Породы древесины, применяемые в строительстве

Породы бывают хвойные и лиственные. К хвойным породам относятся ель, сосна, лиственница, пихта, кедр. К лиственным: дуб, ясень, береза, осина, бук, ольха, липа, клен, тополь.

Сосна – ядровая порода. Ядро буровато красное, 1/6 площади всех лесов. Более ценна сосна, растущая на песчаных, высоких местах. В этом случае древесина более прочная. Используют для изготовления несущих конструкции, столярных изделий, погонажных изделий.

Ель – древесина имеет белый цвет, порода заболонная. Древесина мягкая, легкая, содержит меньше смолы, что приводит к худшему сопротивлению загниванию. Много сучков, которые затрудняют обработку. Применение аналогично сосне с учетом меньшей стойкости к загниванию.

Лиственница имеет древесину с высокой стойкостью к загниванию, высокие механические характеристики на 30% больше, чем у сосны. Самая распространенная порода в России. Используется для несущих конструкции, особенно гидротехнических.

Кедр – имеет ядро светло бурого цвета. Древесина мягкая, легкая, механические свойства ниже, чем у сосны. Используют для изготовления столярных изделий и мебели, для декоративной отделки

Пихта по свойствам схожа с елью, но не имеет смоляных ходов вообще, легко загнивает, не используют во влажных условиях.

У лиственных пород больше пороков ствола, такие породы как дуб и ясень относятся к ценным породам, за красивую текстуру.

Дуб имеет темно бурый цвет древесины. Она очень прочная и стойкая к загниванию, тяжелая. По механическим свойствам, схожа с лиственницей. Подвергается большей усушке и растрескиванию. Применяется в ответственных конструкциях, чаще в отделке, для изготовления столярных изделий, паркета, шпона. Ценная порода – морёный дуб, имеет черный цвет. Выдерживается в воде долгое время, а затем поднимается и высушивается.

Ясень. Ядровая порода по виду и строению напоминает дуб, но менее стойкая к загниванию, менее подвергается растрескиванию. Применяется там же где и дуб.

Береза одна из самых распространенных пород, древесина твердая, подвергается быстрому загниванию. Из нее изготавливают фанеру и столярные изделия.

Осина – заболонная порода, светлая древесина, белая с небольшой синевой. Мягкая, легкая, менее прочная, сильно коробится при высыхании. Используют для временных сооружений и для производства тары.

Бук – используют для изготовления мебели. Красивая текстура, легко загнивает в условиях повышенной влажности, при высушивании коробится и растрескивается. Изготавливают паркет, фанеру.

Ольха мягкая древесина. склонная к загниванию. Используют как березу.

15.2 строение и свойства древесины.

Строение древесины:

Дерево состоит из ствола, кроны, корней. Ствол наиболее ценная часть дерева. Обычно рассматривают микроструктуру и макроструктуру.

Макроструктура. Различают основные части ствола:

Кора. Предохраняет древесину от внешних воздействий. Состоит из кожицы, пробки и луба

Камбий. Образовательная ткань

Древесина. Основная часть ствола, проводящая питательные вещества. Светлая часть древесины называется заболонью, темная, ядром. Древесина с одинаковой окраской в поперечном сечении называется спелой.

На поперечном разрезе ствола можно увидеть концентрические окружности, называемые годичными кольцами. Светлая часть годового кольца – ранняя древесина. Образовалась весной и вначале лета, более рыхлая. Темная часть годового кольца - поздняя древесина. Она образовалась в конце лета, более прочная.

Сердцевина. Находится в центре ствола.

Микроструктуру изучают под микроскопом. Древесина состоит из клеток.

У лиственных пород проводящие клетки называются сосудами. У хвойных трахеидами (замкнутые клетки).

Механическую функцию в лиственных породах выполняют древесные волокна, а в хвойных породах – трахеиды поздней древесины. Запасающие клетки служат для накопления питательных веществ. Располагаются в сердцевинных лучах.

Физические свойства.

1. Средняя плотность 0,36-0,7 гр/см³

Истинная плотность 1,55 гм/см³

Дуб - самая тяжелая, осина – самая легкая.

