Глава 3. Дерево – как материал для строительства

Глава 1. «Анатомия» дерева

 

Дерево состоит из ствола, корня, сучьев, листьев или хвои.

Различают два понятия: «дерево» и «древесина».

Дерево представляет собой многолетнее растение, а древесина — ткань растений, состоящую из клеток с одревесневшими стенками, проводящую воду и растворенные в ней соли.

1. Древесину используют в качестве конструкционного материала для изготовления различных изделий.

2. Древесина как природный конструкционный материал получается из стволов деревьев при распиливании их на части

3. Древесина – один из важнейших и широко распространенных в природе материал. Легкость обработки и разнообразие пород позволяет применять древесину для самых различных работ.

Ствол дерева имеет более толстую (комлевую) часть у основания и более тонкую – вершинную.
Рыхлый и мягкий центр дерева называют сердцевиной и в поперечном разрезе имеет вид темного пятна диаметром 2-5 мм и состоит из рыхлых тканей, быстро поддающихся загниванию.
Камбий — тонкий слой живых клеток, расположенный между корой и древесиной. Только с камбия происходит образование новых клеток и ежегодный прирост дерева по толщине.
Кора состоит из двух слоев - пробкового и лубяного. Расположенный снаружи пробковый слой защищает древесину ствола от свирепых морозов, знойных солнечных лучей и механических повреждений. Лубяной слой коры проводит воду с выработанными в листьях органическими веществами по стволу вниз.
Слой живой древесины, расположенный вокруг ядра, называют заболонью. Древесина заболони более насыщена влагой и менее прочна, чем выдержанная древесина ядра.
Для изучения строения древесины различают три главных разреза ст вола.

Разрез 2, проходящий перпендикулярно сердцевине ствола, называют торцовым. Он перпендикулярен годичным кольцам и волокнам.

Разрез 3, проходящий через сердцевину ствола, называют радиальным. Он параллелен годичным слоям и волокнам.

Тангенциальный разрез 1 проходит параллельно сердцевине ствола и удален от нее на некоторое расстояние. По этим разрезам выявляются различные свойства и рисунки древесины.
Рисунок, который образуется в результате перерезания годичных колец и волокон, называют текстурой древесины.
Породы древесины определяют по их следующим характерным признакам: текстуре, запаху, твердости, цвету.
Деревья, имеющие листву, называют лиственными, а имеющие хвою — хвойными [2],[4]

 

 

Глава 2. Свойства древесины

 

Для древесины основными и наиболее важными являются следующие свойства:

1. Механические: прочность, твёрдость, деформативность, удельная вязкость, эксплуатационные характеристики, технологические характеристики, износостойкость, способность удерживать крепления, упругость;

2. Физические: внешний вид (текстура, блеск, окраска), влажность (усушка, коробление, водопоглощение, гигроскопичность, плотность), тепловые (теплопроводность), звуковые (акустическое сопротивление, звукопроводность), электрические (диэлектрические свойства, электропроводность, электрическая прочность);

3. Химические свойства.

Древесина является анизотропным материалом, то есть материалом с неодинаковыми свойствами по направлениям относительно волокон. (Так, например, усушка вдоль волокон меньше, чем поперёк волокон, а усушка в радиальном направлении меньше, чем в тангентальном. Различны также, в зависимости от направления волокон, влагопроводность, паропроницаемость, звукопроводность и некоторые другие характеристики).

· Прочность древесины — способность сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Различают прочность на сжатие и растяжение по направлениям приложения нагрузки — продольной и поперечной; статический изгиб.

· Твёрдость древесины — способность древесины сопротивляться внедрению в неё более твёрдого тела. Для оценки твёрдости древесины используется тест Янка

· Износостойкость — способность древесины сопротивляться износу, то есть постепенному разрушению её поверхностных зон при трении. Износ боковых поверхностей больше, чем торцовых; износ влажной древесины больше, чем сухой.

· Влажность древесины. Различают абсолютную и относительную влажность древесины.

· Абсолютная влажность древесины — это отношение веса содержащейся в древесине влаги по отношению к массе абсолютно сухой древесины, выраженная в процентах. (Если образец 300 г после сушки стал весить 200 г, то его абсолютная влажность (300—200)/200*100 % = 50 %)

· Относительная влажность древесины — это отношение веса содержащейся в древесине влаги к весу сырой древесины, выраженное в процентах.

