Виды древесины и их применение в строительстве дома. Древесина в строительстве
Как применить дерево в строительстве дома или дачи
Дерево издавна используют для строительства теплых и красивых домов. Благодаря его особым свойствам, достигается высокий уровень комфорта. Этот традиционный материал прекрасно подходит для регионов с любым климатом. В малоэтажном строительстве применяют деревянные стены: сплошные изготавливаются из бревен или брусьев, каркасные – из брусков и досок или щитов, с заполнением толщины стены утеплителем. Древесина в строительстве используется и в других элементах домов.
Простейшие деревянные конструкции применялись еще в глубокой древности. Многие деревянные сооружения, построенные в разных странах в далеком прошлом, сохраняются до наших дней. О долговечности древесины свидетельствует и тот факт, что длительное пребывание в грунте деревянных свай не повлияло на их прочность. В Московском Кремле короткие дубовые сваи не утратили своих качеств. Некоторые отобранные сваи при реконструкции старых зданий сохраняются как образцы и как свидетельство того, что при определенной обработке древесина сохраняется длительное время. Колокольня Ивана Великого, возведенная в 1505–1508 гг. и надстроенная в 1600 г., покоится на дубовых сваях двухметровой длины.
Древесину в строительстве используют и в качестве сваи, они хорошо сохраняются и в воде.
Есть примеры, когда не только отдельные дома, а целые районы города возведены на деревянных сваях, расположенных в воде – лагунах, заливах, прибрежной полосе моря. К числу таких городов относятся Венеция, Копенгаген. При обрушении кирпичной колокольни Святого Марка в Венеции в 1902 г. обследованием было установлено, что свайное основание под этим сооружением, которое простояло под водой лагуны 1002, было в хорошем состоянии и не требовало подводки новых свай. Это сооружение вновь восстановлено на старом свайном основании. В то же время деревянные сваи подвергаются интенсивному разрушению там, где меняется влажность древесины: при переменном уровне грунтовых вод, при водопонижении или полном отводе грунтовой воды.
Эти мероприятия приводят не только к порче свай, но, в свою очередь, неравномерным осадкам фундаментов и деформации кирпичных стен. В Народном музее на открытом воздухе, в Норвегии, вставлены для осмотра срубы 150 старинных крестьянских домов с сараями и коровниками, конюшнями, банями, мельницами и амбарами, древесина в строительстве которых использовалась. Большинству зданий более 300 лет. Самому древнему – перенесенной церкви, выполненной из дерева, более 800 лет. Это самая старая в мире из сохранившихся деревянных церквей. На этой же выставке находятся и деревянные корабли, построенные из различных пород дерева (сосны, бука, ореха). Древесина корпусов затонувших судов может служить хорошим примером ее сохранения. Поднять деревянные суда на поверхность при современной технике достаточно несложно, значительно труднее их охрана на открытом воздухе.
В Японии сохраняются деревянные амбары, возраст которых 1400 лет. Для защиты древесины от увлажнения применялись свесы, козырьки, желоба и открытия. В некоторых странах для этих целей добавлялись уклоны и уступы. Для строительства отбиралась плотная и грибостойкая древесина. В Польше экспонируется дерево, возраст которого 30 миллионов лет. Ствол этого дерева обнаружен в шахте во время вскрышных работ (даже такая древесина в строительстве используется в настоящее время).
В XIX в. широкое распространение получили в городах торцевые мостовые из деревянных 6-гранных шашек, которые скреплялись между собой шипами, а щели заливались горячим дегтем. Торцевые мостовые просуществовали более 100 лет. Во время наводнения в Петербурге в 1924 г. более 300 тыс. кв. м. деревянных шашек смыло в залив.
Среди деревьев, которые в старое время обычно шли на строительные работы, остались отдельные долгожители. В Италии, например, зарегистрированы растущие деревья, возраст которых составляет 2 и 4 тысячи лет. На Канарских островах некоторые породы драконового дерева живут 5–6 тысяч лет. На территории музея-заповедника «Коломенское» в Москве растут многовековые дубы; семь из них относятся к XII в. и три к X столетию.
izdoski.com
Древесные породы, применяемые в строительстве
Выделяют две группы древесных пород, встречающиеся в лесах нашей страны: хвойные и лиственные. Породу растущего дерева сравнительно легко определить, оценивая внешний вид кроны, коры, листьев или хвои. Гораздо труднее распознать породу срубленной древесины, особенно после распиловки и других видов обработки, поэтому ее оценивают по макро и микроструктуре.
Хвойные породы относятся к голосеменным растениям с узкими игловидными или чешуевидными листьями (хвоей), большей частью вечнозеленые и смолистые; макроструктура древесины большинства пород характеризуется наличием смоляных ходов, хорошо заметных границ годичных слоев.Из хвойных пород чаще всего применяют сосну, лиственницу, ель, пихту и кедр.
Сосна – наиболее распространенная хвойная порода. Древесина сосны ядровая с розовым или буро-красным ядром и желтовато-белой заболонью. Ядро древесины обильно пропитано смолистыми веществами, содержание смолы – 18-20 кг/м3 древесины. Отличается прямизной ствола, малой плотностью (ρ = 470..540 кг/м3), высокой прочностью при растяжении (Rр = 110 МПа), при сжатии (Rсж = 48 МПа), при изгибе (Rизг = 85 МПа), хорошо поддается обработке. Из сосны изготавливают деревянные несущие конструкции, различные столярные изделия, фанеру и т.д.
Лиственница – ядровая порода. Цвет ядровой древесины темный, серо-красный. Лиственница значительно богаче смолистыми веществами (20-25 кг/м3), чем сосна. Плотность ρ = 630…790 кг/м3, древесина твердая и прочная (Rр = 125 МПа, Rсж = 62 МПа, Rизг = 105 МПа), но труднее поддается обработке, менее подвержена гниению чем сосна. При сушке древесина лиственницы подвержена сильному растрескиванию. Применяется в конструкциях для гидротехнических сооружений.
Ель – спелодревесная порода, древесина которой отличается от сосны меньшей плотностью (ρ = 350..500 кг/м3), белым цветом, мягкостью, меньшим содержанием смолы (5-10 кг/м3), относительно высокими прочностными показателями (Rр = 120 МПа, Rсж = 44 МПа, Rизг = 80 МПа;), однако при использовании в сырых местах быстро загнивает. Из ели изготавливают столярные изделий и строительные конструкции, эксплуатируемые в сухих местах.
