и альбумино-казеиновых клеев, ФБ – ограниченной водостойкости на белковых клеях.
Фанеру также различают по конструкции листа на несколько видов: равнослойную, имеющую слои равной толщины, и неравнослойную, толщина слоев шпона в которой может отличаться.
Фанера имеет широкую область применения в строительстве – для производства дверей, легких перегородок, рам, балок, панелей облицовки и в качестве инвентарной опалубки для бетонирования.

Древесно-стружечные плиты

Древесно-стружечные плиты, в обиходе называемые ДСП, изготавливают путем прессования из смеси стружечной массы с полимерными формальдегидными смолами. По конструкции ДСП подразделяются на три вида: однослойные, с равномерным распределением частиц по толщине плиты; трехслойные, в которых наружные слои содержат более мелкую стружку; многослойные, где размер стружки возрастает от поверхности к средней части плиты.
В строительстве плиты ДСП используются в качестве оснований под некоторые виды полов, звукоизоляции стен и перегородок, отделки помещений, устройства ограждений.

Древесно-волокнистые плиты

Древесно-волокнистые плиты или ДВП изготавливают из массы целлюлозных волокон в смеси с синтетическими полимерами и специальными добавками путем прессования. В качестве сырья для производства ДВП могут использоваться отходы деревообработки – дробленка, древесная щепа и стружка. В зависимости от характера обработки при изготовлении выпускается ДВП нескольких типов: мягкая (Т), полутвердая (ПТ), твердая (Т) и сверхтвердая (СТ). В строительстве ДВП применяются в качестве облицовки стен и обшивки потолков, при устройстве перегородок, изготовлении дверей и встроенной мебели.

• 

  Фанера различной толщины

• 

  дсп древесно-стружечная плита

rusglobal.pro

Дерево как строительный материал | Деловой квартал

Дерево как строительный материал использовался всегда. Строили дома, церкви, крепости. Даже когда его теснили камень и кирпич, деревянными оставались балки, стропила, колонны. Легкое, доступное, простое в обработке, прочное и долговечное, дерево любили за универсальность. Красота текстуры и богатство оттенков древесины в сочетании с прекрасными теплотехническими характеристиками, способностью абсорбировать запахи и регулировать микроклимат в помещении создали ему репутацию самого гуманного материала, положительно влияющего на физическое и психологическое состояние человека.

Достоинства дерева напрямую связаны с его естественным происхождением; этим же обусловлены и недостатки. Дерево как строительный материал подвержено горению, гниению, заражению грибком и прочим напастям. Неоднородная структура, изначальная высокая влажность делают его зависимым от предварительной подготовки (сушки) и условий эксплуатации. В плохо высушенной древесине возникают напряжения между слоями разной степени влажности, что приводит к изменению внутренней структуры, деформациям, растрескиванию. Даже в специальных условиях практически невозможно высушить древесину толщиной более 10–15 см. При строительстве зданий из дерева требуется значительное время, чтобы материал в конструкциях окончательно выcox и дом дал уcaдку, только после этого можно вести отделочные работы. Кроме того, габариты конструкций из цельной древесины всецело зависят от исходных размеров бревна. Словом, неизбежны были поиски технологии, способной сохранить достоинства дерева и минимизировать его недостатки.

МАТЕРИАЛ С КАЧЕСТВЕННО НОВЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ

В 1906 году Отто Хетцлер изобрел клееную древесину. Идея состояла в том, что хорошо просушенные доски склеивались между собой в объемные блоки. Но надежность соединения полностью зависела от качества клея и его устойчивости к внешним воздействиям, поэтому до середины ХХ века новая технология не получила широкого распространения. Только с изобретением полимерных клеев на резицино-формальдегидной основе деревянные клееные конструкции стали завоевывать мир. Совершенствование клеевых составов продолжается до сих пор. Созданы соединения на основе поликонденсации (фенольные и аминопластиковые клеи), они не подвержены разрушительному влиянию агрессивной среды, влаги, грибков и насекомых, устойчивы при пожаре и не допускают расслоения несущих элементов при повышенных температурах.

Сегодня у производителей есть возможность выбирать вид клея с учетом породы древесины, типа конструкции, условий ее эксплуатации. Надежность современных клеев такова, что при испытании на сдвиг опытных образцов в большом проценте случаев деформация идет по древесине, а не по соединению. Технология клееной древесины позволила создать строительный материал, обладающий более однородными физико-механическими и эксплуатационными свойствами, чем у натурального дерева.

ОСНОВНЫЕ ДОСТОИНСТВА КЛЕЕНОЙ ДРЕВЕСИНЫ

• Экологическая чистота. Природный характер сырья и высочайшие требования к экологичности клеев делают клееную древесину исключительно безопасным материалом. Более того, она не является источником электромагнитного излучения, в отличие от металла и железобетона, и служит препятствием для излучения других источников.
• Гигроскопичность. Дерево как строительный материал обладает способностью вбирать и отдавать влагу в зависимости от уровня влажности окружающей атмосферы, делая тем самым микроклимат в помещении более комфортным для человека.
• Низкое выделение углекислого газа и окислов серы. Низкая теплопроводность. Дерево – прекрасный теплоизолятор. Клееная деревянная панель толщиной 24–26 см эквивалентна по теплосбережению кирпичной стене толщиной 1,2 м.
• Высокая коррозионная стойкость в химически агрессивных средах. В отличие от металла и бетона, дерево практически инертно при контакте с минеральными солями.
• Технологичность. Из дерева легко изготовить изделия различных габаритов и конфигураций. Типовые и уникальные элементы любой формы и размера можно выполнить в заводских условиях – качество контролируется в процессе производства. Ограничение по габаритам обусловлено только возможностями оборудования.
• Легкость механической обработки. Клееный массив можно пилить, сверлить, резать так же, как натуральную древесину.
• Образование трещин практически исключено. Использование равномерно просушенного сырья исключает внутренние напряжения внутри массива и тем самым сводит на нет риск трещинообразования.
• При низком уровне влажности дереву не требуется химическая консервация. Риск загнивания или заражения грибком минимален при условии корректной установки и эксплуатации.
• Высокое качество поверхности. Клееная древесина не требует дополнительной декоративной отделки: достаточно нанесения защитных лаков. Красота текстуры дерева и специфика его восприятия делают материал идеальным для любых интерьерных и экстерьерных решений.
• Радиопрозрачность.
• Возможность многократного использования. Клееные конструкции можно разбирать и собирать повторно.
• Восполняемость сырьевой базы. Древесина – сырье, которое не может закончиться. Прочность, легкость и технологичность обусловили широкое применение клееной древесины в производстве самых разных строительных конструкций – от простых балок и стоек до массивных панелей и сложных прямои криволинейных рам, арок, ферм и структур. Таким образом, КДК могут как выполнять несущие и ограждающие функции, так и выступать в качестве декоративных элементов. Спектр их применения чрезвычайно широк, но наиболее ярко положительные качества клееной древесины проявляются в большепролетных несущих конструкциях.

БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫЕ КЛЕЕНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Совершенствование клеевых составов сделало возможным создание большеразмерных конструкций длиной до 40–60 м и высотой до 2 м, которые широко применяются во всем мире для перекрытия большепролетных сооружений самого различного назначения. На сегодняшний день максимальный перекрытый с помощью КДК пролет составляет 150 м. Несущие конструкции из клееной древесины обладают качествами, благодаря которым они потеснили, а в некоторых областях и полностью заменили металлические и железобетонные.

ОСНОВНЫЕ ДОСТОИНСТВА НЕСУЩИХ КЛЕЕНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ:

• малая собственная масса при высокой несущей способности,
• стойкость к сейсмическим нагрузкам,
• высокая стабильность размеров и точность монтажных соединений,
• простота сборки и обработки на строительной площадке,
• низкие расходы на транспортировку,
• низкие энергозатраты на изготовление (в 8– 10 раз ниже, чем у металла, и в 3–4 раза ниже, чем у железобетона), обработку и утилизацию,
• сравнительно низкая стоимость,
• высокая огнестойкость, длительное сохранение несущей способности при пожаре,
• прекрасные акустические характеристики,
• большой эстетический потенциал,
• разнообразие форм конструкций.

Деревоклееные конструкции практически всегда выступают в качестве главного выразительного элемента интерьера или экстерьера здания, соединяя функциональность и декоративность. Эстетический потенциал дерева как строительного материала может быть органично использован в зданиях самой разной стилистической направленности – от традиционной и этнической архитектуры до модернистской с акцентом на высокие технологии. Уникальные свойства КДК сделали их едва ли не самыми популярными конструкциями при строительстве стадионов, торговых комплексов, концертных залов, выставочных центров, промышленных зданий, мостов, аквапарков и бассейнов. Чем больше перекрываемый пролет, тем более эффективно применение деревянных клееных конструкций.