2. Пористость меняется в пределах от 30 до 80%.

3. Гигроскопичность и влажность. По содержанию влаги различают древесину:

-мокрую влажность более 70%

- свежесрубленная 35%

- воздушно сухая 15-20%

- комнатно сухая 8-12%

- абсолютно сухая 0%

Стандартной считается влажность 12 %.

В древесине вода может находиться в свободном виде, физически связанном и химически связанном.

Свободная вода – полости клеток. Физически связанная вода, находится в стенках клеток. Химически в целлюлозе.

Гигроскопичная вода появляется в древесине от влаги воздуха.

Есть понятия предел гигроскопичности – Максимальное количество воды, которое может поглотить древесина из воздуха 35%.

Из - за гигроскопичности, древесина подвержена короблению, при увлажнении древесина разбухает, при высыхании уменьшается в объеме. Клетки древесины разбухают на разную величину, в центре на 5-6%, на периферии на 6-12%, вдоль ствола 0,1-0,3 %.

Разница в усушке и набухании в тангенциальном и радиальном направлении, вызывает коробление и растрескивание. Поэтому древесину необходимо сначала высушить, а потом распиливать.

4. Теплопроводность. Древесина имеет волокнистое, анизотропное строение теплопроводность вдоль волокон высокая 0,35, поперек 0,17% Вт/м°С.

Химические свойства.

Разрушается при длительном действии кислот и щелочей. Интенсивность разрушения зависит от концентрации растворов.

В соленой воде, древесина разрушается быстрее, чем в пресной.

Механические свойства.

Прочность древесины определяют путем испытания. На сжатие испытывают призму 2х2х4 см. На изгиб испытывается балочка 2х2 длиной 30 см, на растяжение испытывают образец специальной формы 2мм х 2см х 9 см.

Древесина хорошо работает на сжатие, изгиб, растяжение.

Прочность зависит от влажности, породы древесины, условий произрастания.

Чем больше влажность, тем ниже прочность. Испытание на прочность проводят при стандартной влажности 12%.

Пороки древесины.

Пороки древесины это отклонение строения древесины от нормального строения.

Гниль: опасная, безопасная.

Опасная разрушает древесину.

Безопасная меняет цвет.

Сучки:

Выпадающие, здоровые, роговые, сшивные, лапчатые.

Трещины:

Морозобоина, метик, усушка, отлуп.

Двойная сердцевина.

Пороки ствола:

сбежистость, закомелистость, свилеватость, прорость, табачность

Защита древесины от гниения, возгорания, поражения жучками.

1. Для защиты от гниения используют:

Конструкционные методы.

1. Удаление от источника влаги.

2. Гидроизоляция между фундаментом и стеной.

3. Проветривание и устройство вентиляционных каналов.

Сушку древесины.

Бывает естественная и искусственная.

Естественная под навесом или на воздухе в сухое время года. Требует много времени.

Искусственная:

В сушильных камерах.

Токами высокой частоты.

В горячем петролатуме.

Антисептирование. Бывает трех видов:

- водорастворимыми антисептиками

- масляными антисептиками

- пастами

Водорастворимые антисептики – кремний фтористый Na, медный купорос фтористый Na. Применяют в местах, где нет прямого попадания воды.

Масляные антисептики используют при прямом воздействии влаги.

Столбы, шпалы. Применяют на открытом воздухе, так как токсичны

Пасты состоят из антисептика водорастворимого и связующего (глина). Используют в помещениях, но влажных условиях.

Методы нанесения антисептиков.

Погружение в горячую и холодную ванну. Обмазывание, обработка в автоклавах под давлением, опрыскиванием.

2.Защита от жучков.

Обработка инсектицидами – сланцевое масло, хлорофос, дуст.

3.Защита от возгорания.

1. Конструкционные мероприятия: удаления древесина от источника нагревания..

2. Защита древесины штукатурками, облицовками.

3. Пропитка антипиренами

Изготавливают на основе жидкого стекла, в виде паст или красок. Эти вещества при повышении температуры сплавляются и не допускают кислород к древесине.

Некоторые антипирены при нагревании выделяют вещество, препятствующее горению.