Основные свойства строительных материалов

Основные свойства строительных материалов

Классификация строительных материалов.

Строительные материалы разделяют на несколько классов, в зависимости от назначения, способа изготовления и технологическому признаку. В зависимости от назначения строительные материалы подразделяются на следующие группы:

- Конструкционные материалы: отвечают за восприятие и передачу нагрузок.

- Теплоизоляционные материалы: обеспечивают сохранение установленного теплового режима.

- Акустические материалы: обеспечивают поглощение звуков и звукоизоляцию.

- Кровельные и гидроизоляционные материалы: обеспечивают водонепроницаемость кровли и иных элементов конструкции.

- Герметизирующие материалы: обеспечивают герметичное заполнение соединений строения.

- Отделочные материалы: применяются для декорирования поверхностей строения и создания дополнительной защиты от воздействия внешней среды.

- Материалы особого назначения: применяются для придания конструкциям специфических дополнительных свойств (термостойкость, защита от кислоты, огнеупорность и т. д.).

- Материалы общего назначения: такие как дерево, бетон, цемент, известь. Имеют широкую область применения в различных целях.

По технологическим признакам строительные материалы систематизируют, учитывая вид сырья, из которого они изготовлены, метода производства, свойств материалов и сферы их применения.

По типу изготовления выделяют следующие строительные материалы:

- природные материалы (природный камень, древесина);

- материалы, подверженные механической обработке;

- материалы, полученные методом обжига (минеральные вяжущие вещества, керамика);

- материалы, изготовленные методом плавления (металлы, стекло);

- полученные переработкой органического сырья (деготь, растворители, синтетические полимеры, битум);

- полученные переработкой вяжущих органических веществ (органические кровельные и гидроизоляционные материалы, строительные пластмассы).

Чтобы строение исполняло свое предназначение, и было при этом долговечным, нужно профессионально подобрать материалы, как отделочные, так и конструкционные.

Химические свойства.

Химические свойства выражают степень активности материала к химическому взаимодействию с реагентами внешней среды и способность сохранять постоянными состав и структуруматериала в условиях инертной окружающей среды. Некоторые материалы склонны к самопроизвольным внутренним химическим изменениям в обычной среде. Ряд материалов проявляет активность при взаимодействии с кислотами, водой, щелочами, растворами, агрессивными газами и т. д. Химические превращения прогекают также при технологических процессах производства и применения материалов.
Химическая стойкость — св-во мат. противостоять разрушающему действию химических реагентов — кислот, щелочей, растворенных в воде солей и газов. Она зависит от состава и структуры материалов. Так, мрамор, известняки, цементный камень в строительных растворах и бетонах, в химическом составе которых преобладает оксид кальция (СаО), легко разрушаются кислотами, но стойки к действию щелочей.
Силикатные материалы, содержащие в основном диоксид кремния (SiO2), стойки к действию кислот, но взаимодействуют при повышенной и нормальной температуре со щелочами. Медленное или быстрое изменение структуры материала под влиянием внешней агрессивной среды называют коррозией. Она бывает химическая, электрохимическая, биологическая.
Коррозионная стойкость — свойство материала сопротивляться коррозионному воздействию среды.
Распространенной и благоприятной средой для развития химической коррозии является вода (пресная и морская). Агрессивность воды зависит от степени ее минерализации, жесткости, щелочности или кислотности.
На развитие коррозионных процессов влияют растворенные в воде соли (H₂SO₄, Cl и др.) и газы. Химически агрессивной средой является также воздух, содержащий пары NO2, Cl₂O и т. д.
Особым видом коррозии является биокоррозия — разрушение материалов под действием живых организмов - грибов, насекомых, растений, бактерий и микроорганизмов. К коррозии относят также «старение» пластмасс — изменение их химического состава и структуры под воздействием ультрафиолетовых лучей солнца и искусственных источников света, кислорода воздуха и повышенных температур.
Коррозия опасна не столько изменением химического состава, сколько структуры и физико-механических свойств материалов.
Кислоте- и щелочестойкость — свойство материала не разрушаться под действием кислот и щелочей.
Кислоты весьма агрессивны к металлам, штукатурке, бетону, ряду осадочных горных пород, силикатному кирпичу.
Кроме минеральных агрессивны также органические кислоты — уксусная, масляная, молочная.
Агрессивны к бетону и другим материалам растворы сахара, патока, фруктовые соки и т. д. Кислотостойкими материалами являются некоторые природные камни — диабаз, базальт, андезит, гранит, но и они разрушаются плавиковой кислотой. Кислотостойки плотная керамика, стекло и большинство материалов из пластмасс. Из щелочей весьма агрессивны концентрированные растворы едкого кали и каустической соды.
Щелочестойкими должны быть пигменты, применяемые для цветной штукатурки и различных окрасок по бетону, цементным и известковым штукатуркам, содержащим известь — сильную щелочь. Нещелочестойкие пигменты врастворах и окрасках быстро обесцвечиваются.
Газостойкость — свойство материала не вступать во взаимодействие с газами окружающей среды.
Строительные материалы должны быть стойкими к сероводороду, углекислоте и другим газам.
Пигменты, в состав которых входят свинец и медь, чернеют под влиянием сероводорода. Между тем взаимодействие гидрата оксида кальция, находящегося в бетоне, штукатурке, силикатном кирпиче, с углекислым газом воздуха способствует увеличению прочности этих материалов.
Важно отметить, что большинство строительных материалов не обладает химической и коррозионной стойкостью.
Так, почти все цементы, бетоны и строительные растворы плохо сопротивляются действию кислот; битумы сравнительно быстро разрушаются под действием концентрированных растворов щелочей; древесина не стойка к действию тех и других.
Многие соли, особенно образующие в воде щелочную и кислую среду, достаточно агрессивны. Растворы солей разрушают материалы также из-за кристаллизации в их порах.

