 |
Грибные поражения и химические окраски вызываются простейшими живыми организмами — грибами, развивающимися из спор и использующими древесину в качестве питательной среды, или микроорганизмами.
|
|
|
|
Тема 2.1. Строительные материалы из древесины
Цель: изучить строительные материалы из ревесины,
Знать: Основные сведения о древесине, Состав древесины, Пороки древесины, Свойства древесины, Древесные породы, используемые в строительстве, Способы повышения долговечности деревянных конструкций
Ход занятия:
1. Основные сведения о древесине
Древесину издавна широко применяют в строительстве благодаря сочетанию замечательных свойств: высокой прочности и небольшой плотности, малой теплопроводности, легкости обработки, простоте скрепления отдельных элементов, высокой морозостойкости и химической стойкости, декоративности. Наряду с этим у древесины много недостатков: наличие пороков, гигроскопичность и связанные с ней набухание и усушка изделий из древесины, приводящие к их короблению и растрескиванию; особенно серьезным недостатком является ее горючесть и подверженность гниению
В зависимости от степени переработки древесины различают:
· лесные материалы;
· деревянные изделия и конструкции;
· материалы, получаемые технологической переработкой древесины.
2. Состав древесины
Макроструктура древесины — строение древесины, видимое невооруженным глазом. Рассматриваются три основных разреза ствола: поперечный — торцовый и два продольных — радиальный, проходящий через ось ствола, и тангентальный, проходящий по касательной к годовым кольцам.
Микроструктура древесины. Изучая строение древесины под микроскопом, можно увидеть, что основную массу древесины составляют клетки механической ткани, имеющие веретенообразную форму и вытянутые вдоль ствола.
3. Пороки древесины
Пороками называют недостатки древесины, появляющиеся во время роста дерева и хранения пиломатериалов на складе.
|
|
|
Пороки древесины можно разделить на несколько групп: пороки формы ствола, пороки строения древесины, сучки, трещины, химические окраски и грибковые поражения и покоробленности.
Пороки формы ствола
Сбежистость
Кривизна ствола
Пороки строения древесины представляют собой отклонения от нормального расположения волокон в стволе дерева: наклон волокон, свилеватость, крень, двойная сердцевина и др.
Наклон волокон (косослой)
Свилеватость
Крень
Сучки — самый распространенный и неизбежный порок древесины, представляющий собой основание ветвей, заключенные в древесине. По степени срастания сучков с древесиной ствола различают сучки сросшиеся, частично сросшиеся и несросшиеся (выпадающие). Особенно опасны сучки разветвленные (лапчатые).
Трещины могут появляться как на растущем дереве, так и при высыхании срубленного дерева и пиломатериалов. Они нарушают целостность лесоматериалов.
Различают следующие типы трещин:
Метик
Морозобоина
Отлуп
Трещины усушки
Грибные поражения и химические окраски вызываются простейшими живыми организмами — грибами, развивающимися из спор и использующими древесину в качестве питательной среды, или микроорганизмами.
На растущих деревьях могут развиваться деревоокрашивающие грибы идереворазрушающие грибы, встречаются так называемые домовые грибы.
Повреждения насекомыми (червоточины) представляют собой ходы и отверстия, проделанные в древесине насекомыми (жуками-короедами, точильщиками). Они живут в древесине и ею же и питаются. Жуки-точильщики могут развиваться в сухой древесине и даже в мебели.
Покоробленности — нарушение формы пиломатериалов при изменении ее влажности при сушке и хранении или под действием внутренних напряжений при продольной распиловке крупных элементов на более мелкие. Покоробленность бывает поперечная и винтообразная.
|
|
|
4. Свойства древесины
Ф изические свойства. Влажность и гигроскопичность. По содержанию влаги различают мокрую древесину с влажностью до 100% и более;
свежесрубленную — 35 % и выше; воздушно-сухую — 15...20 %;
комнатно-сухую — 8... 12 % и абсолютно сухую древесину, высушенную до постоянной массы при температуре 103 ± 2° С. Стандартной считают влажность древесины 12 %, при которой определяют и сравнивают ее свойства.
Вода в древесине может находиться в двух состояниях — свободном и физически связанном.
Свободная
Связанная или гигроскопическая вода
Влажность, которую приобретает древесина в результате длительного нахождения на воздухе с постоянной температурой и влажностью, называется равновесной.
Усушка и разбухание. Как уже отмечалось, изменение влажности древесины от 0 до предела гигроскопичности вызывает изменение ее линейных размеров и объема — усушку или разбухание, величина которых зависит от количества испарившейся или поглощенной ею влаги и направления волокон.
Плотность. Вещественный состав древесины различных пород приблизительно один и тот же, поэтому истинная плотность древесины — величина постоянная и составляет 1,54 г/см3.
Средняя плотность древесины разных пород и даже одной и той же породы зависит от многих факторов, связанных с условиями роста дерева. У большинства древесных пород плотность сухой древесины меньше 1000 кг/м3, т. е. меньше плотности воды.
Пористость древесины главнейших пород, применяемых в строительстве,— 50...70 %.
Теплопроводность. Древесина как материал высокопористого и волокнистого строения характеризуется относительно низкой теплопроводностью.
Стойкость древесины к действию агрессивных сред. При длительном воздействии кислот и щелочей древесина разрушается. В морской воде древесина сохраняется значительно хуже, чем в пресной (речной, озерной) воде. В воде большой биологической агрессивности стойкость древесины низкая.
Механические свойства. Прочность древесины (материала волокнистого строения) имеет большое различие вдоль и поперек волокон (при растяжении вдоль волокон в 20...30 раз, а при сжатии в 3...6 раз больше, чем поперек волокон). Прочность древесины зависит от того, под каким углом к волокнам направлено разрушающее усилие, а также от породы дерева, плотности, косвенно характеризующей пористость древесины, наличия пороков и особенно от влажности в пределах 0…30 %.
|
|
|
Прочность при сжатии вдоль волокон достаточно высока и составляет в среднем 40...60 МПа, т. е. сопоставима с прочностью бетона. Это объясняется тем, что пустотелые волокна древесины работают как жесткие пространственные элементы.
Прочность при сжатии поперек волокон составляет примерно 0,15...0,3 от предела прочности вдоль волокон. Это объясняется тем, что при сжатии поперек волокон в действительности происходит смятие волокон древесины без явного разрушения стенок.
Прочность при растяжении вдоль волокон в 2...3 раза больше прочности при сжатии в этом направлении и составляет 100... 120 МПа. Прочность при растяжении сильно зависит от наличия некоторых пороков (сучки, косослой и др.), но мало изменяется от влажности.
Прочность при изгибе в 1,5...2 раза превышает прочность при сжатии вдоль волокон, но несколько меньше прочности при растяжении и составляет в среднем 60... 110 МПа.
5. Древесные породы, используемые в строительстве
Древесные породы по ряду биологических признаков принято разделять на хвойные и лиственные.
Хвой ные породы. Из хвойных пород чаще всего применяют сосну, лиственницу, ель, пихту, кедр (их физико-механические свойства приведен.
Сосна
Лиственница
Ель
Пихта.
Кедр
Лиственные породы в строительстве используют значительно реже, чем хвойные.
Дуб
Ясень
Бук
Береза
Осина
6. Способы повышения долговечности деревянных конструкций
Защита от гниения.
сухой режим эксплуатации
антисептирование.
Защита от возгорания.
Пропитка древесины антипиренами.
|
|
|
