Раздел 2. Природные материалы

Древесные строительные материалы и изделия

Общие сведения

Лесные материалы целиком или преимущественно состоят из древесины (освобождённая от коры ткань волокон, находящаяся в стволе дерева). Древесина издавна широко применяется в строительстве.

Их применяют для устройства полов, оконных и дверных заполнений, устройства лесов, подмостей и других целей. Их широкое применение в строительстве объясняется положительными свойствами древесины: высокой прочностью, небольшой средней плотностью, долговечностью при благоприятных условиях эксплуатации, малой теплопроводностью, хорошей обрабатываемостью, способностью склеиваться.

Сырье. Растущее дерево состоит из корня, ствола и кроны. Древесину, используемую в качестве строительного материала, в основном даёт ствол, который составляет до 90% объёма дерева.

Рис.3 Строение дерева

При соблюдении правил рубки и ухода за лесом запасы древесины практически неисчерпаемы.

Изучая строение древесины, различают её макро- и микроструктуру. Достаточно полное представление о макроструктуре – строении, видимом невооружённым глазом или при небольшом увеличении – получают, рассматривая разрезы ствола дерева по трём направлениям: торцевой (поперечный), радиальный, тангенциальный.

 

 

Рис. 4 Главные разрезы ствола дерева:1 - поперечный (торцовый); 2 - радиальный;

3 - тангенциальный

 

Основные части ствола дерева: сердцевина, сердцевинные лучи, ядро, заболонь, годичные слои, сосуды или смоляные ходы.

 

 

Рис. 5 Поперечный разрез ствола: 1 - сердцевина, 2 - сердцевинные лучи; 3 - ядро,

4 - пробковый слой; 5 - лубяной слой; 6 - заболонь; 7 - камбий; 8 - годичные слои

 

Сердцевина представляет собой рыхлую ткань, состоящую из клеток с тонкими, слабо связанными друг с другом стенками. Размеры сердцевинной трубки (сердцевина и слой первого года жизни древа) невелики: до 10 мм или чуть больше. У спиленного дерева эта самая слабая часть ствола нередко крошится и легко загнивает. Поэтому сердцевина не допускается в тонких досках и брусках, предназначенных для растянутых и изгибаемых элементов конструкций. Нежелательна сердцевина и в столярных изделиях, так как она постепенно выкрашивается.

У всех пород имеются сердцевинные лучи – светлые, часто отличающиеся блеском линии, которые направлены от сердцевины к коре. Сердцевинные лучи играют важную роль в создании текстуры древесины.

Ядро – внутренняя часть ствола, образующаяся по мере роста дерева, когда внутренняя, наиболее старая часть древесины ствола отмирает, проводящая и запасающая системы перестают функционировать, а клетки уплотняются. Движение влаги по этим клеткам прекращается, поэтому древесина ядровой части отличается прочностью и стойкостью к загниванию. Некоторые древесные породы, например берёза, клён, ядра не имеют.

Заболонь состоит из колец более молодой древесины, окружающих ядро. По живым клеткам заболони растущего дерева перемещается влага с растворенными в ней питательными веществами. Древесина заболони имеет большую влажность, легко загнивает, при последующей усушке усиливает коробление древесных материалов. Различают раннюю (весеннюю) и позднюю (летнюю) зоны, называемые, соответственно, ранней и поздней древесиной. Годичные слои в значительной мере определяют характер текстуры древесины.

Сосуды или смоляные ходы (в зависимости от породы древесины) представляют собой трубки, каналы различной величины.

Микроструктуру древесины можно наблюдать при сильном увеличении. Под микроскопом видно, что древесина слагается из большого количества живых и отмерших клеток различной формы и размеров. По функциональному назначению живые клетки делят на проводящие, механические и запасающие.

Древесина может иметь пороки – недостатки отдельных участков, снижающие качество ограничивающие возможности использования материала. Пороки механического происхождения, возникающие в древесине в процессе ее добычи и обработки, называют дефектами.

К характерным порокам относят различные сучки (сросшиеся и несросшиеся, роговые и т.д.), трещины (метиковые, морозные, усушки, отлупные, различного расположения и размеров); пороки строения (наклон волокон, тяговая древесина, свилеватость, завиток, глазки, смоляной кармашек, пасынок, сухобокость, прорость, рак, засмолок, ложное ядро, внутренняя заболонь, косослой, пятнистость), отклонения от нормальной формы ствола (сбежистость, закомелистость, нарост и кривизна); грибные поражения (ядровые пятна и полосы, ядровая гниль, плесень, заболонные гнилые окраски, заболонная и наружная гниль); повреждение насекомыми (червоточина); дефекты. Образующиеся в процессе обработки; инородные включения (камни, гвозди и т.д.); деформации (покоробленность, образующаяся при сушке, хранении, выпиливании).

Пороки древесины определяют в соответствии с требованиями ГОСТа с учетом их вида, разновидности и размеров. При этом используются измерительные инструменты, наборы щупов.