При небольших пролетах, до 24 м, при одинаковой несущей способности металлические конструкции сравнимы с деревянными. Но при увеличении размеров расход металла возрастает многократно, что делает такие конструкции «золотыми», особенно если учесть стоимость огнезащитного покрытия, которое иногда равно стоимости конструкции. Для перекрытия больших пролетов идет примерно одинаковое количество кубометров клееных деревянных конструкций и тонн металла при практически двукратной разнице в цене. В случае с железобетоном сама конструкция стоит столько же, сколько и деревянная, но ее значительный вес (в 4–5 раз больше, чем у деревоклееных аналогов) требует серьезного усиления фундаментов и опор, что приводит к удорожанию всего сооружения, также существенно выше энерго- и трудозатраты на транспортировку и монтаж железобетонных конструкций. Напротив, легкость, прочность и высокая степень заводской готовности КДК позволяет быстро монтировать здание, а при необходимости – разобрать и перенести его на другое место. Несущие конструкции из клееной древесины не требуют дополнительной отделки, что также приводит к снижению затрат при возведении зданий.

В результате использование КДК дает снижение стоимости покрытий на 10–30%, общей стоимости проектирования и строительства – на 15–25%, стоимости эксплуатации – на 20–70% по сравнению с металлом и железобетоном. Особо необходимо отметить прекрасные эксплуатационные показатели деревянных клееных конструкций в зданиях с повышенными требованиями к коррозионной стойкости, такими как склады удобрений, противогололедных реагентов и других химикатов, а также в мостах, бассейнах и аквапарках. Срок службы КДК в химически агрессивных средах во много раз больше, а затраты на поддержание конструкций в рабочем состоянии значительно меньше, чем при возведении подобных сооружений из металла или железобетона. Самым парадоксальным качеством клееной древесины можно считать ее высокую огнестойкость. Дерево – горючий материал, но поведение КДК при пожаре позволяет считать их более безопасными, чем конструкции из металла и железобетона. Горение массивной клееной древесины происходит с постоянной скоростью – от 0,6 до 0,7 мм в минуту.

Таким образом, за час может сгореть максимум 42 мм по периметру конструкции. При значительных размерах КДК подобное уменьшение сечения при расчетном уменьшении нагрузки на конструкцию во время пожара примерно на 30% не приводит к потере несущей способности в течение нормированного времени огнестойкости, что дает возможность эвакуировать людей. Тогда как сталь уже при температуре 550°С меняет все свои механические характеристики, а при 700° теряет более 80% несущей способности: модуль упругости резко падает, начинаются сильные деформации, что ведет к разрушению конструкции. Поэтому в КДК наиболее уязвимы металлические соединения: опоры, закладные элементы, а также детали, вклеенные на эпоксидных клеях, которые перестают работать при внутреннем прогреве уже при 60°. Их приходится защищать деревянными накладками и вспенивающимися огнезащитными составами. Во всем мире ведутся исследования в области химической противопожарной обработки, которая позволяет ощутимо задержать начало горения дерева и распространения фронта обугливания. Например, в этом году компаниями «А+Б» и «ТВТ-Стройинвест» был получен сертификат на бесцветный кроющий состав «Феникс», образующий при пожаре вспененную оболочку и не дающий конструкции загореться в течение 30 минут (Ко (30) СНиП 21-01-97) и столько же времени препятствующий распространению огня по конструкциям.

Срок службы КДК подтверждается опытом эксплуатации объектов в течение 55 лет. Разумеется, есть множество примеров, когда деревянное сооружение стоит сто и более лет, но все зависит от условий эксплуатации. Соблюдение нескольких ключевых правил защиты конструкций от влаги, огня и гниения делают КДК практически вечными. Параллельно с развитием технологий производства и защиты КДК идет поиск новых, более совершенных архитектурных и конструктивных решений, расширяющих функциональные возможности клееной древесины. Во всем мире клееные деревянные конструкции выделены в отдельную категорию. В учебных заведениях существуют специальные отделения или группы, занимающиеся изучением и проектированием клееных конструкций.

Точно так же есть проектные бюро, занимающиеся только этим направлением, в них работают специалисты, прекрасно чувствующие специфику и возможности клееной древесины. В результате идет постоянное обогащение типологии и формообразования клееных деревянных конструкций. Увеличиваются величины перекрываемых пролетов, разрабатываются новые узловые соединения элементов, новые формы покрытий из клееной древесины. Одним из основных направлений поиска стали пространственные большепролетные покрытия. В подобных системах нагрузка распределяется более равномерно, что позволяет создавать изящные ажурные конструкции. Изготовление таких структур требует высочайшего качества производства и точности монтажа. К сожалению, современный уровень развития российского рынка КДК не позволяет широко использовать подобные конструкции, но темпы его развития внушают надежду на качественный прорыв в самое ближайшее время.

КДК В РОССИИ

История КДК в России достаточно драматична. В ней были периоды подъемов и спадов, не имеющие отношения к объективным качествам конструкций и общемировым тенденциям в их развитии. В послевоенные годы на фоне нехватки металла дерево как строительный материал благодаря доступности и дешевизне начало активно использоваться при восстановлении разрушенной страны. Но вскоре по инициативе Н. Хрущева был взят курс на массовое применение сборных железобетонных конструкций. Только в середине 1970-х годов точно таким же волевым решением ЦК партии для решения проблем сельского хозяйства были выбраны клееные деревянные конструкции. В стране построили 26 заводов по изготовлению типовых КДК, создали специализированные научные лаборатории и проектные группы.

В течение 15 лет это направление активно развивалось, разрабатывались нормативные документы. Был накоплен большой опыт в производстве и строительстве, разработаны и апробированы уникальные конструктивные решения, такие как система армирования деревянных клееных конструкций, созданная сотрудниками ЦНИИСК им. Кучеренко. В 1990-е годы из-за общего кризиса в стране производство КДК было практически прекращено, большая часть заводов закрыта, научно-исследовательская база сократилась до двух лабораторий. На фоне бурного всплеска во всем мире интереса к применению клееных конструкций наступивший спад отбросил Россию назад. В конце 1990-х началось восстановление отрасли. Постепенно реконструировались уцелевшие заводы, из года в год росли объемы производства.

На сегодняшний день действуют порядка 20 заводов по изготовлению клееных конструкций, из них большепролетные КДК делают только шесть: в Волоколамске (компания «Сокофекс-Древстрой»), в Королеве (ДСК 160 «Стройконструкция-2»), в Нижнем Новгороде (ЗАО «78 Деревообрабатывающий комбинат Н.М.»), в Смоленске (ООО «Сафоноводрев»), в Новосибирске (ООО «Стилвуд») и в Гомеле, Беларусь («Гомельский комбинат строительных конструкций»). Появляется все больше зданий, построенных с использованием КДК. Это уникальные архитектурные сооружения, нередко поражающие своими конструктивными решениями даже иностранных специалистов. Тем не менее, пока рано говорить о формировании культуры клееных конструкций в России. Потенциальная емкость российского рынка превышает нынешний уровень производства почти в 100 раз. Как скоро удастся наверстать упущенное и вывести производство КДК на среднемировой уровень, сейчас сказать невозможно. Слишком много объективных и субъективных факторов необходимо преодолеть. Стереотипы в восприятии деревянных конструкций, как со стороны проектировщиков, так и со стороны заказчиков, постепенно уступают место пониманию преимуществ дерева как строительного материала перед металлом и железобетоном.

Каждый новый пример использования КДК доказывает их высокие технико-эксплуатационные качества. Значительно сложнее преодолеть технологическую отсталость заводов-изготовителей, нуждающихся в комплексном переоснащении. Из-за несовершенства оборудования, мелкооптового производства и неразвитости рынка отечественные КДК имеют на 15–20% большую, чем в Европе, стоимость, что снижает их конкурентоспособность. Но основные проблемы клееных деревянных конструкций лежат в правовой, нормативной сфере, которая, к сожалению, завязана на безнадежно забуксовавшую общегосударственную программу перехода на систему технических регламентов. Вероятно, еще какое-то время согласование каждого объекта с применением большепролетных КДК будет проходить в экстремальных условиях борьбы с отсталостью норм пожарной безопасности, полностью не соответствующих реальным свойствам клееной древесины – материала ХХI века.