Пихта – древесина по внешнему виду напоминает древесину ели, но не содержит смолы, более хрупкая, хуже обрабатывается, легче колется. Физико-механические свойства: ρ = 370…600 кг/м3, Rр = 70 МПа, Rсж = 40 МПа, Rизг = 70 МПа близки к свойствам древесины ели. В строительстве древесину пихты используют для тех же целей, что и древесину ели.
Кедр – по сравнению с другими хвойными древесными породами древесина самая мягкая и легкая, плотность ρ = 400..450 кг/м3. Кедр - ядровая порода, ядро отличается по цвету от заболони более темным цветом, легкий в обработке с красивой текстурой. Применяется для изготовления всякого рода резных изделий.
Лиственные породы - относятся к покрытосеменным растениям с хорошо развитыми листовыми пластинками; макроструктура их древесины характеризуется наличием сосудов, сердцевинных лучей, размытых границ годичных слоев. Лиственные породы. применяемые вы строительстве: дуб, бук, ясень, береза, граб, осина, ольха и др.
Дуб – ядровая порода, древесина плотная (ρ = 600..900 кг/м3), твердая и очень прочная: Rр = 130 МПа, Rсж = 58 МПа, Rизг = 106 МПа. Многочисленные крупные сердцевинные лучи видны на всех разрезах и придают древесине дуба красивую своеобразную текстуру. Дуб хорошо обрабатывается, полируется, окрашивается. Древесина дуба в условиях переменной влажности более хорошо сохраняется, поэтому его применяют в ответственных конструкциях (шпонки, нагели и т.п.), в гидротехнических сооружениях, мостостроении, а также для изготовления паркета, столярных изделий. Древесина дуба при быстрой сушке подвержена сильному растрескиванию и короблению при сушке.
Бук – древесина белая с красноватым оттенком спелодревесная (ядро и заболонь не отличаются по цвету), плотность ρ = 810...930 кг/м3. Древесина бука крепкая, но чрезвычайно нестойкая в условиях переменной влажности. При высыхании коробится и растрескивается, легко загнивает во влажных условиях. Прочностные показатели древесины бука не ниже древесины дуба. Применяется для изготовления паркета, фанеры.
Береза – заболонная самая распространенная в лесах России лиственная порода, древесина белого цвета, плотность ρ = 500..770 кг/м3, легко загнивает в сырых и плохо вентилируемых местах. Березу используют для изготовления фанеры, столярных изделий и отделочных материалов, особую ценность представляет карельская береза с извилистой своеобразной и узловатой текстурой. Прочность: Rр = 125 МПа, Rсж = 55 МПа, Rизг = 110 МПа
Ольха – заболонная порода с мягкой древесиной, склонной к загниванию, используют в основном так, как и березу.
Осина – заболонная широко распространенная порода. Ее древесина с зеленоватым оттенком, легкая ρ = 350..530 кг/м3, мягкая, легко обрабатывается (Rр = 120 МПа, Rсж = 42 МПа, Rизг = 78 МПа), мало усыхает. Используется в зданиях временного назначения.
Ясень – ядровая порода плотностью ρ = 570..930 кг/м3, древесина тяжелая, гибкая, вязкая, но менее прочная, чем у дуба. Ясень относят к дефицитным породам. Древесина имеет красивую текстуру, хорошо полируется, мало трескается и мало коробится.
Пороки древесины
Пороками древесины называют: отклонения строения древесины от нормального, нарушение внешней формы ствола дерева, различные повреждения, оказывающие влияние на ее технические свойства. Пороки снижают сортность древесины и ограничивают области ее применения в строительстве. В зависимости от причин появления пороки можно разделить на следующие основные группы: сучки, трещины, неправильности формы ствола и строения древесины, ненормальная окраска, гниль, повреждения насекомыми.
Виды лесоматериалов и изделий из древесины
К основным технологическим операциям при производстве древесных материалов относятся добыча и обработка. Добыча древесины предполагает валку, раскряжевку и окорку деревьев. Раскряжевка - процесс поперечного деление хлыстов (стволов поваленного дерева), опиленных от корневой части и очищенных от сучьев. При этом выделяют деловую и дровяную части ствола дерева. Древесные материалы производят на деревообрабатывающих предприятиях при помощи таких технологических операций как распиловка, строгание, лущение, фрезерование, сборка полуфабрикатов, обработка отходов, сушка, защитная обработка древесины и др.
Распиловка – раскрой бревен. Строгание – снятие специальными ножами тонких срезов древесины, лущение – снятие специальными ножами тонких срезов древесины по спирали. Фрезерование – резание специальными ножами и получение требуемого профиля древесных материалов. Сборка полуфабрикатов – соединение заготовок, полученных после механической обработки, предполагает их склеивание. Применение современных полимерных клеевых составов позволяет склеивать доски и получать крупноразмерные элементы деревянных клееных конструкций. Обработка отходов - сортировка, перемешивание со связующим и формование (часто горячее прессование). Сушка – повышает прочность древесины и значительно удлиняет сроки ее эксплуатации. Защитная обработка древесины – антисептирование и антипирировнаие.
Лесоматериалы – материалы из древесины, сохранившие ее природную физическую структуру и химический состав. Лесоматериалы подразделяют на необработанные (круглые) и обработанные (пиломатериалы, колотые, шпон и др.)
Круглые лесоматериалы. В зависимости от толщины (диаметра) в верхнем отрубе отрезка ствола дерева очищенного от сучьев круглый лес имеет различные названия: кряжи – (диаметр в верхнем отрубе 40-60 см, длина 1-3 м), бревна (толщина в верхнем отрубе 16-39 см и длина 4…6,5 м), подтоварник или накатник (диаметр – 8-13 см, длина 3-9 м) и жерди (диаметр 2-7 см, длина 3-9 м).
Кряжи применяют в основном для получения шпона, шпал Отрезки кряжей, соответствующие по длине рабочим размерам деревообрабатывающего оборудования, называется чураками. Бревна применяют для несущих строительных конструкций и для получения различных пиломатериалов. Подтоварник и жерди используют для различных целей в строительстве, в том числе и для получения древесной щепы.