5. Механические свойства.

Механические свойства характеризуют поведение материалов при действии нагрузок различного вида (растягивающей, сжимающей, изгибающей и т.д.).

В зависимости от того, как материалы ведут себя под нагрузкой, их подразделяют на:

Пластичные – это, как правило, материалы однородные, состоящие из крупных, способных смещаться относительно друг друга молекул (органические вещества), или состоящие из кристаллов с легко деформируемой кристаллической решеткой (металлы).

Хрупкие материалы (бетон, природный камень, кирпич) хорошо сопротивляются сжатию и в 5 –50 раз хуже – растяжению, изгибу, удару (соответственно стекло – гранит).

Одним из основных показателей является прочность при соответствующем виде деформации.

Прочность ¾ свойство материала сопротивляться внутренним напряжениям и деформациям, возникающим в материале под действием внешних факторов. Показатели прочности материала зависят от размеров, формы образца (рис.2), скорости его нагружения и других факторов.

Предел прочности на сжатие или растяжение определяют по формуле , (МПа или кгс/см²), где F – разрушающая нагрузка, Н (кгс); А – площадь поперечного сечения образца до испытания, мм² (см²).

Определение предела прочности на сжатие строительных материалов проводят согласно ГОСТам путем испытания образцов кубов на механических или гидравлических прессах. Прочность зависит от структуры материала, вещественного состава, влажности, направления приложения нагрузки.

Предел прочности при изгибе , где M – изгиб момент, Н/м; W – мом-т сопротивления, м³.

Предел прочности на изгиб определяют по формулам: при одной сосредоточенной нагрузке и балке прямоугольного сечения: , (МПа), (кгс/см²), при двух равных нагрузках, расположенных симметрично оси балки: , (МПа), (кгс/см²) где F – разрушающая нагрузка, Н (кгс); l – пролет между опорами, мм (см); a и b – ширина и высота поперечного сечения балки, мм (см); h – расстояние между грузами, мм (см). Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в его поверхность другого более твердого тела правильной формы.

В общем случае для бетонов можно записать U=j(r,n,N,L,D_і,A_u),

где n – объемная доля цементирующего вещества; L – параметры (характеристика) среды эксплуатации изделий; A_u – коэффициент анизотропии усадки (параметр качества бетона).

Для некоторых материалов существенное значение имеет и набухание. Важными являются требования по биологической и радиационной стойкости материалов.

Истираемость ¾ свойство материала постепенно разрушаться тонкими слоями под действием истирающих усилий; оценивается потерей первоначальной массы образца, отнесённой к единице его площади или уменьшением толщины материала: ,

где m ¾ масса образца до испытания, г;

m₁ ¾ масса образца после испытания, г;

А ¾ площадь истирания, см².

Износ – разрушение материала при совместном действии истирающей и ударной нагрузок.