Смотрите также:

delovoy-kvartal.ru

1.2.Достоинства и недостатки древесины как строительного материала

Достоинства:

• Наличие широкой и возобновляемой сырьевой базы

• Относительно малая плотность

• Высокая удельная прочность

• Стойкость к солевой агрессии и другим химическим веществам

• Биологическая совместимость с человеком и животными – в зданиях из дерева наилучший микроклимат

• Высокие эстетические и акустические свойства

• Малый коэффициент теплопроводности поперёк волокон

• Малый коэффициент линейного расширения вдоль волокон

• Меньшая трудоёмкость механической обработки, возможность создания гнутоклееных конструкций

Недостатки:

• Анизотропия строения древесины

• Подверженность загниванию и поражению насекомыми

• Сгораемость в условиях пожара

• Изменение физико-механических характеристик под воздействием внешних факторов (влага, температура)

• Усушка, разбухание, коробление и растрескивание под действием атмосферных воздействий

• Наличие пороков

• Ограниченность сортамента лесоматериалов

Многие недостатки можно устранить или ограничить. КДК снимает проблему ограниченного сортамента. Фанера, ДСП, ДВП и другие листовые материалы – анизотропию строения древесины. С помощью конструктивных и химических мер защиты уменьшается опасность загнивания и возгорания ДК.

2.Древесина – строительный материал

2.1.Структура древесины

2.1.1.Макроструктура

2.1.2.Микроструктура

2.2.Химический состав

Химический состав древесины зависит от породы дерева. Органическое вещество абсолютно сухой древесины содержит в среднем, % :

• 49,5 – углерода (С)

• 44,2 – кислорода с примесью азота (О+N)

• 6,3 – водорода (H)

Эти элементы образуют сложные соединения, % :

• Целлюлозу – высокомолекулярный линейный полимер — 48…56

• Гемицеллюлозу – более сложный полимер, чем целлюлоза – 23…26

• Лигнин – вещество, сложной макромолекулярной структуры – 26…30

Кроме выше перечисленных веществ в состав древесины входят неорганические соединения, которые при сгорании образуют золу. Остальные вещества называют экстрактивными – извлекаемые из материала различными способами (смолы, эфирные масла, дубильные вещества).

2.3.Физические свойства

• Плотность изменяется незначительно, т.к. древесина всех деревьев состоит в основном из целлюлозы. Поэтому среднюю плотность можно принять равной .

• Объёмная масса разных пород и даже древесины одной и той же породы может колебаться в широких пределах, поскольку строение и пористость растущего дерева зависят от почвы, климата и других погодных условий. Древесина может быть: лёгкой – кедр, пихта, сосна, ель, осина; средней – лиственница, дуб, берёза; тяжёлой – граб, железное дерево; очень тяжёлой – самшит, кизил. С увеличением влажности возрастает объёмная масса. Свежесрубленная древесина значительно тяжелее древесины относительно сухой (влажность 15%).

• Пористость древесины хвойных пород колеблется от 46 – 81%, лиственных – 32 – 80%.

Порода дерева	Пористость, %	Объёмная масса древесины,
		При 15-ной влажности	Свежесрубленная
Сосна	53 – 70	530	860
Ель	62 – 75	460	790
Лиственница	46 – 73	680	840
Кедр	60 – 80	440	880
Пихта	55 – 81	390	800
Дуб	32 – 61	720	1030
Берёза	50 – 61	640	880
Бук	40 – 70	650	950
Осина	62 – 80	500	760

• Влажность (%) в древесине различают на гигроскопическую, связанную в стенках клетки, и капиллярную, которая заполняет полости клеток и межклеточное пространство. Предел гигроскопической влажности составляет около 30%, а полная влажность, считая с капиллярной и гигроскопической, может значительно превышать 30%. Например, у свежесрубленного дерева влажность от 40 до 120%, а при выдерживании в воде до 200%. При длительном нахождении древесины на воздухе она постепенно высыхает достигая равновесной влажности. Равновесная влажность зависит от температуры и относительной влажности окружающего воздуха. Для определения равновесной влажности пользуются номограммой (рис.3). Стандартная влажность равна 12%.

Рис.3

• Колебания влажности волокон древесины влекут изменение размеров и формы досок, брусьев и других изделий. Усушка и разбухание древесины – свойства отрицательные, они вызывают коробление и растрескивание материала. Коробление является следствием: разницы в усушке древесины в тангенциальном и радиальном направлениях и неравномерности высыхания. Для предотвращения коробления деревянных изделий используют древесину с той равновесной влажностью, которая будет в условиях эксплуатации. Для защиты от влаги древесину покрывают красками, лаками, эмалями.

• Теплопроводность сухой древесины незначительна. Она зависит от пористости, влажности и направления потока тепла. Теплозащитные свойства древесины широко используют в строительстве.

Порода дерева	Теплопроводность,
	Поперёк волокон	Вдоль волокон
Сосна	0,17	0,34
Дуб	0,10	0,23

• Температурное расширение – изменение размеров древесины при нагревании. Характеризуется коэффициентом линейного расширения Вдоль волокон коэффициент равен ; поперёк волокон равен(1/). Ввиду незначительной величины этот коэффициент не учитывается в проектировании конструкций.

• Электропроводность древесины зависит от её влажности. Древесина, используемая при электрической проводке должна быть сухой. Электросопративление сухой древесины в среднем – 75 , а сырой древесины в десятки раз меньше.

• Текстура – это рисунок древесины, зависящий от сочетания её видимых элементов: годовых слоёв, сердцевинных лучей, сосудов и др.

• Цвет – важная характеристика внешнего вида древесины. Цвет древесине придают дубильные вещества и смолы.

• Блеск древесины зависит от плотности и степени обработки. Блеск придаётся древесине путём полирования и покрытия лаками. Древесина теряет блеск при загнивании.

• Запах зависит от содержания в ней смолистых, эфирных и дубильных веществ.

Ольха Дуб Груша

Амарант Берёза Клён

Вишня Орех

studfiles.net

Что и как можно построить из различных видов дерева

В России издавна используют дерево для строительства. Оно отлично подходит для областей с любым климатом. И в наши дни этот традиционный материал часто применяют при сооружении красивых и теплых домов. Его особые свойства позволяют достичь в помещениях высокого уровня комфорта.

Наши предки весьма тщательно относились к выбору и подготовке древесины для сруба. Строительный лес заготавливали обычно зимой или в начале весны, «пока дерево спит, и лишняя вода в землю ушла»

За последние годы на рынке загородного домостроения появилось много новых материалов и технологий. Тем не менее, дома из дерева продолжают оставаться наиболее популярными среди индивидуальных застройщиков. Во многом эта популярность объясняется тем, что в нашей стране лес является наиболее дешевым строительным материалом. Кроме того, именно в дереве можно воплотить архитектурные особенности и художественные образы, продиктованные национальными традициями русского зодчества. Безусловно, большое значение имеет естественное природное происхождение, которое и определяет экологическую чистоту деревянных строений, хорошую воздухопроницаемость. Наконец, дерево – отличный теплоизолятор. Это позволяет поддерживать внутри рубленого дома оптимальное соотношение температуры и влажности. В деревянном доме легко дышится, приятно и комфортно в любую погоду.

Наши предки весьма тщательно относились к выбору и подготовке древесины для сруба. Отбирали только спелую, здоровую древесину, без гнили и червоточин, примерно одинаковой толщины, с ровной поверхностью. Строительный лес заготавливали обычно зимой или в начале весны, «пока дерево спит, и лишняя вода в землю ушла».

Древесину вывозили из леса и сразу же очищали от коры. Известно, что свежерубленная древесина в зимний период имеет влажность 30%. Но для изготовления сруба пригодна подсушенная древесина (18–20 процентной влажности). Чтобы получить такую древесину, ее выдерживали под навесом. Бревна укладывали в штабеля на подкладки, чтобы обеспечить сквозное проветривание. Кору, опилки и прочие отходы сжигали, чтобы обезопасить заготовленные бревна от жука-древоеда.

Сегодня лес заготавливают примерно так же, по всем правилам традиционного деревянного домостроения.

Для изготовления рубленых домов обычно применяют лесные материалы хвойных пород: сосну, ель, лиственницу, кедр и пихту. Древесина хвойных пород превосходит по прочности древесину большинства распространенных лиственных пород и меньше подвержена загниванию. Стволы хвойных пород имеют более правильную форму, что позволяет полнее использовать их объем.