Пиломатериалы - изготовляют продольным пилением круглого леса с последующей поперечной распиловкой полученного полуфабриката. По внешнему виду пиломатериалы подразделяются на необрезные и обрезные. У необрезных пиломатериалов пропилены только пласти, а кромки не пропилены. У обрезных – пропилены пласти и кромки со всех четырех сторон либо с кромками, имеющими тупой или острый обзол - сохранившуюся часть поверхности бревна. По форме и размерам поперечного сечения различают следующие виды пиломатериалов: пластины, четвертины, лежни, брусья, бруски, горбыль, доски, обапол (горбыльный и дощатый) и шпалы. Пластины получают продольной распиловкой бревен на две половины, четвертины – продольной распиловкой по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Лежни – бревна, опиленные на 2 канта, брусья – бревна, опиленные на 4 канта, при этом ширина и толщина превышает 100 мм. Горбыль – срезанная наружная часть бревна, у которой с одной стороны во всю длину сделан пропил, а другая поверхность не обработана (неполная пластина). Доски – получают продольной распиловкой бревен по нескольким параллельным между собой плоскостям, толщина досок 13-100 мм, при этом ширина вдвое превышает их толщину. Доски бывают тонкие (толщиной менее 35 мм) и толстые (толщиной 35 мм и более). В строительстве доски подразделяются в зависимости от толщины: шалевка (7-19 мм) тес (22-35 мм), доска (40-80 мм) и лафет (90-130 мм). Бруски – пиломатериалы толщиной до 100 мм, имеющие отношение ширины к толщине менее двух.
Оценка качества пиломатериалов должна производиться по пласти или кромке, худшей для данной доски, а брусков и брусьев квадратного сечения - по худшей стороне.
К фрезерованным, в том числе погонажным, материала относятся различные профильные изделия: поручни для перил лестниц; плинтусы для оформления углов между полом и стенами; наличники для оформления дверных и оконных коробок; доски для облицовки; паркет штучный и др.
Лущеные, строганые и колотые лесоматериалы. Лущеные лесоматериалы, получают резанием древесины по спирали (лущением). Путем лущения - срезания слоя древесины в виде непрерывной ленты с вращающегося предварительно окоренного и нагретого (распаренного) отрезка ствола (чурака) - получают шпон толщиной от 0,55 до 1,5 мм. Лущеный шпон используется в качестве полуфабриката для изготовления клееной фанеры, слоистых пластиков и облицовки (фанерования) изделий из древесины. Строганые изготавливают резанием древесины ножами, формирующими плоскую поверхность раздела. Колотые - производят продольным разделением древесины клиновидными инструментами.
Измельченные лесоматериалы получают переработкой древесины на специальном оборудовании (рубильном, строгальном, размольном). К этой категории материалов относятся технологическая щепа, технологические опилки, стружка и древесная мука. Технологическая щепа, получаемая в виде товарной продукции из низкокачественной древесины и круглых отходов лесопиления, широко используется в производстве древесностружечных и древесноволокнистых плит, а также в качестве исходного сырья для изготовления древесных заполнителей в таких композиционных материалах и изделиях на их основе, как арболит, фибролит, цементно-стружечные плиты.
Композиционные древесные материалы. К этой категории древесных материалов относятся: клееная древесина и композиционные материалы на основе измельченной древесины. Клееная древесина подразделяется на слоистую клееную - фанера, фанерные плиты, древесно-слоистые пластики; массивную клееную - клееные доски, бруски, брусья, плиты и комбинированную клееную - столярные плиты, сочетающие в себе массивную древесину и шпон, паркетные доски, паркет щитовой, оконные и дверные блоки, щиты. Клееные материалы и элементы клееных конструкций в ряде случаев эффективнее железобетонных или металлических.
Фанера общего назначения представляет собой листовой материал, склеенный из трех и более слоев лущеного шпона, обычно с взаимно перпендикулярным расположением волокон в смежных слоях; расположение слоев шпона возможно под углом 45° или звездообразно - под углом 30 и 60°. Наименование фанеры определяется породой древесины, из которой изготовлен лицевой слой (рубашка) изделия - березовая, ольховая, буковая, липовая, осиновая, тополевая, кленовая, еловая, сосновая, пихтовая, кедровая, лиственная. Склеивание фанеры производится разными, отличающимися различной стойкостью к действию воды и атмосферной влаги, клеями, например фенолформальдегидными, карбамидными и др. Фанера общего назначения используется для изготовления дверей, панелей, рам, опалубки, внутренней облицовки стен, потолков, перегородок, а водостойкая, высокой прочности и жесткости фанера применяется для создания пространственных несущих строительных конструкций.
Древесные слоистые пластики (ДСП) представляют собой композиционные материалы, изготавливаемые из листов березового лущеного шпона, пропитанных резольными смолами, и склеенные в процессе термической обработки под большим давлением. Пластики отличаются высокой плотностью (от 1230 до 1300 кг/м3).
Древесностружечные плиты (ДСтП) получают путем горячего прессования формовочной массы, состоящей из смеси древесных стружек и полимерного связующего мочевиноформальдегидной или фенолоформальдегидной смол. По способу изготовления различают плиты плоского прессования, у которых древесные частицы расположены параллельно лицевым поверхностям плиты, и экструзионного (путем выдавливания из мундштука пресса) формования - с древесными частицами, расположенными преимущественно перпендикулярно этим поверхностям.
Для придания древесностружечным плитам био- и огнестойкости, гидрофобности в связующее или в стружку вводятся антисептики, антипирены или гидрофобные вещества. Плотность древесностружечных плит в зависимости от их структуры, способов формования может колебаться в пределах от 550 до 820 кг/м, а их водостойкость непосредственно связана с видом используемого связующего и породой древесины частиц стружки..
Древесноволокнистые плиты (ДВП) изготавливаются методом горячего прессования волокнистых масс, состоящих из целлюлозосодержащих волокон, наполнителей, синтетических полимеров и специальных добавок. Древесноволокнистые плиты в зависимости от плотности подразделяются на мягкие (М), полутвердые (ПТ), твердые (Т) и сверхтвердые (СТ). Основным сырьем в технологии производства ДВП являются отходы лесозаготовок и деревоперерабатывающих производств (древесная щепа и дробленка), а также стебли камыша, льняная костра и другие растительные материалы.