(Если образец 300 г после сушки стал весить 200 г, то его относительная влажность (300—200)/300*100 % = 33 %)

Влажность древесины определяется следующим образом: измеряется масса пробы влажного материала, затем измеренная проба высушивается в сушилке при температуре 100—105 °С, затем происходит повторное взвешивание, но уже сухого материала. Разница между массой влажного и сухого материала как раз и определяет количество воды, содержащееся в образце.[3]

Для практических целей наибольшую важность имеет относительная влажность древесины, так как именно она показывает степень пригодности древесины к той или иной технологической операции. (Например, для склеивания оптимальна древесина с относительной влажностью 4—6 %, усушка древесины начинается при относительной влажности менее 30 %, развитие грибковых поражений древесины происходит при относительной влажности от 22 % до 80 % и т. п.)

Древесину по относительной влажности делят на следующие категории:

· сырая — 23 % и более

· полусухая — 18—23 %

· воздушно-сухая — 12—18 %

· сухая — 6—12 %.[1]

 

 

 

Заключение

 

Как и раньше, дерево пользуется неизменной популярностью в мировом дизайне, однако сегодня в нем раскрываются неизвестные грани и обнаруживаются все новые варианты его использования. Дерево присутствует во всех объектах и элементах интерьера, от мебели до отделки в ванной комнате, и его совсем не бывает много. Надо заметить, что и сегодня в моде преобладание натуральных оттенков и естественной красоты этого удивительного материала.[2],[5]

 

Глава 1. «Анатомия» дерева

 

Дерево состоит из ствола, корня, сучьев, листьев или хвои.

Различают два понятия: «дерево» и «древесина».

Дерево представляет собой многолетнее растение, а древесина — ткань растений, состоящую из клеток с одревесневшими стенками, проводящую воду и растворенные в ней соли.

1. Древесину используют в качестве конструкционного материала для изготовления различных изделий.

2. Древесина как природный конструкционный материал получается из стволов деревьев при распиливании их на части

3. Древесина – один из важнейших и широко распространенных в природе материал. Легкость обработки и разнообразие пород позволяет применять древесину для самых различных работ.

Ствол дерева имеет более толстую (комлевую) часть у основания и более тонкую – вершинную.
Рыхлый и мягкий центр дерева называют сердцевиной и в поперечном разрезе имеет вид темного пятна диаметром 2-5 мм и состоит из рыхлых тканей, быстро поддающихся загниванию.
Камбий — тонкий слой живых клеток, расположенный между корой и древесиной. Только с камбия происходит образование новых клеток и ежегодный прирост дерева по толщине.
Кора состоит из двух слоев - пробкового и лубяного. Расположенный снаружи пробковый слой защищает древесину ствола от свирепых морозов, знойных солнечных лучей и механических повреждений. Лубяной слой коры проводит воду с выработанными в листьях органическими веществами по стволу вниз.
Слой живой древесины, расположенный вокруг ядра, называют заболонью. Древесина заболони более насыщена влагой и менее прочна, чем выдержанная древесина ядра.
Для изучения строения древесины различают три главных разреза ст вола.

Разрез 2, проходящий перпендикулярно сердцевине ствола, называют торцовым. Он перпендикулярен годичным кольцам и волокнам.

Разрез 3, проходящий через сердцевину ствола, называют радиальным. Он параллелен годичным слоям и волокнам.

Тангенциальный разрез 1 проходит параллельно сердцевине ствола и удален от нее на некоторое расстояние. По этим разрезам выявляются различные свойства и рисунки древесины.
Рисунок, который образуется в результате перерезания годичных колец и волокон, называют текстурой древесины.
Породы древесины определяют по их следующим характерным признакам: текстуре, запаху, твердости, цвету.
Деревья, имеющие листву, называют лиственными, а имеющие хвою — хвойными [2],[4]

 

 

Глава 2. Свойства древесины

 

Для древесины основными и наиболее важными являются следующие свойства:

1. Механические: прочность, твёрдость, деформативность, удельная вязкость, эксплуатационные характеристики, технологические характеристики, износостойкость, способность удерживать крепления, упругость;

2. Физические: внешний вид (текстура, блеск, окраска), влажность (усушка, коробление, водопоглощение, гигроскопичность, плотность), тепловые (теплопроводность), звуковые (акустическое сопротивление, звукопроводность), электрические (диэлектрические свойства, электропроводность, электрическая прочность);

3. Химические свойства.

Древесина является анизотропным материалом, то есть материалом с неодинаковыми свойствами по направлениям относительно волокон. (Так, например, усушка вдоль волокон меньше, чем поперёк волокон, а усушка в радиальном направлении меньше, чем в тангентальном. Различны также, в зависимости от направления волокон, влагопроводность, паропроницаемость, звукопроводность и некоторые другие характеристики).