Сосна отличается наибольшей прямизной ствола, минимальным количеством сучков и хорошими техническими свойствами. При высокой стойкости к загниванию тем не менее имеет тенденцию к «посинению» (при повышенной влажности, особенно в июле-августе). Синева сама по себе не изменяет физико-механических свойств древесины, но портит внешний вид. Сосна является самым распространенным материалом для строительства деревянных домов, как у нас, так и в Европе.

Ель реже используется в строительстве. В сухом состоянии древесина ели по прочности почти не уступает древесине сосны. Ель более подвержена загниванию, но значительно меньше синеет. Она хуже других древесных пород сопротивляется влаге, поэтому ее предпочтительнее использовать для внутренней отделки. Ель имеет немного более рыхлую структуру, но за счет этого несколько теплее, чем сосна. Хотя ее потребительские свойства несколько хуже подходят для изготовления рубленых стен ввиду меньшей плотности и меньшего содержания смол, тем не менее, еловый лес может быть рекомендован для изготовления несущих элементов перекрытий (балки, слеги). На мировом рынке ель котируется выше сосны. Для хвойной породы ель недолговечна – редко растет более 200 лет.

Лиственница прочнее, плотнее и более стойка против загнивания, чем сосна, но труднее обрабатывается и легко раскалывается. Она идеально подходит в качестве стенового материала, используется как материал для конструкций (балки, ендовы, стропила, затяжки и т. п.). Лиственница более устойчива к сырости, ценится очень высоко, в 2–3 раза дороже сосны. Лиственница – единственное дерево, не гниющее в морской воде.

Для изготовления сруба применяется лес диаметром от 26 см до 40 см, а иногда и выше. Выбор диаметра бревна зависит от желания и финансовых возможностей заказчика, от климатических условий и сезонности эксплуатации дома; а также от требований к внешней эстетике рубленого дома.

Кроме толщины бревен, немаловажным эстетическим показателем к использованию бревна является его сучковатость. У сосны в нижней части ствола практически нет сучков, поэтому наиболее дорогим, но и более качественным, является так называемый комлевый спил – нижние 6–8 метров ствола.

В России наиболее распространенным является круглый профиль бревна, так называемый кругляк, кроме этого, можно использовать кругляк с протесом, то есть протесанное на один кант с внутренней стороны бревно. Но следует иметь в виду, что это очень трудоемкая работа, ведущая к удорожанию стоимости сруба.

В Скандинавии находят широкое применение бревна, отесанные на два канта. Стены фактически являются прямыми как снаружи, так и изнутри, но при этом не теряется эстетика ручной рубки дома.

Первая операция по подготовке бревна к изготовлению сруба – его окорка и острожка. Очистка бревна от коры, как правило, выполняется без применения механизированного инструмента. Острожка, наоборот, делается при помощи электрических рубанков. В настоящий момент осваивается технология окорки бревен без повреждения заболони и без последующей острожки. Заболонь – верхний, наиболее плотный слой дерева, который выполняет защитную функцию. Сохранение этого слоя позволяет снизить образование трещин и избежать других дефектов древесины. Чаще всего при окорке на бревне остаются небольшие участки луба при незначительных повреждениях древесины. После высыхания луб темнеет, и бревно приобретает характерную для не строганных бревен пегую окраску. Некоторые заказчики отказываются от острожки бревен ради этой характерной окраски и во избежание повреждения волокнистой структуры дерева. Однако следует помнить, что луб наиболее подвержен гниению, поэтому в большинстве случаев бревно остругивают.

Для предохранения древесины от гниения вся поверхность бревна обрабатывается тонким слоем антисептика. А торцы бревен, чашки, паз, пропилы, штробы и места протески пропитываются наиболее тщательно, так как там нарушена волокнистая структура древесины. При помощи антисептика бревнам можно придать цветовой оттенок по выбору заказчика.

best-stroy.ru

Древесина как строительный материал

Традиционным материалом для стен малоэтажных зданий является дерево. Древесина как материал обладает множеством важных достоинств.

Преимущества древесины перед другими материалами и сравнительная характеристика пород дерева

Древесина достаточно легко поддается склеиванию, без особого труда соединяется гвоздями, шурупами и т.п. Она хорошо обрабатывается и поддается отделке. С точки зрения соотношения плотности и прочности древесину можно сравнивать с металлами. Стены дома должны быть долговечны, обладать хорошими звукоизоляционными качествами, иметь, возможно, меньший вес, обеспечивать в помещениях постоянный температурный режим, необходимый для здания. Ее недостатками являются лишь осадочная деформация в первые 1,5–2 года и невысокая огнестойкость. Однако в настоящее время с обоими недостатками можно справиться. Для повышения огнестойкости используют специальные средства, которыми пропитывают дерево. Это позволяет повысить огнестойкость до такой степени, что даже при высоких температурах дерево будет тлеть, но не гореть.

Самыми комфортными по санитарно-гигиеническим требованиям (в том числе имеющими низкую теплопроводность) являются брусчатые и рубленые стены из хвойных пород деревьев. Хвойные породы подходят больше, чем лиственные по той причине, что имеют более правильную форму ствола и меньше подвержены загниванию.

Основными параметрами, определяющими долговечность для дерева являются:

• прочность
• плотность
• стойкость к растрескивания
• стойкость против гниения
• износостойкость
• низкая сучковатость
• невысокая твердость
• высокая колкость
• легкость

1. Прочность древесины определяется породой дерева, плотностью, влажностью, наличием пороков.
2. Влажность бывает свободной и связанной. Особенностью свободной влаги является то, что она испаряется из дерева очень легко. Для того, чтобы это проверить, достаточно вспомнить, что промокшее под дождем дерево высыхает достаточно быстро, за несколько часов. Связанная влага, наоборот, испаряется медленно, и для того, чтобы высушить дерево, не прибегая при этом к помощи специальных технологий, может понадобиться несколько лет. По мере увеличения количества связанной влаги прочность древесины становится меньше. Когда же количество влаги переходит предел гигроскопичности (30 %), влажность перестает оказывать влияние на прочность древесины. Кроме того, практическая ценность различия между свободной и связанной влагой заключается в том, что при испарении первой меняется только тяжесть дерева, а при испарении второй изменяется объем, то есть происходит усушка. Уменьшение объема древесины при ее высыхание неодинаково по различным направлениям. В толщину больше, чем в длину. Древесные породы разделены на 3 группы по величине коэффициента объемной усушки.
   • Малоусыхающие: Ель, пихта, кедр, белый тополь, сосна и др.
   • Среднеусыхающие: Дуб, вяз, бук, осина, ясень, черный тополь, мелколистная липа и др.
   • Сильноусыхающие: Клен остролистный, граб, лиственница, береза.
   При сушке дерева влага испаряется неравномерно. Сначала влага испаряется из внешних слоев, а затем из внутренних. Такое неравномерное испарение влаги приводит к тому, что в древесине возникает внутреннее напряжение, растягивающее ее на поверхности и сжимающее внутри, в результате чего на дереве могут проявиться трещины. С плотностью и влажностью древесины тесно связана способность ее удерживать в себе металлические крепления. Чем больше плотность древесины, тем выше сопротивление выдергиванию гвоздя или шурупа. Влажность облегчает забивание гвоздей в древесину.
3. Твердость — это способность древесины сопротивляться проникновению в нее твердых тел. По степени твердости древесные породы можно разделить на 3 группы:
   • Мягкие: Сосна, ель, кедр, пихта, осина, липа, ольха, тополь.
   • Твердые: Береза, бук, вяз, лиственница сибирская, ясень, ильм, карагач, клен, яблоня.
   • Очень твердые: Граб, кизил, самшит, акация белая, береза.
   • Износостойкость древесины — это ее способность противостоять разрушению в процессе трения.
   Здесь существует такая закономерность: чем больше твердость и плотность древесины, тем меньше ее изнашиваемость. Гниль возникает в результате жизнедеятельности различных грибов, которые разрушают древесину и в большинстве случаев делают ее непригодной для работ.
4. Сучковатость — наличие оснований ветвей (сучков) живых либо отмерших во время роста. Сучковатость нарушает однородность строения древесины, снижает ее прочность, затрудняет обработку.
5. Легкость — свойство древесины, которое является выгодным при строительстве в сочетании с другими качествами.

Изделия на основе древесины

Круглые лесоматериалы представляют собой очищенные от сучьев отрезки древесных стволов. В зависимости от диаметра верхнего торца круглые лесоматериалы подразделяют на бревна, подтоварник и жерди.