Стандартные схемы испытаний образцов и изделий при определении прочности

 

6. Технологические свойства

характеризуют способность материала подвергаться тому или иному виду обработки. Так, например, к технологическим свойствам древесины относятся: хорошая гвоздимость, легкость обработки различными инструментами. Технологические свойства некоторых полимерных материалов включают способность обтачиваться, сверлиться, легко склеиваться, свариваться. Бетонные, растворные, глиняные, асфальтобетонные и другие смеси обладают пластичностью, вязкостью, которые обеспечивают заполнение определенного объема.

Пластичность – способность материала деформироваться без разрыва сплошности под влиянием внешнего механического воздействия и сохранять полученную форму, когда действие внешней силы прекращается. Пластичность – это важное свойство, влияющее на технологию производства бетонов, строительных растворов, керамических и других строительных материалов, а также на свойства готовых изделий. При высокой пластичности ускоряются и удешевляются операции смешивания и формования, повышается однородность готовых изделий, что благоприятно сказывается на их физических и механических свойствах, химической стойкости.

Вязкостью или внутренним трением называют сопротивление жидкости передвижению одного ее слоя относительно другого. Когда какой-либо слой жидкости приводится в движение, то соседние с ним слои тоже вовлекаются в движение и оказывают ему сопротивление. Величина этого сопротивления зависит от вещественного состава и температуры.

Для количественной характеристики вязкости служит коэффициент динамической вязкости, который измеряют в Па×с.

Вязкостные свойства имеют большое значение при использовании органических вяжущих материалов, синтетических и природных полимеров, клеев, масел, красочных составов. Вязкость этих материалов снижается при нагревании и резко повышается с понижением температуры.

Длительное действие нагрузки, постоянной по величине и направлению, вызывает в бетоне увеличивающиеся деформации, которые затухают только через несколько лет эксплуатации конструкции. Это явление называется ползучестью.

Основная причина ползучести объясняется пластическими свойствами цементного камня в начальные сроки твердения, когда он еще не полностью закристаллизовался, не приобрел достаточной прочности и жесткости.

 

7. Акустические свойства. Акустические свойства материалов связаны с взаимодействием материала и звука; прежде всего, это — звукопроводность и звукопоглощение.

Звукопроводность — свойство материала проводить через свою толщу звук; она зависит от строения и массы материала. Тяжелые материалы (кирпич), а также пористые и волокнистые плохо проводят звук.

Звукопроницаемость — отрицательное свойство, так как в большинстве случаев к строительным материалам предъявляются требования изоляции помещений от внешних шумов.

Звукоизоляция — ослабление звука при его проникновении через ограждающие конструкции — это свойство материала, обратное звукопроницаемости.

Звукопоглощение — свойство материала поглощать и отражать падающий на него звук. Оно зависит от пористости материала, его толщины, состояния поверхности, а также от частоты звукового тона, измеряемого количеством колебаний в секунду.

Звукопоглощение За единицу звукопоглощения принимают поглощение звука 1 м2 открытого окна; при открытом окне звук поглощается полностью. Звукопоглощение всех строительных материалов меньше единицы. Звукопоглощение материала оценивают коэффициентом звукопоглощения, т. е. отношением энергии, поглощенной материалом, к общему количеству падающей энергии в единицу времени.

Звукопоглощение зависит от характера поверхности материала. Материалы с гладкой поверхностью хорошо отражают падающий на них звук, поэтому в помещениях с гладкими стенами создается постоянный шум.

Материалы с развитой открытой пористостью хорошо поглощают и не отражают падающий на них звук. Известно, что ковры, дорожки, мягкая мебель заглушают звук. Специальная акустическая штукатурка с мелкими открытыми порами хорошо поглощает и заглушает звук. В принципе те строительные материалы, которые плохо пропускают через себя звук, хорошо его поглощают и не отражают, являются акустическими материалами.

Уменьшение шума в результате использования таких материалов сохраняет здоровье людей, создает для них определенные условия и способствует повышению производительности труда.

 

8. Теплофизические свойства.

Морозостойкость - способность насыщенного водой материала выдерживать неоднократные замораживания и размораживания (оттаивания) без признаков значительного снижения прочности и разрушения.

Морозостойкость характеризует долговечность строительных материалов в конструкциях. Осенью материалы особенно насыщаются водой, а при наступлении морозов эта вода замерзает в порах, превращаясь в лед, и увеличивается на 9%.

