Лекція №7
Тема: Дерев’яні будівельні матеріали і конструкції.
План
1.Загальні відомості
2.Будова і склад деревини
3. Матеріали і вироби з деревини
4.Галузь та вимоги до застосування
1.Загальні відомості
Дерево завжди привертало увагу будівельників легкістю обробки, невеликою власною масою при відносно високій міцності й гарних теплоізоляційних властивостях. З колод зводили стіни, балки міжповерхових перекриттів, з дощок настилали підлоги, збивали перегородки, двері, віконні рами, плетіння; з окремих брусів збирали несучі елементи мостів, покрить громадських будинків. Споруджене в 1817 р. у Москві покриття Кінногвардійського манежу (тепер Центральний виставочний зал) і тепер викликає захоплення, тому що його дерев'яні ферми без будь-яких проміжних опор перекривають проліт у 44,9 м.
Сьогодні діапазон застосування деревини значно розширився, хоча витрачається вона ощадливіше. Стружка й обпилювання, що неминуче утворюються при обробці деревини, а також деревина із сучковатістю і тріщинами за старих часів зовсім не використовувалися. У наші дні, застосування синтетичних смол і клеїв дозволяє одержати з відходів деревини дерев'яні клеєні конструкції значних розмірів, деревостружкові й деревоволокнисті плити, теплоізоляційний картон і будівельний папір.
У будівництві застосовують як хвойні ( сосна, модрина, ялина, ялиця, кедр) так і листяні (дуб, ясен, бук, береза, осика) породи. Область їхнього раціонального використання представлена в таблиці.
Матеріали із деревини застосовують у будівництві, як конструкційні, оздоблювальні, теплоізоляційні, акустичні й погонні.
2.Будова і склад деревини
Зростаюче дерево складається з кореневої системи, крони і стовбура. Стовбур є основною і найбільш коштовною частиною дерева. З нього одержують від 60 до 90% ділової деревини.
За своєю будовою деревина є волокнистим, пористим матеріалом, що складається з живих і мертвих кліток, які забезпечують живильні, запасальні і механічні функції.
Макроструктуру (будова стовбура дерева видима неозброєним оком) і мікроструктуру (видима під мікроскопом) вивчають у поперечному і двох поздовжніх перерізах: радіальному і тангенціальному.
.
Рисунок 1 - Розрізи стовбура дерева: а - торцевий; б - тангенціальний; в - радіальний; елементи деревини стовбура: 1 - серцевина; 2 - ядро; 3 - заболонь; 4 - кора
При дослідженні розрізів стовбура неозброєним оком можна розрізнити наступні основні частини: серцевину, кору, камбій і деревину ( рис.1)
Частина стовбура від лубу до серцевини (деревина) на поперечному розрізі складається з річних кілець. Кожне кільце, у свою чергу, включає світле кільце ранньої деревини і більш темне – пізньої. Рання деревина утворюється навесні чи на початку літа, вона складається з великих тонкостінних кліток, має велику пористість і низьку міцність.
Деревина, що утворилася влітку і на початку осені (пізня), має темний колір, велику міцність і щільність. Отже чим більше вміст пізньої деревини, тим вище міцність дерева.
Деревні породи поділяють на хвойні й листяні.
Сосна – ядрова порода, має високу міцність і низьку щільність, середня щільність – 470-540 кг/м3. Деревина сосни смолиста ,важко піддається загниванню, її застосовують у вигляді кругляка та пиляних лісоматеріалів, а також для виготовлення столярних виробів і меблів.
Ялина – порода із стиглою деревиною, маслосмолиста, має високі показники міцності, низьку середню щільність (440-500 кг/м3). Її застосовують для виготовлення будівельних конструкцій та столярних виробів. За якістю деревини ялина незначно поступається перед сосною. Найкращі властивості має дерево, зрубане у віці 80-100 років.
Модрина – ядрова смолиста порода з підвищеними твердістю та середньою щільністю (630-730 кг/м3). Стійка проти загнивання, найкращі властивості має у віці 100-120 років. Застосовують в будівництві мостів, а також у гідротехнічному будівництві, для виготовлення шпал. Недолік модрини – схильність до розтріскування.
Дуб – ядрова порода, яка має високу механічну міцність і щільність 720 кг/м3. Оптимальний час зрубування – 180 років. Має високу стійкість проти загнивання, добру текстуру. Застосовують у відповідальних конструкціях, мостобудуванні, гідротехнічному будівництві, для виготовлення облицювальної фанери, столярних виробів і паркету.
Бук – розсіяно-пориста стигло деревна порода. Деревина тверда, щільна (середня густина – 650кг/м3), пружна. Найкращі властивості має , якщо зрубана у віці 110 років. Застосовують для виготовлення меблів, столярних виробів і паркету.
Вільха – заболонна порода з м’якою деревиною, що легко піддається обробці, нестійка проти загнивання. Застосовують її для столярних виробів і фанери.
Береза – заболонна порода. Деревина щільна (середня щільність – 650 кг/м3), має високі міцність, в’язкість; нестійка проти загнивання. Застосовують для виготовлення фанери, паркету, столярних виробів, поручнів, опоряджувальних робіт.