• Бревна строительные и пиловочные из хвойных и лиственных пород деревьев должны иметь диаметр верхнего торца не менее 14 см и длину 4,0–6,5 м. Они должны быть ошкурены и опилены под прямым углом к продольной оси. По качеству бревна подразделяют на три сорта. Определение сорта обусловлено наличием в бревнах пороков древесины. Строительные бревна из хвойных пород применяют для несущих строительных конструкций жилых, промышленных и культурно-бытовых зданий, гидротехнических сооружений, а также для свай и пролетных строений деревянных мостов. Пиловочные бревна изготовляют из стволов хвойных и лиственных пород для получения различных пиломатериалов.
• Подтоварник — часть ствола дерева с диаметром верхнего торца 8–13 см и длиной ствола 3–9 м. Его используют для различных целей в жилищном и сельскохозяйственном строительстве, а также для вспомогательных и временных сооружений.
• Жерди имеют диаметр верхнего торца не более 3см и длину 3–9 м. Их применяют для тех же целей, что и подтоварник.

Хранят круглые лесоматериалы в штабелях по породам, категориям и длине.

Пиломатериалы изготовляют путем продольной распиловки пиловочных бревен. По форме поперечного сечения различают следующие виды пиломатериалов: пластины, четвертины, горбыль, доски, брусья, бруски.

• Пластины получают при продольном распиливании бревен на две половины, четвертины, по двум взаимно перпендикулярным диаметрам.
• Горбыль представляет собой срезанную наружную часть бревна, у которой с одной стороны во всю длину сделан пропил, а другая поверхность не обработана. Применяют его для временных построек.
• Доски получают продольным распиливанием бревен по нескольким параллельным между собой плоскостям. Толщина досок 13–100мм, ширина 80–250 мм, т. е. отношение ширины к толщине должно быть более 2. Доски хвойных пород имеют длину до 6,5 м, лиственных — до 5 м с градацией через 0,25 м. В зависимости от чистоты опиловки кромок доски бывают необрезные с неопиленными кромками на всю длину доски или на половину длины и обрезные с кромками, пропиленными по всей длине в данном случае сечение доски представляет собой правильный прямоугольник) или более, чем на половину длины доски. По качеству древесины и по обработке доски подразделяют на пять сортов: отборный, 1, 2, 3 и 4. Доски высоких сортов служат для изготовления элементов деревянных конструкций, столярных изделий и т.п.
• Брусья имеют толщину или ширину 100–250мм при отношении ширины к толщине менее 2. Брусья, опиленные с двух противоположных сторон, называют двухкантными, а опиленные с четырех сторон — четырехбитными. Строительные брусья применяют для устройства междуэтажных перекрытий, стропил и т.п.
• Бруски представляют собой пиломатериалы толщиной до 100мм, имеющие отношение ширины к толщине менее 2. Форма поперечного сечения брусков обычно близка к квадрату. Длина брусков та же, что и у досок. Из брусков изготовляют элементы деревянных конструкций, столярные изделия.
• Заготовками называют доски и бруски, прирезанные применительно к заданным размерам и качеству древесины изготовляемых из них деталей готовых изделий и с припусками на механическую обработку и усушку. По виду обработки заготовки различают: пиленые, полученные путем пиления; клееные, изготовленные путем склеивания из нескольких более мелких заготовок; калиброванные, обработанные до заданных размеров. В строительстве широко используют также заготовки, имеющие после фрезерования специальную форму сечения (плинтусы, наличники, поручни и т.д.). Из пиломатериалов изготовляют широкую номенклатуру изделий, из которых основными являются строганые погонажные изделия, изделия для паркетных полов, столярные плиты, фанера и др.
• Строганые погонажные изделия включают доски для полов; шпунтованные доски, у которых на одной кромке имеется паз, а на другой — гребень (выступ), что обеспечивает плотное соединение досок при устройстве полов; фальцевые доски, применяемые для обшивки стен и потолков. К этой группе изделий относят и профильные погонажные изделия (например, плинтусы и галтели), используемые для заделки углов между полом и стенами, поручни для перил, наличники для оконных и дверных коробок, а также доски подоконника. Длина погонажных изделий из древесины 2,1м и более (с градацией 100мм).

Краткие рекомендации по выбору пиломатериалов

Некоторые особенности материалов, требующие особого внимания.

• Необработанные края (обзол). Существует две основных причины, по которым покупатели получают пиломатериалы с плохо опиленными краями. Во-первых, деревообрабатывающие предприятия пытаются экономить, стараясь извлечь из меньшего объема необработанной древесины большее количество готовой продукции. При продольной распиловке бревна боковые грани пиломатериалов не спиливаются под прямым углом, а остаются слегка округлой формы. Во-вторых, доски с хорошо опиленными краями можно продавать по более высоким ценам (причем не только на экспорт, но и внутри страны), что и делают производители древесины.
• Необработанные края — это в основном проблема внешнего вида. Иногда из-за этого могут возникнуть трудности, например, с подгонкой и сочленением балок при сооружении какой-либо конструкции, однако прочность конструкции от этого никак не пострадает. Совсем другое дело — это необработанные края у досок, предназначенных для внутренней или внешней отделки. Эти материалы всегда должны выглядеть безупречно. Плотники, занимающиеся отделкой, вынуждены тратить время и дополнительные усилия на обрезку некачественных краев.
• Сучки. Для каждого сорта пиломатериалов существуют специальные стандарты, определяющие приемлемое количество сучков, их максимальный размер, тип и расстояние друг от друга. Внешний вид балки не влияет на ее несущую способность. Тем не менее, сучки могут сильно усложнить работу по отделке помещения и повысить стоимость работы, особенно если после завершения всех работ сучок начнет крошиться и превратится в дырку на самом видном месте.
• Низкая прочность. Низкая прочность пиломатериалов чаще всего обусловлена попаданием влаги при хранении или транспортировке, а также нарушениями технологии сушки на стадии производства. В некоторых случаях низкая прочность вызвана использованием на стадии производства в качестве сырья древесины молодых деревьев.
  Иногда недостаточно прочные пиломатериалы можно вовремя заметить и отбраковать, но нередко этот дефект проявляется уже после установки некачественной доски или бруса на свое место, когда заменить этот элемент уже не представляется возможным.
• Разброс размеров. Дизайнеры и строители часто сталкиваются с большим разбросом размеров в партии материалов как по толщине, так и по длине. Слишком большой разброс по длине может оказаться серьезной проблемой при установке балок, стропил и перекладин, особенно если они окажутся короче необходимой длины. При непостоянстве ширины материалов для отделки часто очень трудно бывает подогнать их друг к другу, и в результате в отделке остаются некрасивые зазоры, которые очень трудно ликвидировать.

Решение проблем

Есть несколько вариантов решения проблем. Первый — продолжать покупать пиломатериалы у тех же поставщиков, но отбирать их более тщательно, требуя заменить дефектные и возвращая некондицию.

Второй вариант — попытаться найти более качественную древесину у других поставщиков.

Третий — покупать качественные пиломатериалы по более высоким ценам. Четвертый вариант связан с переходом на металлические конструкции или искусственные материалы.

Перед тем, как вы выберете один из вариантов, стоит оценить, во сколько вам обходятся все ваши проблемы с качеством пиломатериалов, сколько вы теряете или можете потерять от брака и жалоб ваших клиентов. Если вы поймете, что имеет смысл покупать пиломатериалы по более высоким ценам, попытайтесь подсчитать, насколько больше вы согласны платить за более качественный продукт. Возможно, вам удастся подсчитать, сколько вы сможете сэкономить за счет увеличения производительности труда, имея более качественные материалы.

Не стесняйтесь выбрасывать бракованные пиломатериалы. При больших объемах поставок попытайтесь согласовать с поставщиком точные стандарты и требования к качеству продукции, при невыполнении которых он обязан заменить некачественные материалы или устранить их дефекты. Вы можете оговорить в договоре о поставках любые, даже самые незначительные детали, если по каким-либо причинам они окажутся для вас важными. Согласуйте точные условия замены некондиций, сроки замены, размер неустойки за просрочку. Если вы что-то не предусмотрели и менять условия договора уже поздно, вы можете докупить небольшую партию материалов более высокого качества взамен бракованных на других условиях либо у другого поставщика. Можно также попытаться использовать не совсем качественные материалы только там, где дефекты будут незаметны и не повлияют на общее качество конструкции.

Обзвоните различных поставщиков. Часто бывает выгодно закупать различные элементы конструкции у различных поставщиков. Например, брус закупается у одного поставщика, стойки — у другого, доски — у третьего. Попытайтесь выяснить, с каких заводов поставляются те или иные элементы. Если вам особенно понравилась продукция какого-либо завода, попросите своего поставщика поставлять вам продукцию непосредственно с этого предприятия. Если вам наоборот, не нравится продукция какого-либо завода, проинформируйте об этом поставщика.