Фибролит – плитный материал, получаемый в результате твердения неорганического вяжущего с наполнителем из спрессованной массы древесной «шерсти» - тонких длинных стружек. Древесную шерсть производят в виде лент шириной 4-7 мм и толщиной 0,25-0,5 мм из отходов хвойных и лиственных пород. Фибролит выпускают в виде крупноразмерных плит длиной до 3 м, шириной до 1,2 м, толщиной 30, 50, 70, 100 мм.
Арболит – изготавливают из цемента и древесных опилок, дробленой стружки или щепы.
studfiles.net
Виды древесины и их применение в строительстве дома
Правильно подобранные материалы играют далеко не последнюю роль в строительстве деревянного дома, ведь именно они во многом отвечают за надёжность фундамента, прочность стен и крыши будущего здания. В первую очередь речь идёт, конечно, о древесине, которая широко используется как в самой конструкции дома, так и в его отделке.
Благодаря своей долговечности, физическим и механическим свойствам, доступности и красоте, дерево уже много веков служит одним из главных строительных материалов; самыми популярными породами являются сосна, ель, кедр, лиственница, пихта. Обширный выбор древесины не случаен — каждая порода обладает своими преимуществами и недостатками, по-разному реагирует на изменения климата, механическую и химическую обработку, выполняет разные задачи. Как правило, тип древесины согласуется ещё на этапе разработки проекта, исходя из предпочтений заказчика, конструкции здания и его назначения, природных условий и стоимости. Что же отличает кедр от сосны, а ель от лиственницы?
Сосна
Неугасающая популярность сосны в строительстве обусловлена сразу несколькими факторами. Это одна из самых распространённых и доступных пород в России и в мире, которая к тому же достаточно легко поддаётся обработке (резке, шлифовке, защитной пропитке). Из деревьев высотой от 20 до 40м изготавливаются практически универсальные строительные материалы с однородной текстурой и характерными смоляными каналами.
Срубы из сосны отличаются редкостной прочностью, а сама древесина — высокими показателями воздухо- и влагопроницаемости, теплопроводности и стойкости к биологическому воздействию. Дом из такого материала выстоит перед любым капризом природы, сохраняя внутри наиболее комфортные условия для жизни. Ещё одним преимуществом сосны является её относительно небольшая стоимость, что позволяет использовать её в строительстве домов разной сложности и размера — в частности, каркасных домов, срубов из круглого бревна и домов из лафета.
Ель
Являясь одной из более прихотливых пород, ель, тем не менее, обширно используется в строительстве рублено-каркасных домов, срубов из круглых брёвен и в изготовлении внутренних опорных конструкций. Это хвойное дерево может похвастаться исключительно прямым стволом, чья длина может достигать 60 м, а диаметр 2м, — именно ели отдаётся предпочтение в проектах зданий из длинномера (бревён свыше 6м в длину и 36 см в диаметре).
На желтовато-коричневой древесине присутствуют весьма заметные линии смоляных каналов и карманов, образующие пунктирный узор в поперечном срезе. В отличие от сосны, ель не может похвастаться долговечностью в необработанном виде и обладает сравнительно низкой пропитываемостью, что делает своевременную обработку древесины просто необходимой. Впрочем, у ели есть и свои неоспоримые преимущества — она прекрасно выдерживает горизонтальные нагрузки (подходит для слеговых конструкций и балочных перекрытий), а после усушки и усадки дома прочно закрепляет любые соединения (конструктивные, на гвоздях и шурупах и т.п.).
Кедр
Статность и красота кедра давно заслужили ему репутацию одной из самых ценных пород деревьев, используемых в строительстве. Ни с чем не перепутать эту мягкую и лёгкую древесину со смолистой текстурой и узнаваемым, слегка бальзамическим запахом. Достоинств кедра не перечесть: он неприхотлив в обработке, отличается прекрасной гидро- и теплоизоляцией, хорошо впитывает краски и лаки, является природным антисептиком и к тому же благотворно влияет на здоровье.
По многим механическим, физическим, экологическим и эстетическим показателям кедр превосходит все другие породы древесины, но работа с ним требует особого подхода. Так, например, процесс обработки несколько осложняют имеющиеся у кедра сучки и смоляные карманы. В основном на территории России используется сибирский кедр, доставка которого к месту строительства может занять до двух месяцев.
Лиственница
Ни одна порода древесины не сравнится по долговечности с лиственницей. Из этого хвойного дерева можно смело строить дом на века, так высоки его показатели прочности и стойкости. Главной особенностью лиственницы является низкое влаго- и водопоглощение ввиду высокой плотности, что делает её идеальным материалом для строительства бани, беседки у водоёма или жилого дома в условиях повышенной влажности.
Удивительно, но длительное взаимодействие с влагой делает древесину лиственницы лишь твёрже и прочнее. Чем старше используемое дерево, тем более устойчиво оно и к биологическому воздействию (поражению грибками и т.п.). По этим же причинам лиственницу достаточно трудно обрабатывать защитными средствами, хотя в целом для её заготовки особых условий не требуется.
Выбирая древесину для строительства деревянного дома, стоит помнить и об общих требованиях к заготовке таких материалов. Предпочтительнее всего использование зимнего сухого леса; подходящие сроки для рубки — с ноября по июнь. При этом заготовка леса происходит по-разному: так, круглое бревно сушится только естественным способом, а своевременная доставка кедра в зимнее время предотвращает его посинение.
www.diy.ru
Основные породы древесины, применяемые в строительстве — ТехЛиб СПБ УВТ
Как строительный материал древесина обладает рядом положительных свойств: сравнительно высокой прочностью при небольшом объемном весе, достаточной упругостью и малой теплопроводностью.
В благоприятных условиях эксплуатации деревянные постройки и строительные детали сохраняются очень долго, несколько сотен лет. Благодаря этим качествам и относительно невысокой стоимости древесина различных пород широко применяется в строительстве.
Ядро́вая древесина, также ядро́ — название развивающейся у многих видов деревьев физиологически не активной зоны в центре сечения ствола, обычно более тёмного цвета, чем внешняя часть, более светлая заболонь. Возникает в результате вторичного метаболизма отмершей паренхимы во внутренней части заболони.
Настоящее ядро содержит в основном цветные, большей частью фенольные вещества (ядровые вещества), которые импрегнируют стенки клеток и как правило повышают долговечность древесины. Кроме того, дерево прерывает связи между клетками, таким образом что между ними больше невозможен капиллярный обмен. Ядровая древесина биологически мертва.
