16. Древесина как строительный материал.

Древесина - один из самых древних строительных материалов.

Для производства строительных материалов, изделий и конструкций используется древесина – освобожденная от коры часть ствола. Достоинства древесины в том, что материал можно пилить, резать, строгать, колоть, долбить, сверлить, фрезеровать, шлифовать, полировать, лущить. Кроме того элементы из древесины можно легко соединять. Имеются различные варианты врезок, врубок, материал приколачивают гвоздями, склеивают.

Древесина – материал легкий (средняя плотность сосны – 450- 550 кг/м³), обладающий низкой теплопроводностью и высокой пористостью. Многие породы отличаются механической прочностью, приближаясь по данному показателю к стали. Древесина хорошо работает на сжатие, изгиб и растяжение вдоль волокон. Декоративность – характерное качество для многих пород. Материал экологически чист, долговечен.

Наряду с достоинствами древесине присуще недостатки:

1) Анизотропность – неодинаковость свойств в зависимости от направления.

2) Слабая огнестойкость

3) Загнивание при повышенной температуре, влажности и наличие кислорода

4) Большое количество пороков формы ствола и внутреннего строения, что приводит к уменьшению выхода деловой древесины.

5) Повышенная чувствительность, при изменении влажности происходит усушка или набухание, что может вызвать коробление и появление трещин.

17. Строение древесины и физико-механические свойства 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, называется макроструктурой.

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

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.

На поперечном разрезе ствола древесного растения можно выделить следующие основные макроструктурные единицы древесины: кора, камбий, заболонь, древесина, ядро, сердцевина.

Кора — защитный покров ствола дерева, состоящий из внешнего пробкового и внутреннего лубкового слоев.

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.

Годичное кольцо — слой древесины, образовавшийся за один год.

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.

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.

Сердцевинные лучи служат для прохода в поперечном направлении по стволу воды, воздуха и органических веществ, вырабатываемых деревом.

Физико–механические свойства:

1) Плотность. При условии влажности не более 12% по показателям плотности (кг/м) древесину можно разделить на следующие группы:

* высокой плотности ... 750 и выше

* средней плотности ... 550 - 740

* малой плотности ... 540 и ниже

2) Влажность - свойство древесины, характеризующее количество содержащейся в ней влаги. Структура древесных волокон такова, что влага лучше всего проникает через торцевые поверхности. По степени влажности древесина может быть абсолютно сухой (влажность равна 0%), комнатно-сухой (влажность от 8 до 15%), воздушно-сухой (влажность от 16 до 20%), полусухой (влажность от 21 до 23%), сырой (влаги более 23%), свежесрубленной (влажность от 40 до 75%) и мокрой (влажность более 75%).

3) Теплопроводность - способность древесины проводить тепло от одной поверхности к другой. Теплопроводность зависит от ее влажности и объемного веса. Влажная древесина имеет более низкий коэффициент теплопроводности. Превосходство по теплопроводности дерева над кирпичом очевидно, поскольку кирпичные стенки толщиной 510 мм (в два кирпича) обладают такими же термоизоляционными свойствами, как и стена из деревянного бруса толщиной 100 мм.

4) Звукопроводность - свойство дерева проводить звук. Звук в различных направлениях распространяется с неодинаковой интенсивностью. Звукопроводность древесины вдоль волокон в 4-5 раз выше, чем поперек волокон.

5) Усушка - уменьшение общего объема древесины из-за испарения из нее влаги. Усушка прямо пропорциональна степени уменьшения влажности древесины. В различных направлениях древесина усыхает неодинаково.

6) Разбухание - процесс, обратный усушке. Высокая гигроскопичность является причиной того, что древесина хорошо впитывает влагу, при этом она разбухает, увеличивается в объеме, в результате чего небольшие трещины исчезают. Избыток влаги в древесине ухудшает ее физико-механические свойства.