Попытайтесь объединиться с другими дизайнерскими или строительными фирмами, которые также не удовлетворены качеством поставляемых им пиломатериалов. Совместными усилиями вы сможете добиться больших успехов в переговорах с поставщиками. Постарайтесь как можно точнее обозначить параметры необходимого вам продукта. Иногда таким образом удается найти товар отличного качества, причем по более низким ценам!

Тщательно изучите существующие стандарты в области пиломатериалов и выберите наиболее подходящий для вас класс как по качеству, так и по цене. Для каких-либо специальных применений вам, возможно, будет выгоднее перейти на другую породу древесины, нежели искать определенную породу с более высоким классом качества. Для дерева существует множество различных стандартов, зачастую малоизвестных. Учтите, что уровень качества в различных классах может зависеть от географического положения местности, климата и других условий. Независимо от этого, вы можете установить в контракте с поставщиком свои особые требования по качеству, никак не связанные с существующими стандартами.

Существует множество способов решения проблем с качеством древесины, и всегда можно найти пиломатериалы нужного вам качества, хотя, возможно, придется заплатить чуть больше.

Некоторые породы древесины

Породы древесины – это род и вид многолетнего древесного растения. Породы бывают хвойные (сосна, пихта, ель, кедровая сосна и т.д.) и лиственные (береза, дуб, липа и т.д.).

Породы древесины обладают собственными качественными показателями, такими как цвет, текстура, твердость, коэффициент линейного и объемного расширения.

• Цвет древесины зависит от породы дерева, возраста и климатических условий местности, и обусловлен содержащимися в ней дубильными, красящими и смолистыми веществами.
• Текстура древесины — это рисунок, образованный волокнами и слоями древесины и обусловленный особенностями структуры дерева. По цвету и текстуре определяют породу древесины.

Бамбук

Древесина бамбука устойчива к механическим и климатическим воздействиям. Естественный цвет этой тропической древесины – золотисто-соломенный, с темными поперечными полосами в местах нахождения узлов стебля.

Береза Древесина березы умеренно твердая и однородная, хорошо обрабатывается, но подвержена короблению и загниванию. Цвет – белый, с желтоватым или красноватым оттенком, годичные слои и сердцевинные лучи различаются слабо. Древесина березы хорошо окрашивается и полируется, легко поддается имитации под ценные породы. Наиболее ценной считается карельская береза, обладающая красивым цветом и структурой.

Бук

Древесина бука прочная, твердая и гибкая, с красивой однородной структурой, легко поддается обработке. Годичные слои и сердцевинные лучи хорошо различимы при любом распиле. Цвет древесины – красновато-белый или желтый, при тепловой обработке приобретает выраженный красный тон. Древесина бука восприимчива к загниванию и обладает высокой гигроскопичностью – поэтому быстро реагирует на изменения температуры и влажности.

Венге

Древесина венге, произрастающего в тропических джунглях Западной Африки, высоко ценится в художественном паркете. Это очень красивая древесина с ровноволокнистой крупной структурой, которая бывает разного цвета – от золотистого до очень темного коричневого. Со временем такая древесина темнеет и может стать почти черной. Обработка древесины венге может представлять затруднения, из-за высокого содержания маслянистых и минеральных веществ.

Вишня

Древесина вишни обладает средней твердостью, однородной структурой, розовато-коричневым или розоватом серым цветом с узкой желтой заболонью. Вишня хорошо поддается обработке и очень декоративна.

Вяз (ильм, берест)

Древесина вяза имеет широкую желто-белую заболонь, плавно переходящую в светло бурое ядро. Годичные лучи хорошо различимы, а сердцевинные лучи заметны только на радиальном разрезе в виде коротких штрихов.

Граб

Древесина граба (белого бука) отличается высокой плотностью, твердостью и прочностью. Цвет варьируется от белого до серого, структура косослойная, заболонь и ядро практически не отличаются по цвету. Обработка древесины бука довольно сложна, но после правильной длительной сушки такая древесина практически не подвержена короблению.

Грецкий орех

Древесина грецкого ореха особо ценится в мозаичных работах благодаря широкой гамме цветов, красивой текстуре, плотности и легкости обработки. Древесина грецкого ореха легко тонируется и окрашивается. Особенно часто древесина грецкого ореха используется в мозаичных работах – главным образом, используется шпон.

Груша

Древесина груши тяжелая, но хорошо обрабатывается и полируется. Груша имеет среднюю плотность, твердая, отличается однородным строением. Текстура тонкая, рисунок годовых колец слабо выражен. Цвет молодых деревьев – почти белый, с возрастом древесина приобретает более темный цвет. Дикорастущая груша намного лучше сортовой. Из древесины груши выполняются имитации под черное дерево. При определенной температуре сушки груша приобретает ярко-розовый цвет.

Дуб

Древесина дуба традиционно используется для изготовления паркета. Цвет зрелой древесины варьируется от светло-коричневого до желтовато-коричневого, ядро желтовато-коричневая, заболонь узкая, светло-желтая. Со временем древесина дуба немного темнеет.

Текстура древесины дуба красивая, выраженная — сердцевинные лучи и годичные слои хорошо видны на всех срезах. Дуб твердый и прочный, долговечный и устойчивый к гниению.

Каштан

Зрелая древесина имеет средне-коричневый оттенок, со временем темнеет. Сердцевинные лучи незаметны. Древесина твердая и прочная. Каштан хорошо поддается обработке, при высыхании может образовывать трещины и коробиться.

Клен

Древесина клена твердая и плотная, мало усыхает, но склонна к образованию трещин. Структура ярко-выраженная – сердцевинные лучи и годичные слои хорошо видны на всех разрезах. Цвет древесины клена – белый с желтыми или красными оттенками. Заболонь по цвету почти не отличается от зрелой древесины.

Красный дуб

Древесина красного дуба обладает средней тяжестью, относительно прочная и твердая. Структура волокон прямая и плотная, годовые кольца отчетливо видны. Цвет – красноватый, заболонь чуть светлее.

Лапачо

Древесина лапачо очень тяжелая и прочная, с высоким содержанием маслянистых веществ. Не подвержена гниению, плесени и воздействию насекомых. Цвет – оливково-серый, с чередованием темных и светлых участков, заболонь красно-серая. Древесина лапачо темнеет со временем. Древесина лапачо часто применяется для изготовления художественных элементов.

Липа

Древесина липы часто используется в мозаичных работах. Цвет белый с розовым оттенком. Структура древесины липы слабо выражена, годичные слои заметны мало. Обладает однородным строением, легко поддается обработке, не подвержена образованию трещин, обладает высокой влагоустойчивостью.

Лиственница

Древесина лиственницы прочная и твердая, средней плотности, устойчива к гниению, однако склонна к образованию трещин. Цвет ядра красновато-бурый, заболонь буровато-белая, годичные кольца четко различимы на всех разрезах. Древесина лиственницы имеет характерный скипидарный запах. В России растет 14 видов лиственницы, среди которых особо известны Сибирская, Корейская, Даурская.

Можжевельник

Древесина можжевельника хорошо обрабатывается, прекрасно поддается полировке, приятно пахнет, он подвержена короблению. Древесина тонкослойная, с коричневым ядром и узкой заболонью. Темнеет под воздействием солнечного света.

Оливковое дерево

Древесина оливкового дерева очень декоративна. Она плотная и твердая, хорошо шлифуется, не подвержена усыханию. Текстура оливкового дерева очень тонкая и декоративная. Цвет – желто-белый, встречается с красноватым оттенком, лучи темные, нерегулярные.

Ольха

Древесина ольхи мягкая и однородная, хорошо поддается имитации ценных пород, хорошо обрабатывается и быстро сохнет, но склонна к загниванию. Цвет – белый, под воздействием воздуха быстро краснеет и становится бурым. Сердцевинные лучи и годичные слои слабо различимы.

Орех

Древесина имеет красивую текстуру, твердая и прочная, хорошо обрабатывается и полируется, устойчива к деформации и образованию трещин. Цвет варьируется от очень светлого до почти черного. Годичные слои ясно видны, а сердцевинные лучи различимы только на радиальном срезе. Свойства древесины ореха позволяют широко использовать ее для изготовления мебели и отделки интерьеров.

Палисандр

Древесина палисандра очень тяжелая, мало подвержена усыханию, хорошо обрабатывается и полируется. Цвет — пурпурно-коричневый или шоколадно-бурый, с черными и темно-коричневыми полосами, заболонь узкая, светло-желтая.