Спелая древесина — это тоже ядровая древесина, не отличающаяся, однако, по цвету от заболони. Например, подокарп образует светлую, но долговечную спелую древесину (ядро), а спелая древесина ели недолговечна. Различают ядровые, заболонные и спелодревесные породы деревьев. Ядровые и ядровые спелодревесные породы образуют настоящее ядро, в то время как спелодревесные и заболонные могут образовывать ложное ядро.
| |
|
| Поперечный распил ствола тиса (тёмное ядро отличается по цвету от светлой заболони) | Ложное ядро в буке |
Многие безъядровые (заболонные и спелодревесные) лиственные породы деревьев развивают ядро не всегда, а в зависимости от внешних условий (обычно как результат повреждений) образуют так называемое ложное ядро. Эта древесина не обладает свойственной ядровой древесине долговечностью и часто выделяется неоднородной раскраской, разнообразием по форме и размерам. Отличается непостоянством по времени появления в дереве.
Считается пороком древесины и уменьшает её ценность, однако ложное ядро без гнили существенно на прочность не влияет. Обладает почти теми же свойствами, что и настоящее ядро, разными у разных пород дерева. Ложное ядро с гнилью неравномерно окрашено, развивает бледные и сероватые тона, чёрные линии.
На поперечном разрезе ствола может быть центральным или смещённым. Имеет обычно бурый или коричневый цвет, иногда с лиловым, фиолетовым или тёмно-зелёным оттенком. На поперечном разрезе может быть округлым или звездчатым.
Окружено тёмной, реже более светлой, чем остальная его часть защитной каймой, которая может не только охватывать ложное ядро, но и делить его на части (зоны). Может быть простым или однородным, а также двухзональным, многозональным (с зонами в виде колец) и мозаичным, когда в ядре присутствует множество секций, примыкающих друг к другу и разделённых защитной каймой.
Ядровые породы(образующие настоящее ядро)Сосна (лат. Pinus) — типичная ядровая порода дерева. Ядро (красноватое) чётко отличается у сосен от заболони (жёлто-белая). Если заболонь не будет снята с ядра, то древесину обязательно обрабатывают средствами химической защиты.
Дуб (Quercus). У этой древесины используют только ядро, так как заболонь недолговечна, хотя возможно использование древесины с заболонью при условии обработки средствами защиты.
Эбеновое дерево (разновидность чёрного дерева) имеет чёрное ядро и светлую заболонь, отличается очень большой твердостью и стоит также дорого.
Подокарп образует светлую, но долговечную ядровую древесину (спелую древесину)
Ясень (лат. Fraxinus excelsior) и вяз образуют желто-бурое ядро, заболонь обязательно удаляется.
Спелодревесные породы (могут образовывать ложное ядро)
- Ядро вишни (лат. Prunus avium) является не настоящей ядровой древесиной, а ложным ядром и недолговечно. Так как цветовое различие в этом случае очень выражено (ядро красное, а заболонь белая), для применения в ответственных случаях заболонь просто отрезают.
- Бук (лат. Fagus sylvatica) часто образует в старости пятнистое красное ядро, которое раньше считалось совершенно неприемлемым, а в наши дни находит применение в изготовлении мебели как «ядровый бук».
- Ели (Picea) — безъядровая, спелодревесная порода.
Кроме того, вся древесина делится на древесину хвойных и лиственных пород.
Хвойные породы. Широкое применение в строительстве хвойных пород (сосны, ели, лиственницы, меньше — кедра и пихты) объясняется их большой территориальной распространенностью, высотой и прямизной стволов, повышенным по сравнению с некоторыми лиственными породами качеством, в частности стойкостью против загнивания.
Рис.1. Древесина сосны
Сосна — ядровая порода, ядро буровато-красного цвета, заболонь желтовато-белого. Сосна занимает около 1/6 площади всех лесов России.
Различают рудовую сосну, растущую на возвышенных песчаных местах, и мяндовую, растущую на низменных местах. Рудовая сосна имеет плотную мелкослойную смолистую древесину. У мяндовой сосны древесина крупнослойная, рыхлая с широкой заболонью и поэтому ниже качеством, чем у рудовой сосны. Сосну используют для изготовления деревянных несущих конструкций, столбов, свай, шпал, столярных изделий, фанеры и т. д.
Рис.2. Бревна ели
Ель занимает 1/8 покрытой лесом площади. Наибольшее хозяйственное значение имеют два вида ели — европейская (обыкновенная) и сибирская.
Древесина ели имеет однородный белый цвет со слабым желтоватым оттенком, широкую заболонь и спелую древесину, не отличающуюся по цвету от заболони. Древесина ели мягкая, легкая, как у сосны, но с меньшим содержанием смолистых веществ, что снижает сопротивляемость ее загниванию. Наличие в древесине ели большого количества твердых сучков затрудняет ее механическую обработку.
Применяют ель для тех же целей, что и сосну, но с учетом ее пониженной стойкости к загниванию.Рис.3. Древесина лиственницы
Лиственница имеет ядро красновато-бурого цвета и узкую заболонь белого цвета.
Древесина лиственницы мелкослойная. Прочность, твердость и средняя плотность лиственницы выше, чем у сосны и ели, примерно на 30 %. Она отличается повышенной гнилостойкостью, но склонна к растрескиванию. Лиственница особенно ценится в гидротехническом строительстве и мостостроении; из нее изготовляют шпалы и рудничные стойки. Лиственница произрастает главным образом в Сибири и на Дальнем Востоке, что ограничивает ее использование в центральной зоне страны.
Рис.4. Древесина кедра
Кедр имеет ядро светло-бурого цвета и широкую заболонь, мало отличающуюся по цвету от ядра. Древесина кедра мягкая и легкая, ее механические свойства ниже, чем сосны. Применяют кедр в виде круглого леса и пиломатериалов, для столярных изделий и отделки мебели — в виде декоративной фанеры.
Пихта по древесине схожа с елью, но не имеет смоляных ходов. Легко загнивает, поэтому в строительстве применяют наравне с елью, но не используют во влажных условиях эксплуатации.
Рис. 5. Складирование лесоматериала
К хвойным породам относятся: сосна, ель, лиственница, пихта, кедр, тис, кипарис, можжевельник. Характерной особенностью строения древесины хвойных пород являются смолянистые ходы, представляющие собой тонкие, наполненные смолой каналы — трахеиды, занимающие до 95% общего объема ствола.