Лед, как клинок, давит на стенки пор и разрушает их. При следующем увлажнении вода проникает еще и еще глубже. Повторение этих процессов приводит к "шелушению" поверхности материалов, которое начинает распространяться внутрь.

Как правило, пористые материалы являются достаточно морозостойкими, если при насыщении вода заполняет не более 85% объема пор.

Следовательно, наибольшей морозостойкостью обладают материалы с закрытой структурой пустот и пор, а так же плотные материалы.

Теплопроводность - способность материала проводить через свою толщину тепловой поток, который возникает из-за разности температур на поверхностях, ограничивающих материал.

Проводить тепло способны все материалы, но теплопроводность при этом у них различна. Она зависит от вида материала, пористости, плотности, влажности, средней температуры, при которой происходит передача тепла.

Так как большинство материалов имеют поры и пустоты, а теплопроводность воздуха меньше, чем у твердых материалов, то увеличение пористости приводит к снижению теплопроводности.

Термическое сопротивление - величина, обратная сопротивлению.

Благодаря низкой теплопроводности воздуха, он оказывает огромное термическое сопротивление прохождению потока тепла.

На теплопроводность материала влияет характер пор. Теплопроводность материала (при одинаковой пористости) будет меньше при мелких порах, потому как в крупных порах произойдет передача теплоты конвекцией.

При наличии крупных сообщающихся пор теплопроводность увеличивается. С замкнутым порами материалы менее теплопроводны, чем с сообщающимися порами.

Теплопроводность зависит от структуры материала. У материала со слоистыми и волокнистым строением теплопроводность вдоль и поперек различна (пример - древесина).

Более теплопроводными будут влажные материалы, потому как теплопроводность воды больше в 25 раз, чем у воздуха.

Когда повышается температура, теплопроводность возрастает у большинства материалов, а у некоторых уменьшается (металлы).

Теплоемкость - способность материала поглощать при нагревании и отдавать при охлаждении определенное количество теплоты.

При расчетах теплоустойчивости наружных стен отапливаемых зданий, расчете подогревов растворов, бетонов и т.д. учитывают теплоемкость.

Огнестойкость - способность материала противостоять воздействию огня, высоких температур и воды в условиях пожара.

Огонь вызывает у материалов химическое разложение (доломит, известняк, органические материалы), плавление (пластмассы, алюминий), деформации и разрушения (гранит, сталь).

По степени огнестойкости строительные материалы делятся на несгораемые, трудносгораемые, сгораемые.

В условиях пожара несгрораемы материалы не обугливаются и не тлеют. К ним относятся: керамический кирпич, бетон, черепица, природные и асбестоцементные каменные материалы.

Под действием огня трудносгораемые материалы с трудом воспламеняются, обугливаются и тлеют, но лишь при наличии источника огня. К ним относят: с теклопластики, асфальтовый бетон, оштукатуренную древесину.

Сгораемые материалы при пожаре воспламеняются, горят и тлеют, после удаления источника огня продолжают гореть. К ним относят: рубероид, древесину, войлок, пластмассы, битумы, обои, полимерные материалы.

С целью повышения огнестойкости материалов, их обрабатывают и пропитывают специальными огнезащитными составами - антипиренами. Под воздействием огня эти составы выделяют газы, препятствующие горению или образуют поверхность, замедляющую нагрев материала.

Огнеупорность - способность материала выдерживать продолжительное воздействие высоких температур без деформаций и размягчений.

По степени огнеупорности материалы подразделяют на: огнеупорные, тугоплавкие, легкоплавкие.

Огнеупорные материалы способны выдержать длительное воздействие температуры свыше 1580°С. Они применяются для футеровки внутренних поверхностей промышленных печей (магнезитовые и графитовые материалы, шамотный кирпич).

Тугоплавкие материалы могут выдерживать без размягчения температуру 1350...1580°С (кирпич гжельский для кладки печей).

Легкоплавкие материалы размягчаются при температуре ниже 1350°С (пустотелый и полнотелый керамический кирпич).

 

9. Гидрофизические свойства.

Гигроскопичность - свойство пористого материала поглощать водяной пар из воздуха. Степень гигроскопичности напрямую зависит от величины пор в материале, от его структуры, температуры относительной влажности воздуха. Если материалы обладают одинаковой пористостью, но у одного поры мельче, чем у другого, то он обладает большей гигроскопичностью. Высокая гигроскопичность отрицательно сказывается на физико-механических характеристиках материалов. Если цемент поглощает при хранении водяные пары из воздуха, то он теряет активность, начинает комкаться, теряется его прочность. При влажном воздухе древесина разбухает, меняется форма изделий, их размер. Постоянное увлажнение и высыхание (разбухание и усушка) древесных изделий приводит к короблению и образованию трещин. У разных строительных материалов своя гигроскопичность.