Платан

Платан обладает твердой древесиной, и выразительной структурой, которую образуют сердцевинные лучи на радиальном срезе. Годичные слои заметны слабо. Ядро красно-бурое, заболонь серая.

Пробковое дерево (Бальза)

Пробковое дерево отличается высокой пористостью. Это самая быстрорастущая, легкая и мягкая из всех пород, отличается высокой пористостью. Ядро белое, с легким красно-бурым оттенком, заболонь почти белая.

Розовое дерево

Розовое дерево – очень редкий и дорогой материал, гораздо чаще используются его имитации из светлого ореха. Древесина хорошо обрабатывается, имеет желтовато-бурый или розовато бурый цвет с коричневыми полосами. Используется в основном в мозаичных работах.

Сандал

Сандал – редкая порода, произрастающая в Юго-Восточной Азии. Обладает шелковистым отливом золотистого оттенка.

Тик

Древесина тика очень долговечна, устойчива к внешним воздействиям, хорошо поддается всем видам механической обработки, не подвержена гниению, она плотная, прочная и твердая. Текстура выразительная, цвет желтовато-белый.

Тис

Древесина тиса обладает красивой структурой и высоко ценится в качестве отделочного материала. Годичные слои извилистые, цвет красно-бурый, заболонь желто-белая, резко отграниченная. Из недостатков можно выделить сильную сучковатость.

Туя

Туя произрастает в Алжире. Древесина туи имеет очень интересную цветовую гамму – цвет представляет собой переплетенные бурые, коричневые, красные и желтые жилки с мягкими переходами тонов и буро-розовыми крапинками. Благодаря своей декоративности и характерному стеклянистому блеску высоко ценится в качестве отделочного материала. Отлично полируется.

Фисташка

Древесина фисташки очень износостойкая, твердая и прочная, маслянистая на ощупь. Свежая древесина имеет зелено-бурый цвет, при сушке и длительном хранении становится красно-бурым. Сердцевинные лучи почти незаметны, мелкие сосуды в поздней зоне годичных слоев образуют косорадиальные линии.

Эбеновое дерево

Древесина эбенового дерева твердая, плотная и тяжелая – тонет в воде. Имеет черное ядро и белую заболонь. Мелкие сосуды собраны в радиальные группы по 3–4 штуки, иногда бывают заполнены ядровыми веществами черного цвета. Годичные слои мало заметны.

Эвкалипт

Древесина эвкалипта очень прочная и стойкая к усыханию, не подвержена вреду от насекомых. Ядро бурое (иногда встречаются различные оттенки), заболонь светлая. Годичные слои заметны только на поперечном срезе.

Яблоня

Древесина яблони умеренно твердая и плотная, но сильно подвержена короблению. Хорошо поддается обработке и полировке. Текстура выражена слабо, цвет – розоватый, с красным или бурым. Используется для мозаичных укладок.

Ясень

Древесина ясеня вязкая и прочная, твердая и эластичная, почти не склонная к растрескиванию, стойка к гниению. Ясень обладает очень красивой структурой – годичные слои хорошо различимы, на радиальном срезе видны сердцевинные лучи. Цвет – желтовато-бурый, заболонь – желто-белая. Заболонь особо ценится при изготовлении паркета благодаря красивой структуре и цвету.

www.nskdom.ru

Физические свойства древесины Физические свойства древесины

Древесина как строительный материал

Культура и история России неразрывно связаны с применением древесины.

Начиная с древних времен, до сегодняшних дней, мы отдаем предпочтение древесине, несмотря на разнообразие альтернативных материалов, предлагаемых современным рынком. Древесина традиционно является одним из важнейших строительных материалов, чему способствует ее прекрасные декоративные свойства, широкое распространение, легкость добычи и обработки, а также высокие показатели прочности при малом объемном весе.

Передовые технологии в сочетании с уникальностью природных свойств древесины позволяют создавать из дерева долговечные деревянные конструкции, восхищающие своей красотой и совершенством.

Симпатия к древесине кроется не только в многовековых традициях использования, но и в несомненных преимуществах — технических, эстетических характеристиках и неповторимой экологичности таких конструкций. Ведь важнейшими аргументами при выборе дома являются его экологическая безопасность, практичность и удобство.

Темпы строительства деревянных домов растут год от года благодаря уникальным свойствам живой древесины, способной «дышать», насыщая воздух благоуханием.

К сожалению, наряду со всеми достоинствами, древесине свойственны и недостатки, значительно ограничивающие применение деревянных конструкций. К таким недостаткам можно отнести опасность загнивания и возгорания, усушка, разбухание, коробление, растрескивание, неоднородность строения и т.п.

Эти недостатки легко устранимы — современная наука выработала различные методы долговременной защиты древесины.

Макроструктура древесины

В растущем дереве различают корень, ствол, крону. Ствол — главная и наиболее ценная часть дерева. Строительную древесину получают из ствола дерева, от особенностей строения которого зависит качество древесины как строительного материала.

Строение ствола дерева, видимое невооруженным глазом, назовём макроструктурой.

Чтобы получить представление о макроструктуре древесины, ее рассматривают с трех основных распилов — поперечного, радиального и тангенциального (рис.1)

Рис.1 Распилы древесины

а) продольный распил- проходит через сердцевину ствола. б) тангенциальный распил — проходит вдоль ствола, но удален от сердцевины на разное расстояние. в) поперечный распил — проходит перпендикулярно оси ствола и образует торцевую плоскость.

Древесина, распиленная в разных направлениях, имеет различную текстуру (рисунок), и отличается своими качествами и свойствами.

На поперечном разрезе ствола древесного растения можно выделить следующие основные макроструктурные единицы древесины:

Кора — защитный покров ствола дерева, состоящий из внешнего пробкового и внутреннего лубкового слоев. это своеобразная кожа дерева, предохраняющая его от воздействия внешней среды, а также участвующая в регуляции дыхания.

Луб — непосредственно примыкающий к камбию внутренний слой коры (флоэма), состоящий в основном из живых клеток, выполняющий проводящую функцию орт кроны дерева к его корневой системе.

Камбий — одноклеточный слой живых клеток, поочередно делящихся в сторону заболони и в сторону луба, обеспечивающий рост дерева в толщину.

На поперечном разрезе древесины можно различить концентрические слои прироста, называемые годичными кольцами, которые светлее к поверхности дерева и темнее у центра. Светлая часть древесины называется заболонью, а темная — ядром.

Годичное кольцо — слой древесины, образовавшийся за один год.

На радикальном разрезе годичные слои имеют вид продольных и прямых полос, на тангенциальном — извилистых конусообразных линий. Подсчитав годичные кольца, можно узнать, сколько лет прожило дерево.

Заболонь — как, более молодая часть ствола, менее устойчива к загниванию, чем ядро, но более эластична. Ширина заболони колеблется в зависимости от породы, условий произрастания и других факторов. У одних пород ядро образуется на третий год (тис, белая акация), у других — на 30…35-й год (сосна). Поэтому заболонь у тиса узкая, у сосны широкая.

Ядро образуется за счет отмирания живых клеток древесины, закупорки водопроводящих путей, отложения дубильных, красящих веществ, смолы, солей, поэтому, ядро обычно гораздо темнее заболони. В результате этого изменяются цвет древесины, ее масса и показатели механических свойств.. Ядро у многих пород окрашено в более темный цвет, оно является самой ценной, самой прочной частью древесины.

Сердцевидные лучи. На поперечном разрезе некоторых пород хорошо видны невооруженным глазом светлые, часто блестящие, направленные от сердцевины к коре линии — сердцевидные лучи. Сердцевидные лучи имеются у всех пород, но видны лишь у некоторых. Особенно хорошо сердцевинные лучи видны у дуба, бука, платана. Сердцевинные лучи служат для прохода в поперечном направлении по стволу воды, воздуха и органических веществ, вырабатываемых деревом.

Сердцевина находится внутри первого годичного слоя, в центре ствола. Сердцевина находится в центре ствола и проходит по всей его длине. Она представляет собой рыхлую ткань, которая легко разрушается живыми организмами, состоит в основном из живых клеток, образующаяся за счет деления клеток верхушечной образовательной ткани при росте дерева в высоту. Сердцевина не применяется в строительстве.

Это интересно По имеющимся оценкам, калифорнийские секвойядендроны доживают до 5000 лет, но число действительно подсчитанных у них годичных колец пока не превышает 3200.

Для хвойный пород характерно наличие смоляных ходов, в которых накапливаются экстрактивные, дубильные, эфирные вещества, придающие хвойной древесине неповторимый аромат.