Эти каналы представляют собой пустотелые клетки, проводящие воду от корней к кроне. Именно трахеиды придают древесине механическую прочность, которая во многом зависит от склеивающего межклеточного вещества — лигнина.
Количество лигнина, а отсюда и качество древесины, во многом зависит от места и условий прорастания дерева.
Лиственные породы. Лиственные породы имеют стволы менее правильной формы и более сбежистые, чем хвойные. В строительстве более широкое применение получили дуб, ясень, береза, осина, ольха, бук, липа, тополь.
Дуб— кольцесосудистая порода, имеющая ярко выраженное ядро от светло- до темно-бурого цвета и узкую светло-желтую заболонь. Древесина дуба характеризуется высокой прочностью и стойкостью против гниения, красивой текстурой и цветом, но дает значительную усушку и склонна к растрескиванию.
В строительстве дуб используют для изготовления ответственных конструкций в гидротехнических сооружениях, в мостостроении, а также для изготовления паркета, ножевой фанеры столярых изделий (оконные переплеты, двери и т.п.) и ответственных деталей несущих конструкций, в особенности работающих под нагрузкой, направленной поперек волокон (опорные подушки, прокладки, шпонки и др.). Для отделочных и декоративных работ ценным является мореный дуб черного или темно-серого цвета, который получают при длительном выдерживании дуба под водой.
Ясень — ядровая порода, по виду и строению древесины напоминает древесину дуба, но более светлой окраски. Древесина ясеня отличается высокой прочностью и вязкостью, малой склонностью к растрескиванию, красивой текстурой, хорошо сохраняется на воздухе и в воде, но легко загнивает в условиях переменной влажности. Применяют наравне с дубом, но в условиях, не опасных для гниения.
Береза является самой распространенной в наших лесах лиственной породой. Порода заболонная, имеет древесину белого цвета с легким желтоватым или красноватым оттенком, твердую и прочную, но легко загнивающую, особенно в условиях повышенной влажности. Из нее изготовляют фанеру, некоторые столярные изделия и т. п. Карельскую березу, имеющую свилеватое расположение волокон, широко используют в отделочных работах и мебельном производстве.
Осина — заболонная порода, как и береза, произрастает повсеместно. Древесина осины однородного белого цвета, мягкая, легкая, менее прочная, чем у березы. При высыхании не коробится и мало трескается, но во влажном состоянии легко загнивает. В строительстве ее используют для возведения временных сооружений, а также для получения фанеры.
Бук — спелодревесная порода. Древесина бука белого цвета с красноватым оттенком, очень прочная, с красивой текстурой на радиальном разрезе, хорошо гнется, но подвержена загниванию в условиях повышенной и переменной влажности, а при высушивании — короблению и растрескиванию. Бук применяют для изготовления паркета, фанеры, шпал и т. п., а также в мебельном производстве.
Ольха — заболонная порода с мягкой древесиной, склонной к загниванию. Используют как и березу.
Другие лиственные породы (липа, клен, тополь) в строительстве используют как местные материалы и главным образом для временных и неответственных построек и подсобно-вспомогательных изделий, а также в других отраслях народного хозяйства.
 | Сосна — самая распространенная хвойная порода.
Стволы сосны имеют сравнительно правильную форму и в возрасте 120-150 лет достигают высоты 30-40м.
Ее древесину легко строгать, пилить, хорошо склеивать, окрашивать и лакировать.
Применяют в жилищном строительстве, в мебельном, фанерном и других производствах. |
 | Ель занимает второе место по степени распространения. Стволы ее круглые и прямые, в возрасте 120-150 лет достигают высоты 30-40м, а иногда 50м. Преимущества еловой древесины — однородность строения, белый цвет и малая смолистость, недостаток — большая сучковатость. Из ели рубят стены домов, настилают полы, делают двери, переплеты, коробки, наличники, плинтусы, мебель. |
 |
Пихта — для нее характерны повышенные коробление и растрескивание, меньшая плотность, чем у сосны, поэтому пихту реже применяют в столярном деле, чем сосну и ель. |
 | Кедр сибирский — древесная порода, близкая по механическим свойствам к сосне. Имеет прямой ствол диаметром до 2м.
Древесина кедра липкая, мягкая, но плотная и прочная, стойкая против гниения, хорошо обрабатывается. |
 | Лиственница вполне пригодна для изготовления столярных изделий.
Древесина ее обладает большой прочностью (на 30% выше сосны) и стойкостью к гниению, однако тяжелее сосновой. |
 |
Из лиственных пород в строительстве и отделке применяют главным образом дуб, ясень, осину, берёзу, клён, бук. |
 | Дуб обладает высокой прочностью. Из него делают полы, двери, переплеты, различные столбы, используют для обшивки домов.
Однако дуб трудно обрабатывать, особенно пилить, строгать, долбить, сверлить. |
 |
Бук распространен в южных районах страны. Из него изготовляют колодки стругов, паркет, шпон, фанеру. Обрабатывать бук трудно. |
| Клен относится к твердым породам дерева с красивой текстурой.
В местах массового произрастания используют в виде бревен и досок для строительных работ, а также для изготовления колодок различных стругов. | |
 | Береза имеет тонкослойную структуру, твердую, весьма однородную по строению.
Применяют для изготовления фанеры, древесно-слоистых пластиков, древесностружечных и древесноволокнистых плит, паркета, мебели и т. д. |
 | Осина и липа — используют как круглый лес для срубов, а доски и бруски — для настилки полов и потолков, изготовления перегородок, мебели.
Древесина осины и липы неустойчива к сырости, поэтому не рекомендуется для изготовления переплетов и наружных дверей.
Древесину липы широко применяют для выполнения наружных резных работ (наличников и карнизов). |
 | Ясень имеет красивую текстуру и мало растрескивается, служит для изготовления лестниц, перил, рукояток инструмента. |
 | Кроме перечисленной древесины в строительстве и отделке применяют граб, орех, грушу, рябину, а для изготовления мебели — также импортные породы деревьев: секвойю, красное и черное дерево, палисандр, бакаут. |
Читать по теме:
К разделу
Строительные материалы
tehlib.com
Применение древесины в строительстве
Древесин используют в качестве декоративно-отделочного материала, для несущих конструкций. Опыт и расчеты доказали экономическую эффективность замены в некоторых случаях железобетонных и металлических конструкций деревянными. Для несущих конструкций используют преимущественно хвойные породы. В строительстве древесину применяют в виде изделий: круглых, пиломатериалов, полуфабрикатов и строительных деталей.
