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,
Порода дерева	Пористость, %	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,
Порода дерева	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.