Гидрофильными называют материалы, активно притягивающие молекулы воды. К ним относится глина, минеральные вяжущие - цемент и гипс. Гидрофобными называются материалы, отталкивающие воду. Это битумы, полимеры, стекло. При сушке, хранении и перевозке строительных материалов необходимо учитывать их гигроскопичность.

Влажность - количество воды в материале. Увлажняясь, материалы начинают терять свои первоначальные свойства, а потому их надо предохранять от увлажнения.

Водопоглощение - свойство материала впитывать и удерживать воду. Определяется погружением образца материала в воду с комнатной температурой и выдерживанием в воде некоторое время. Обычно, водопоглощение меньше пористости материала, потому что поры бывают закрытыми или настолько мелкими, что в них не может проникнуть вода. В очень крупных порах вода не задерживается.

Водостойкость - способность материала сопротивляться разрушительным действиям влаги. Водостойкость является важной характеристикой строительных материалов, применяемых в гидротехнических сооружениях. В качестве гидроизоляционных материалов (полимерные пленки, битумы) применяются материалы с высокой гидрофобностью и водостойкостью.

Влагоотдача - способность материала отдавать воду при наличии соответствующих условий в окружающей среде (повышении температуры, снижении влажности воздуха, движении воздуха). Влагоотдача характеризуется количеством воды, которое теряется материалом за сутки при относительной влажности воздуха 60% и при температуре 20°С. Никогда не бывает строительных материалов и конструкций в абсолютно сухом состоянии. Определенная влажность всегда имеет место быть.

Водопроницаемость - способность материала под давлением пропускать воду. Степень проницаемости зависит от пористости и строения материала. Особо плотные материалы, у которых истинная плотность и средняя плотность равны (стекло, металл), водонепроницаемы.

Для кровельных и гидроизоляционных материалов водопроницаемость играет первостепенную роль.

 

 

10. Контроль качества строительных материалов. Стандартизация, сертификация, виды нормативных документов в строительстве и стройиндустрии.

Качество цемента можно определить по дате изготовления и сроку его хранения. По внешним признакам цемент считается качественным, если нет окомкования. Начало процесса окомкования проверяется на ощупь: если взять цемент в кулак и сжать его, то вежеизготовленный сразу «вытечет» между пальцами, а лежалый образует комок, поскольку он уже набрал влаги. Такой цемент использовать не рекомендуется. Хранить цемент следует в сухих закрытых сараях на сухих деревянных полах, приподнятых над землей на 20...50 см и застеленных одним слоем рубероида. Особенно требовательны к условиям хранения высокомарочные цементы, которые из-за тонкости помола быстро окомковываются и теряют активность. Места, где хранится цемент, должны быть защищены не только от сырости, но и от усиленного обмена воздухом, особенно от сквозняков.

Качество кирпича считается хорошим, если при падении на твердое основание с высоты 1,5 м он не разбивается на мелкие кусочки. О качестве кирпича можно судить и по цвету: 1. бледно-розовый цвет говорит о недожоге, такой кирпич непрочен и сильно впитывает воду; 2. красный — нормального качества, твердый и прочный; 3. бурый с трещинами и стекловидной поверхностью - пережженный (железняк), он почти не впитывает воду и плохо вяжется со строительным раствором.

Качество извести определяют по вязкости раствора, состоящего из из извести и песка в пропорции 1:3. На этом растворе складывается столбик из 7 красных полнотелых кирпичей. Через 4 дня столбик осторожно поднимают вверх за верхний кирпич. Если столбик не разрушится, то известь считается хорошего качества. Гашеную известь лучше всего хранить в виде известкового теста, залитого сплошным слоем воды на 5...10 см.

Качество строительного раствора определяют по основным свойствам, пластичности и однородности. Пластичный раствор хорошо расстилается на основании, тогда как жесткий образует разрывы. Сцепление кирпича с раствором должно происходить по всей поверхности; наличие «чистых» мест на кирпиче указывает на недостаточную пластичность и однородность. Однородность раствора достигается тщательным перемешиванием. Соотношение цемента и песка — 1:3.