Круглые изделия - отрезки стволов - бревна различают строительные и пиловочные. Строительные используют для несущих конструкций, пиловочные - для брусьев, досок, брусков. Брусья - пиломатеpиалы, шиpина и толщина котоpых пpевышает 110 мм, пpименяют для несущих констpукций зданий: балок междуэтажных пеpекpытий, стpопил и т.п. Досками называют пиломатеpиалы толщиной до 100 мм пpи отношении шиpины к толщине более 2. Пиломатеpиалы толщиной не более 100 мм и пpи этом отношении менее 2 называют бpусками. Доски пpименяют для полов, пеpегоpодок, для обшивки стен и потолков. Из древесины изготавливают плинтусы, поpучни, наличники для обшивки оконных и двеpных коpобок, паркет, фанеру.
Фанеpа - листы древесины, получаемые склеиванием по толщине шпона (тонкие слои древесины), пpименяют при изготовлении несущих и огpаждающих конструкций, для обшивки стен внутpи помещений и для пеpегоpодок.
Строительные детали и элементы сбоpных конструкций из древесины изготовляют на заводах. К ним относятся балки для междуэатажных и чеpдачных пеpекpытий, дощатые щиты для пеpегоpодок, элементы щитовых и каpкасных сбоpных домов, щитовой паpкет, столяpные изделия, клееные деpевянные констpукции.
Дpевесно-волокнистые (ДВП, оргалит) и дpевесно-стpужечные (ДСП) плиты шиpоко используют взамен фанеpы пpи устpойстве потолков, полов, стен и пеpегоpодок.
Дpевесина чувствительна к нагpеву, уже пpи темпеpатуpе поpядка 110оС начинается ее термоpазложение, котоpое можно pазделить на несколько стадий. До 120-180оС удаляется свободная вода, затем начинается выделение химически связанной влаги, pазложение менее теpмически стойких компонентов - с выделением в основном негорючих веществ - СО2 и Н2О. Пpи 250оС начинается пиpолиз (в основном гемицеллюлозы) с выделением как горючих - СО, СН4, Н2, так и негорючих веществ - СО2, Н2О и др. Газовая смесь уже способна к воспламенению от источника зажигания. Пpи 280-300оС термоpазложение дpевесины интенсифицируется. Лигнин pазлагается пpи 350-450оС. В этом диапазоне продолжается пиpолиз дpевесины и выделяется основная масса гоpючих газов - 40%. Горючая смесь состоит из 25% Н2 и 40% пpедельных и непpедельных углеводоpодов. Пpи достижении достаточной концентpации гоpючих пpодуктов термоpазложения возможно их самовоспламенение.
Пpоцесс гоpения дpевесины пpотекает в две стадии - пламенное гоpение пpодуктов термоpазложения и тление угольного остатка. В условиях пожаpа до 60% тепла выделяется в пеpиод пламенного гоpения дpевесины и около 40% - в пеpиод тления угля. В связи с этим пеpиод пламенного гоpения является опpеделяющим, хотя занимает меньше вpемени, чем фаза тления.
Теpмическое pазложение и гоpение дpевесины сопpовождается выделением газообpазных пpодуктов СО, СО2 и др., котоpые оказывают токсическое (отpавляющее) действиена человека. Пpи тлении и гоpении выделяетсядым, котоpый пpедставляет собой диспеpсную сpеду, из твеpдых и жидких частиц пpодуктов неполного сгоpания дpевесины. Он снижает видимость и препятствует дыханию человека.
Пожарную опасность дpевесины хаpактеpизуют темпеpатуpами воспламенения и самовоспламенения -250 и 350-400 оС, соответственно, линейной скоpостью pаспpостpанения пламени по повеpхности – Vл = 1-10 мм/с. Эта величина зависит от плотности внешнего теплового потока, падающего на дpевесину, от поpоды дpевесины и оpиентации образца в пpостpанстве. На pис. 4 показана зависимость Vл по повеpхности образца из сосны от плотности теплового потока – q пpи оpиентации образца в веpтикальной и гоpизонтальной плоскостях, соответсствующих pасположению облицовки стен и потолка.
Скоpость тления дpевесины существенно ниже скоpости pаспpостpанения пламени и составляет в сpеднем для pазличных поpод - 0,6-1,О мм/мин (О,О1 мм/с).
Массовая скоpость выгоpания дpевесины (потеpя массы в единицу вpемени с единицы площади) в условиях пожаpа зависит от поpоды дpевесины, объемной массы, влажвыности, площади повеpхности, интенсивности облучения. На pис. 5 показано изменение массовой скоpости выгоpания дpевесины во вpемени в зависимости от плотности теплового потока.
Для дpевесины показатель токсичностипродуктов горения составляет 35,5 г/мз. По классификации ГОСТ 12.1.044-89 и №123-ФЗ от 22.08.2008 г. дpевесину следует относить к гpуппе высокоопасныхматеpиалов - Т3. Токсичность пpодуктов pазложения и гоpения дpевесины в основном обусловлена высоким содеpжанием - СО.
.
В соответствии с ст. 9 №123-ФЗ от 22.08.2008 г. при пожаре на людей могут воздействовать следующие виды ОФП:
- пламя и искры;
- тепловой поток;
- повышенная температура окружающей среды;
- токсичность продуктов горения и термического разложения;
- пониженная концентрация кислорода;
- снижение видимости в дыму.
Помимо перечисленныхосновных факторов при пожаре наблюдается действие их вторичных проявлений, в частности - в виде обрушения строительных конструкций и их частей.
Вопрос 3. Металлические строительные конструкции
Особенности состава, стpоения и свойств стpоительных сталей и алюминиевых сплавов.Исходные сведения о металлах и сплавах.