Древесина лесных пород окрашена обычно в светлый цвет. При этом у одних пород вся масса древесины окрашена в один цвет (ольха, береза, граб), а других центральная часть имеет более темную окраску (дуб, лиственница, сосна). Темная часть ствола — ядро, а светлая периферическая — заболонь. У некоторых безъядровых пород наблюдается потемнение центральной части ствола. В этом случае темная центральная зона называют ложным ядром.

В зависимости от относительного содержания влаги и соотношения величины заболони и ядра древесные породы делятся на ядровые, и заболонные.

У ядровых пород заболонь имеет значительное содержание влаги и светлее ядра. Ядровые породы имеют древесину, однородную по цвету. Содержание влаги в ядре меньше, чем в заболони. Заболонные породы отличаются наиболее однородным строением, ядро и заболонь практически неразличимы ни по цвету, ни по содержанию влаги.

Рисунок, который образуют на поверхности деталей из древесины слои, сосуды и сердцевинные лучи, называется текстурой древесины. Такие породы дерева, как, например, орех, дуб, ясень, карельская береза, красное дерево и другие, имеют очень красивую текстуру, которую во время отделки стараются сохранить и сделать более четкой.

Микроструктура древесины

Если посмотреть на тонкий распил древесины под микроскопом, можно увидеть, что она состоит из тканей, образованных клетками. (Рис.)

Именно благодаря уникальности строения клеточной стенки древесина обязана такими свойствами как прочность и гибкость.

Древесина преимущественно состоит из сложных органических соединений. Органические вещества можно представить четырьмя основными группами:

В состав древесины входит порядка 45-60% целлюлозы, 15-35% лигнина и 15-25% гемицеллюлоз.

Количество экстрактивных веществ в значительной мере зависит от породы и неодинаково в заболони и ядровой древесине.

Содержание минеральных веществ (зольность) древесины обычно значительно меньше 1%. Минеральные вещества преимущественно представлены солями кальция и магния.

Стенка клетки имеет сетчатую структуру из взаимосвязанных длинноцепных молекул целлюлозы, наполненную другими углеводородами (гемицеллюлозами), а также лигнином и различными экстрактивными веществами.

Если сравнить древесину с армированным бетоном, то функцию арматуры в древесине исполняет целлюлоза и гемицеллюлоза, а связующим веществом является лигнин.

Элементарный химический состав древесины всех пород практически одинаков. Органическая часть абсолютно сухой древесины содержит в среднем 49-50 % углерода, 43-44 % кислорода, около 6 % водорода и 0,1-0,3% азота. При сжигании древесины остается ее неорганическая часть — зола (0,1 — 1,0 %). В состав золы входят кальций, калий, натрий, магний, в меньших количествах фосфор, сера и другие элементы. Они образуют минеральные вещества, большая часть которых (75 — 90%) не растворима в воде. Среди растворимых веществ преобладают соли щелочных металлов — карбонаты калия и натрия, а из нерастворимых — соли кальция.

Схема химического состава древесины

Свойства древесины сильно зависят от химического состава. Древесина хвойных пород отличается от лиственных несколько большим содержанием лигнина и, особенно, гексозанов. У древесины лиственных пород среди гемицеллюлоз преобладают пентозаны. Только в составе экстрактивных веществ хвойной древесины содержатся смоляные кислоты. В ранней зоне годичного слоя, целлюлозы меньше, чем в поздней. Целлюлозы, лигнина и экстрактивных веществ в заболони хвойных пород меньше, чем в ядре.

У некоторых лиственных пород (ясень, дуб) содержание целлюлозы в ядре больше, чем в заболони. В древесине ветвей содержание целлюлозы на 3-10 % меньше, чем в стволе. Кора по элементному химическому составу мало отличается от древесины, но количество минеральных веществ в ней больше, чем в древесине. Соотношение между основными органическими веществами в коре также иное, чем в древесине, здесь значительно меньше целлюлозы (особенно в корке).

Древесина, как строительный материал:

Физическими называются свойства, наблюдаемые без изменения химического состава и целостности древесины. Остановимся на следующих физических свойствах:

Это интересно Исследования показали, что древесина дуба на сжатие выдерживает давление 450…500 килограммов на квадратный сантиметр, а на растяжение — до 1050 килограммов! То есть ее прочность на растяжение соперничает с лучшими сортами нейлоновых тканей. Для разных пород эти показатели могут меняться.

Внешний вид

Внешний вид древесины характеризуется цветом, блеском, текстурой.

Цвет древесине придают находящиеся в ней экстрактивные вещества.

Древесина пород, произрастающих в различных климатических условиях, имеет различный цвет: от молочно-белого (осина, ель, липа) до черного (эбеновое дерево).

Породы древесины, произрастающие в тропических и экваториальных районах имеет более яркую окраску по сравнению с древесиной пород умеренного пояса.

В пределах климатической зоны каждой древесной породе присущ свой особый цвет, который может служить дополнительным признаком для ее распознавания. Например, древесина граба имеет светло-серый цвет, дуба и ясеня — бурый, ореха — коричневый. Под влиянием света и воздуха древесина многих пород теряет свою яркость, приобретая на открытом воздухе сероватую окраску.

Блеск — это способность древесины отражать световой поток. Блеск древесины зависит от ее плотности, количества, размеров и расположения сердцевидных лучей.

Особым блеском отличается древесина дуба, бука, платана, чинары, белой акации. Матовый блеск имеют тополь, липа, осина, тик; шелковистый — ива, вяз, ясень, черемуха; золотистый — черешня; серебристый — сибирский кедр; муаровый — береза, серый клен, лавровишня.

Текстура — это рисунок, который получается на разрезах древесины при перерезании ее волокон, годичных слоев и сердцевинных лучей. Текстура зависит от особенностей анатомического строения отдельных пород древесины и направления разреза. Она определяется шириной годичных слоев, разницей в окраске ранней и поздней древесины, наличием сердцевинных лучей, крупных сосудов, неправильным расположением волокон (волнистое или путаное). Хвойные породы на тангенциальном разрезе из-за резкого различия в цвете ранней и поздней древесины дают красивую текстуру. Лиственные породы с ярко выраженными годичными слоями и развитыми сердцевинными лучами (дуб, клен, каргач, ильм, платан) имеют очень красивую текстуру на радиальном и тангенциальном разрезах. Особенно красивый рисунок имеет древесина с неправильным расположением волокон. Текстура определяет декоративную ценность древесины, что особенно важно при изготовлении художественного паркета, различных поделок, музыкальных инструментов и др.

Влажность

Свойства древесины очень сильно зависят от содержания влаги.

Абсолютной влажностью древесины называется отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах.

Относительная влажность древесины — это отношение массы влаги, содержащейся в древесине, к массе древесины во влажном состоянии, выраженное в процентных. Общее количество влаги в древесине складывается из свободной и связанной влаги. Влага, находясь в полостях клеток и межклеточных пространствах, называется свободной, или капиллярной, а в клеточных стенках — связанной или гигроскопичной. В первую очередь из древесины испаряется свободная влага, при дальнейшей сушке начинается процесс испарения связанной влаги, в результате которого происходит значительное изменение физико-механичеких свойств древесины.

У живого (свежесрубленного) дерева содержание влаги будет обычно находиться в районе 50% -100%. После рубки содержание влаги снижается. Вначале испаряется свободная влага, пока не будет достигнута так называемая точка насыщения волокна.

Рис. Схема содержания воды в древесине

Это та точка, при которой вся свободная вода ушла, а оставшаяся влага связана внутри стенок клетки. Эта точка зависит от температуры, но для большинства видов древесины составляет 30% (в пересчёте на сухой вес).

При удалении из древесины связанной влаги происходит уменьшение линейных размеров и объема древесины. Такой процесс называется усушкой. Усушка по разным направлениям не одинакова.

В поперечном направлении степень усушки вдвое выше, усушки в радиальном направлении. Продольная усушка незначительна и практически не имеет значения.

Усушка обычно зависит от плотности древесины, при этом лиственные породы дают большую усушку, чем хвойные. Вследствие различий в усушке по трем основным направлениям, высыхание древесины может приводить к деформации.

Процесс потери влаги продолжается до тех пор, пока уровень влаги в древесине не достигнет определенного предела (равновесной влажности), который напрямую зависит от температуры и влажности окружающего воздуха.

Это интересно. Только что срубленное бальсовое дерево может иметь влажность, доходящую до 600% и весить очень много. В высушенном состоянии это дерево- легче пробки. Из бальсового дерева был сделан плот Kon Tiki знаменитого норвежского путешественника Тура Хейердала.

studfiles.net