Качество бутового камня определяют ударом молотка: 1. звонкий звук получается при хорошем качестве бута; 2. глухой звук — при наличии примесей глины и других пород. Бутовый камень низких марок от одного удара молотка массой 1 кг разбивается в щебень.

Качество камня можно определить и таким способом: если куски после насыщения их водой размягчаются или разламываются на части, то он считается непригодным для кладки.

Качество глины зависит от ее жирности, которую проверяют на ощупь, растиранием глины между пальцами. Глина считается жирной, если при разминании в ней не ощущается песок. Жирность можно определить, скатав между ладонями жгутик из глины толщиной 1,5...2,0 см и длиной 15...20 см. Жгутик из тощей глины (суглинка) при растяжении за оба конца мало растягивается и дает неровный разрыв. Глина средней пластичности вытягивается плавно и обрывается, когда толщина в месте разрыва достигает 15...20% от диаметра жгутика, жгутик из пластичной глины вытягивается плавно и постепенно утончается, образуя в месте разрыва острые концы. Для определения жирности различных глин скатывают шарики диаметром 4...5 см, которые высушивают в одинаковых условиях. Большое количество трещин на поверхности шарика указывает на наиболее жирную глину.

Качество землебита. Землебит готовят из различных грунтов, пригодность которых можно определить следующим образом. В ведро без дна слоями по 10...12 см насыпают грунт, причем каждый слой трамбуют до тех пор, пока трамбовка не начнет отскакивать. Наполнив таким образом ведро грунтом, поднимают его вместе с подкладкой и опрокидывают на ровную поверхность. Получившийся конус предохраняют от дождя, ветра, солнца в течение 8...12 суток. За это время конус не должен коробиться, давать трещин. Если через 2 недели конус, падая с метровой высоты, не разобьется и выдержит давление на сжатие не менее 15 кг/см², то это свидетельствует о высоком качестве грунта. Образование трещин говорит о том, что грунт жирный.

Различают государственную (национальную) стандартизацию и международную стандартизацию. Государственная стандартизация - форма развития и проведения стандартизации, осуществляемая под руководством государственных органов по единым государственным планам стандартизации. Международная стандартизация проводится специальными международными организациями или группой государств с целью облегчения взаимной торговли, научных, технических и культурных связей. Устанавливаемые при стандартизации нормы оформляются в виде нормативно-технической документации по стандартизации - стандартов и технических условий.

Основные понятия сертификации
К объектам сертификации относятся продукция, системы качества, предприятия, услуги, системы качества, персонал, рабочие места и др. В сертификации продукции, услуг и иных объектов участвуют первая, вторая и третья стороны.
Первая сторона - интересы поставщиков.
Вторая сторона - интересы покупателей.
Третья сторона - это лицо или органы, признаваемые независимыми от участвующих сторон в рассматриваемом вопросе (ИСО\МЭК2). Сертификация может иметь обязательный и добровольный характер.

Сертификация - это процедура подтверждения соответствия, посредством которой независимая от изготовителя (продавцы, исполнителя) и потребителя (покупателя) организация удостоверяет в письменной форме, что продукция соответствует установленным требованиям

виды нормативных документов: СНиП, СН, ВСН, РСН, ТУ, СНБ,СТБ, РДС, различные инструкции, положения и т.д. времен СССР, а также целый ряд ГОСТ

Общие 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 др.)

· 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 нее 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.

o Абсолютная влажность древесины — это отношение веса содержащейся в древесине влаги по отношению к массе абсолютно сухой древесины, выраженная в процентах.

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

Древесину по влажности делят на следующие категории: сырая — 23 % и более, полусухая — 18—23 %, воздушно-сухая — 12—18 %, сухая —8—12 %.

· Гигроскопичность, Звукопроницаемость, Цвет

· Пористость —Для древесины различных видов пористость имеет разное значение, но в среднем разбег её значения составляет 30—80 %.

· Разбухание древесины проявляется при нахождении материалов при повышенной влажности воздуха длительное время.

· Усушка — изменение размеров при потере влаги древесиной в результате сушки. Усушка происходит естественным образом. Прямым следствием усушки является образование трещин.

· Коробление происходит в результате неравномерной сушки древесины.

· Растрескивание — результат неравномерного высыхания наружных и внутренних слоёв древесины.