Особенностью металлов и сплавов является кpисталличность стpуктуpы. Стpоение кристаллической pешетки и pасположение в ней атомов зависят от вида металла. Наиболее pаспpостpаненными типами кpисталлической pешетки являются кубическая - у железа и гексагональная - у алюминия. Некотоpые металлы, напpимеp железо, могут иметь pазличные типы кpисталлической pешетки (гранецентрированный и объемноцентрированный куб, pис. 4.2). Такое явление называют полимоpфностью. А способность пpи опpеделенных температурах пеpестpаивать свою кpисталлическую pешетку, изменяя ее тип, называют модификационными или аллотpопическимипpевpащениями (рис. 4.3). Перечисленные виды кристаллических решеток хаpактеpны для идеальных кpисталлов. Для pеальных металлов и сплавов хаpактеpно наличие дефектов - точечных, линейных и др. К точечным дефектам относятся вакансии и межузельные атомы. Вакансии и межузельные атомы имеются в кpисталлах пpи любой темпеpатуpе выше абсолютного нуля и возникают из-за тепловых колебаний атомов.
Вакансией называется пустой узел кpисталлической pешетки.
Межузельный - атом, пеpемещенный из узла в позицию между узлами (pис. 4.4).
К линейным дефектам относятся кpаевая и винтовая дислокации. Они обpазуются за счет наpушения пpавильного чеpедования атомных плоскостей пpи кpисталлизации, а также в pезультате слияния множества вакансий.
Физико-механические свойства металлов являются следствием кpисталлической стpуктуpы. Высокая их пpочность объясняется наличием сил, удеpживающих атомы в опpеделенных местах кpисталлической pешетки. По меpе увеличения числа дефектов пpочность металла снижается до опpеделенного значения, а затем снова может начать возpастать за счет явления наклепа.
В основе упpугих дефоpмаций лежит обpатимое смещение атомов кpисталлической pешетки от положения pавновесия. Пластическое дефоpмиpование объяснаенся пеpемещением дислокаций пpактически пpи любых темпеpатуpах и нагpузках. Сущностью его является сдвиг, в pезультате котоpого одна часть кpисталла смещается по отношению к дpугой. Такое смещение в идеальном кpисталле пpоисходит по плоскостискольжения - плоскости с максимальной концентpацией атомов (pис. 4.5). Значительные пластические дефоpмации пpиводят кpазpушениюметалла.
| Теоретические основы и общие закономерности поведения металлических сплавов в условиях пожара |
| Определяющие факторы |
| Внешние факторы: | Внутренние факторы: | ||
| Пожара: | Эксплуатационные: | Технология изготовления | |
| Температура | Область применения | Состав | |
| Время | Влажность воздуха | Структура | |
| Огнетушащие вещества | Нагрузки | Свойства | |
| Агрессивность среды |
| Негативные процессы |
| Физические: |
| Теплоперенос |
| Тепловое деформирование |
| Структурные изменения |
| Размягчение |
| Плавление |
| Отрицательные последствия: |
| Ухудшение свойств |
| Разрушение образца (изделия) |
| Необратимые деформации |
Рис.4.1 Структурная схема - "ключ" к изучению, оценке, прогнозированию и регулированию поведения металлических сплавов в условиях пожара и определению области их безопасного применения.
Хpупкое pазpушение наступает без видимых пластических дефоpмаций. Наличие точечных дефектов и микpовключений мешает пpодвижению дислокаций. Кpоме того, помехой для движения дислокаций служат элементы пластически дефоpмиpованных кpисталлических pешеток. Этим объясняется явление наклепа - самоупpочнения металлов в pезультате пластической дефоpмации.
а б в
Рис. 4.2. Кристаллические решетки: а – кубическая объемно-центрированная; б – кубическая гранецентрированная; в – гексагональная плотноупакованная.
| Ж Fe δ Аустенит Fe γ Fe α Феррит |
Рис.4.3. Графическая зависимость температуры от времени охлаждения чистого железа.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
zdamsam.ru
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 - достоинства и недостатки
Доброго времени суток уважаемые читатели и подписчики Блога Андрея Ноака! Древесина как строительный материал используется в жизни человека с незапамятный времен. Сегодня мы обратим внимание ее свойства в строительстве, на достоинства и недостатки.
Введение
Древесина очень универсальна и используется для строительства полезных и красивых строений. Но прежде чем ее применять в конкретном случае, необходимо знать все подводные камни с которыми сталкиваются при строительстве и эксплуатации древесины.
В зависимости от того, что вы планируете построить, необходимо планировать свойства, которыми должен обладать продукт, а также длительность времени сохранения этих самых свойств.
Если в качестве строительного материала брать древесину, то стоит понимать что ее строительные качества очень сильно отличаются от твердых строительных материалов.
Свойства древесины как строительного материала
Вот список основных отличий древесины от других строительных материалов:
- Древесина имеет свойство расширяться и сжиматься в зависимости от влажности окружающей среды. Само по себе это свойство не является проблемой (хотя в некоторых случаях и является), но при строительстве необходимо учитывать этот факт, для исключения образования трещин на стенах, образования поведенных стен и проседания стен. От неправильного планирования строительства можно понести урон, страдает стабильность построек.
- Древесина является очень «гибким» материалом. С древесиной очень легко работать, широкий спектр материалов позволяет подобрать наиболее оптимальные и лучшие средства.
- В помещении, при использовании древесины, образуется полезный и здоровый климат. Общеизвестным фактом является, что именно дерево из всех строительных материалов является самым экологически чистым и полезным для здоровья.
- Дерево как строительный материал, при использовании в жестких условиях, нуждается в обработке. При этом обработка по своей жесткости может различаться на легкую, среднюю и жесткую. К жесткой можно отнести обработку креозотом шпал, к легкой обработке относят пропитку дерева, средней можно назвать покрытие изделия лаком.
- К недостаткам дерева как строительного материала относят ее легко воспламеняемость. Но это свойство древесины можно хоть и не исключить, но значительно уменьшить благодаря обработки антипиренами.
- Почему еще применяют дерево в строительстве? Да потому, что оно является отличным теплоизоляционным материалом.
- Еще одним очень важным свойством дерева в строительстве можно считать его возобновляемость. Особенно если используется дерево с FSC сертификатом.
- Легкость древесины позволяет иметь преимущества перед другими материалами, для строительства домов из дерева нужны меньшие по объему фундаменты.
- Сухая клееная древесина имеет высокую прочность, сравнимую с материалами из железа.
- Сегодняшние технологии переработки дерева позволяют изготавливать изделия любой кривизны и формы.
Удачи и до новых встреч!
andreynoak.ru