Выделяют две группы древесных пород, встречающиеся в лесах нашей страны: хвойные и лиственные.

 

Таблица 1.Эстетические характеристики различных пород древесины

Порода древесины	Цвет	Текстура
Хвойные породы
осна     Лиственница     Кедр       Ель     Пихта	Желтоватый или красноватый (ядро – розовое, красноватое, заболонь – желтоватая)   Бурый оттенок (ядро – красновато – бурое,заболонь – буровато – белая)     Розоватый оттенок (ядро – от свтело – розового до красно- ватого с желтым оттенком, заболонь – желтовато – белая)   Белый с желтоватым оттенком (ядра нет)   Белый со слабым буроватым оттенком (ядра нет)	Годичные слои различаются на всех разрезах; резкие переходы по цвету от поздней (красновато – бурая) к ранней древесине (желтовато – белая)   Годичные слои различаются на всех разрезах; резкие переходы по цвету от поздней (темно-бурая) к ранней древесине (светло-бурая)   Годичные слои различаются на всех разрезах; постепенных переход по цвету от поздней (желтовато – розовая) к ранней древесине   Годичные слои различаются на всех разрезах; постепенный переход по цвету от поздней (светло – бурая) к ранней древесине   Годичные слои различаются на всех разрезах; постепенный переход по цвету от поздней (слабый буроватый оттенок) к ранней древесине
Лиственные породы А.Кольцесосудистые
Дуб   Ясень	Желтовато – коричневый оттенок (ядро – желтовато - коричневое или темно-бурое, заболонь – светло-желтая). Характерный блеск от сердцевинных лучей   Желтоватый оттенок (ядро –светло – бурое; заболонь – желтовато – белая)	Годичные слои хорошо видны на торцевом разрезе; серцевиные лучи хорошо развиты и видны на всех разрезах; сосуды мелкие, располагаются радиальными рядами в поздней части годичного слоя.   Годичные слои хорошо видны; сердцевинные лучи на торцевом разрезе почти не видны; на радиальном разрезе заметны в виде коротких черточек, сосуды мелкие
Б.Рассеянно - сосудистые
Береза	Белый с красноватым или желтоватым оттенком	Годичные слои и сосуды различают ся плохо, сердцевинные лучи различаются только на радиальном разрезе
Порода древесины	Цвет	Текстура
Липа     Осина     Бук	Белый со слабым розоватым оттенком   Белый со слабым зеленоватым оттенком   Красновато - белый	Годичные слои и сосуды различаются плохо, сердцевинные лучи различаются на радиальном и поперечном разрезах.   Годичные слои, сосуды и сердцевинные лучи различаются плохо.   Годичные слои ясно различаются, сосуды мелкие и малозаметны, широкие сердцевинные лучи видны на всех разрезах

 

Применение

К конструкционным материалам относят круглые лесоматериалы (брёвна, жерди, подтоварник), пиломатериалы (доски, брусья), листовые, полученные послойным склеиванием древесного шпона (фанера, слоистый пластик), а также цементосодержащие изделия: прессованные (древесно-цементные) или отформованные (фибролитовые, арболитовые) плиты, содержащие цемент и древесные отходы разной степени измельчения. Эти материалы используют для возведения стен, каркасных перегородок, кровель в виде жёстких оболочек, перекрывающих большие площади, клеёных арок, балок и ферм.

Конструкционно-отделочные материалы представлены прессованными твёрдыми древесноволокнистыми ДВП и древесностружечными ДСП плитами с отделкой лицевой поверхности декоративными красочными и плёночными материалами, пластиком или шпоном ценных пород древесины (орех, ясень, бук, граб). Эти изделия используют для выполнения полов, подвесных потолков, а также высококачественной отделки стен при влажности в помещении не более 60 %. Высокая степень декоративности, долговечность отличают полы, выполненные из паркета (паркетных щитов и досок) лиственных пород древесины, обладающих неповторимой текстурой (рисунком). Наряду с обычным паркетом все большее распространение получает ламинированный паркет, имеющий верхнее полимерное защитное покрытие.

К материалам специального назначения относятся теплоизоляционные и акустические фибролитовые и арболитовые плиты, а также мягкие ДВП плотностью менее 600 кг/м³. Их используют для утепления кровель, стен и полов, а также выполнения акустических потолков в зданиях общественного и культурного назначения. Для усиления эффекта звукопоглощения плиты перфорируют или наносят поверх них специальные рельефные штукатурки.

Определённое место в номенклатуре выпускаемых изделий занимают столярные, к которым относятся подоконные доски, оконные и дверные блоки, ворота, а также такие погонажные отделочные изделия, как плинтусы, вагонка, перила, рейки.

Вопросы для самоконтроля.

1. Назовите древесные породы, применяемые в строительстве.

2. Перечислите основные пороки древесины.

3. Назовите породы деревьев, чья древесина обладает наибольшей декоративностью.

4. Какие виды пиломатериалов вам известны?

5. Перечислите основные изделия, детали и конструкции из древесины, применяемые в современном строительстве.