2.6 Строительные материалы на основе органического сырья

1. Материалы и изделия из древесины.

Сырьевая база Казахстана. Основные древесные породы применяемые в строительстве.

На создание и развитие архи­тектурных конструкций и новых архи­тектурных форм, на создание совре­менного архитектурного стиля и образа сооружений большое влияние оказыва­ют древнейшие строительные матери­алы и изделия из древесины, отлича­ющиеся легкостью и высокими проч­ностными показателями. Эти положи­тельные свойства по разному выявля­ются на различных исторических эта­пах освоения древесины.

Использование древесины как стро­ительного материала стало возможным с изобретением ручного каменного ру­била, а затем и каменного топора с ру­кояткой, который позволил рубить не только жерди, но и толстые бревна. Однако расцвет бревенчатой архитек­туры начался после создания метал­лического топора и изобретения вруб­ки — нового надежного способа соеди­нения бревен. Сруб позволил деревян­ным строениям расти вверх, расширя­ться и сужаться шатром, он воспринял распоры пологих строительных конст­рукций

С появлением и широким распро­странением строительных материалов из бетона, железобетона, металла, стек­ла более четко проявляются существен­ные недостатки древесины — горю­честь, способность к загниванию.

Достижения современной химии позволяют получать огне- и биостой­кие древесные материалы и изделия, эффективные деревянные клеевые кон­струкции. В результате коренным обра­зом меняются традиционные формы использования древесины в архитекту­ре

Состав и свойства древесины.Растущее дерево сос­тоит из корня, ствола и кроны. Древесину, используемую в качестве строительного материала, в основном дает ствол, который составляет 90% объема дерева.

Изучая строение древесины, разли­чают макро- и микроструктуру. Доста­точно полное представление о макроструктуре — строении, видимом нево­оруженным глазом или при небольшом увеличении — получают, рассматривая разрезы ствола дерева по трем направ­лениям.

Основные части ствола дерева: серд­цевина, сердцевинные лучи, ядро, забо­лонь, годичные слои, сосуды или смоля­ные ходы (Рисунок 11).

Сердцевина представляет собой рыхлую ткань, состоящую из клеток с тонкими, слабо связанными друг с дру­гом стенкамиРазмеры сердцевинной трубки (сердцевина и слой первого года жизни дерева) 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, клетки уплот­няются. Движение влаги по этим клеткам прекращается, поэтому древе­сина ядровой части отличается проч­ностью и стойкостью к загниванию. Некоторые древесные породы, напри­мер береза, клен, 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.

Образование годичных слоев свя­зано с ежегодным приростом древе­сины. Внутри каждого слоя, соответ­ствующего одному году жизни дерева, различают раннюю (весеннюю) и позд­нюю (летнюю) зоны, называемые соответственно ранней и поздней древе­синой. Годичные слои в большей мере определяют характер текстуры древе­сины.

Сосуды или смоляные ходы (в за­висимости от породы древесины) пред­ставляют собой трубки, каналы различ­ной величины. Понятно, что с этими образованиями древесины также свя­зана ее текстура.

Микроструктуру древесины можно наблюдать при сильном увеличении (Рисунок 9.) 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. Клетка имеет оболочку, внутри нее находится растительный белок — про­топлазма и ядро. Микроскопическое строение древесины различных пород весьма разнообразно.

Сосна ядровая порода, мягкая и прочная, легко обрабатывается.

Ель отличается спелой древесиной менее смолистой и более легкой, чем у сосны. По совокупности свойств ель уступает сосне. Обработка ели затруднена вследствие наличия боль­шого количества твердых сучков.

Рисунок 11 Строение древесины: кора; 2- луб; 3- камбий; 4-заболонь; 5- ядро; 6- сердцевина

Лиственница имеет древесину весь­ма плотную, твердую и прочную, ме­нее подверженную гниению, чем у сосны и ели. Материалы из этой породы с успехом применяют в гидротехническом и других специальных видах строительства.

Древесина пихты во многом анало­гична древесине ели, но у нее нет смоляных ходов. Материалы из пихты сравнительно легко загнивают, поэтому их не применяют во влажных усло­виях эксплуатации.

Кедр характеризуется легкой и мягкой древесиной, прочностные ха­рактеристики которой уступают сосне.

Дуб отличается плотной, прочной и твердой древесиной, которую применя­ют при строительстве гидротехничес­ких сооружений, мостов, изготовлении паркета, столярных изделий, фанеры.

Ясень имеет весьма плотную, гиб­кую, но менее прочную, чем у ду­ба, древесину, используемую при столярно-отделочных работах, произ­водстве мебели.

Береза характеризуется плотной заболонной древесиной, сравнительно легко загнивает при повышенной влаж­ности и отсутствии тока воздуха. Из древесины березы производят фанеру, столярные изделия, отделочные мате­риалы.

Бук имеет тяжелую твердую древе­сину, которая легко раскалывается, склонна к загниванию. Из нее получают фанеру и паркет.