· Прочность древесины — способность сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Различают прочность на сжатие и растяжение по направлениям приложения нагрузки — продольной и поперечной; статический изгиб.

· Твёрдость древесины — способность древесины сопротивляться внедрению в неё более твёрдого тела. Для оценки твёрдости древесины используется тест Янка

· Износостойкость — способность древесины сопротивляться износу, то есть постепенному разрушению её поверхностных зон при трении. Износ боковых поверхностей больше, чем торцовых; износ влажной древесины больше, чем сухой.

· Влажность древесины. Различают абсолютную и относительную влажность древесины.

· Абсолютная влажность древесины — это отношение веса содержащейся в древесине влаги по отношению к массе абсолютно сухой древесины, выраженная в процентах. (Если образец 300 г после сушки стал весить 200 г, то его абсолютная влажность (300—200)/200*100 % = 50 %)

· Относительная влажность древесины — это отношение веса содержащейся в древесине влаги к весу сырой древесины, выраженное в процентах.

(Если образец 300 г после сушки стал весить 200 г, то его относительная влажность (300—200)/300*100 % = 33 %)

Влажность древесины определяется следующим образом: измеряется масса пробы влажного материала, затем измеренная проба высушивается в сушилке при температуре 100—105 °С, затем происходит повторное взвешивание, но уже сухого материала. Разница между массой влажного и сухого материала как раз и определяет количество воды, содержащееся в образце.[3]

Для практических целей наибольшую важность имеет относительная влажность древесины, так как именно она показывает степень пригодности древесины к той или иной технологической операции. (Например, для склеивания оптимальна древесина с относительной влажностью 4—6 %, усушка древесины начинается при относительной влажности менее 30 %, развитие грибковых поражений древесины происходит при относительной влажности от 22 % до 80 % и т. п.)

Древесину по относительной влажности делят на следующие категории:

· сырая — 23 % и более

· полусухая — 18—23 %

· воздушно-сухая — 12—18 %

· сухая — 6—12 %.[1]

 

 

 

Глава 3. Дерево – как материал для строительства

 

Древесину издревле используют как материал для строительства домов и сооружений. Она универсальна, поэтому подходит для любого климата. Дома из дерева и сегодня являются произведениями архитектурного искусства и часто встречаются среди современных построек. Сооружения из дерева отличаются не только своей красотой, помимо этого они долговечны, практичны и очень теплые. Древесина, благодаря своим уникальным свойствам, позволяется создать проекты домов с потрясающим микроклиматом, в результате чего достигается высокий уровень комфорта.

Подходить к выбору древесины нужно с умом. Так, например, издавна древесину заготавливали зимой или в начале весны, пока «деревья спят, и лишняя вода в землю ушла». Несмотря на разнообразие строительных материалов и технологий, деревянные дома остаются самыми популярными в сфере загородного строительства. Такая статистика объясняется еще тем, что лес на сегодняшний день остается одним из самых недорогих материалов. Немаловажно учитывать и природное происхождение этого строительного сырья, которое обеспечивает экологическую чистоту и отличную воздухопроницаемость деревянных домов. В доме из дерева легко дышать и комфортно находится в любую погоду, благодаря его теплоизоляции.

Как и много лет назад, для изготовления деревянных домов сегодня используют преимущественно хвойные породы древесины. В основном это сосна, ель, лиственница, кедр и пихта.

Древесина сосны имеет среднюю плотность, достаточно высокую прочность и отличается стойкостью перед загниванием. Ее сравнительно легко обрабатывать, поэтому она применяется как для внутренних, так и для внешних конструкций. Еловая древесина немного уступает сосне по прочности и стойкости к загниванию, однако она легкая, гибкая и эластичная, что позволяется ей выдерживать высокие нагрузки. Древесина лиственницы богаче смолой, чем сосна, ко всему она еще самая твердая и долговечная из всех хвойных пород. Пихта же обладает высокой прочностью при сжатии и изгибе, легко расщепляется. Однако она менее стойкая к загниванию, чем ель.

Стволы этих пород имеют более правильную форму и намного меньше подвержены загниванию, чем представители лиственных пород. В основном для строительства используется лес диаметром около 26-40 см. Это зависит от климатических условий и сезонности эксплуатации дома. Для того, чтобы предохранить древесину от гниения ее поверхность обрабатывается тонким слоем антисептика, также с его помощью бревнам можно придать определенный цветовой оттенок.[5],[1]