· Теплопроводность. В отличие от других строительных материалов, древесина является менее теплопроводной. Это позволяет использовать её для теплоизоляции помещения.

· Электропроводность — способность материала проводить электрический ток. Данное свойство у древесины напрямую зависит от влажности.

· Запах зависит от содержания в древесине смол и дубильных веществ. Текстура — рисунок, образующийся при распиливании дерева.

· Вес древесины — различают удельный и объёмный вес древесины. Удельный вес — масса единицы объёма древесины без учёта пустот и влаги. Данный вес не зависит от породы древесины и составляет 1,54 г/см³. Объёмный вес — это масса единицы объёма древесины в естественном состоянии, то есть с учётом влаги и пустот.

· Наличие пороков — особенностей и недостатков строения древесины и ствола дерева, возникающих во время его роста или после спиливания. Отдельные группы пороков могут возникать в древесине при обработке её человеком (дефекты обработки древесины) или при поражении её грибами (грибные поражения древесины).

 

 

2. Материалы и изделия из древесины.

Материалы из древесины применяют в строительстве в качестве конструкционных, отделочных, теплоизоляционных, акустических и столярных изделий. К конструкционным материалам относят круглые лесоматериалы, пиломатериалы, фанеру, древесные слоистые пластики, фибролит, арболит, цементно-стружечные плиты.

Круглые лесоматериалы получают путем очистки от коры и распиловки стволов деревьев. В зависимости от диаметра верхнего торца их подразделяют на бревна (не менее 14 см), подтоварник(8–13см)и жерди (3 см).

Толстые короткие лесоматериалы диаметром более 200 мм называют кряжами, их используют для изготовления древесного шпона, фанеры; бревна – для выработки пиломатериалов, возведения бревенчатых домов, изготовления свай, гидротехнических сооружений, элементов мостов, опор линий связи, радио- и электропередачи; подтоварник и жерди – для вспомогательных и временных сооружений.

При раскрое бревен получают пиломатериалы различного вида и размеров (брусья, шпалы, доски) (рис. 2.2). Из бревен, досок и брусьев изготавливают клееные конструкции: рамы, арки, фермы, балки, сваи, прочность, жесткость и несущую способность которых повышают путем армирования стальными стержнями, проволокой, сеткой или стеклопластиковой арматурой.

Фанера представляет собой листовой материал, склеенный из трех и более слоев лущеного шпона таким образом, чтобы направление волокон в смежных слоях было взаимно перпендикулярным. В строительстве фанеру применяют для выполнения обшивки внутренних перегородок на деревянной раме, пространственных конструкций в виде сводов и куполов, а также клееных балок, арок и ферм.

Шпон – тонкий листовой материал, полученный лущением или строганием на специальных станках распаренных кряжей.

Древесные слоистые пластики представляют собой листовой материал, полученный методом прессовки нескольких слоев шпона, пропитанного при высокой температуре высокомолекулярными смолами. Из пластиков выполняют обшивку градирен, конструкции жестких пространственных оболочек для покрытия помещений больших пролетов (крытые стадионы, цирки, рынки), наружную и внутреннюю отделку производственных помещений.

Фибролитом называют плитный материал из тонких длинных древесных стружек и минерального вяжущего (чаще - портландцемента).

Плиты фибролита хорошо оштукатуриваются и окрашиваются; прочно сцепляются с незатвердевшим бетоном и надежно крепятся к поверхности бетонных и каменных конструкций. Конструкционные фибролитовые плиты применяют в качестве перекрытий, перегородок и покрытий сельскохозяйственных и складских зданий, а также стен деревянных стандартных домов, теплоизоляционный и акустический – для обеспечения комфортных условий проживания и работы в жилых и общественных зданиях.

Арболит представляет собой легкий деревобетон на минеральном вяжущем.

Для изготовления арболита используют дробленые отходы лесопиления и переработки древесины различных пород, а также измельченные сучья, ветви, вершины, горбыли, рейки. В качестве минерального вяжущего чаще применяют портландцемент, реже – известь с гидравлическими добавками, в отдельных случаях – магнезиальные и гипсовые вяжущие. Из арболита делают навесные и самонесущие панели наружных и внутренних стен, плиты покрытий. Поверхность панелей защищают асбестоцементными листами на шурупах, цементным раствором, керамической плиткой. Не разрешается использовать изделия из арболита для цоколей, стен подвалов.

Перспективным материалом для деревянного домостроения являются цементно-стружеч