Свойства древесины.

Эксплуатационно-технические свойства древесных материалов свя­заны прежде всего с видом использу­емой породы дерева. Характерные прочностные показатели различных пород, широко применяемых для про­изводства строительных материалов.

Показатели прочности и твердости древесины различных пород опреде­ляют разрушающими методами на универсальной испытательной маши­не. Для испытаний используют малые чистые образцы (без пороков). Так, для определения предела прочности при сжатии вдоль волокон испыты­вают образцы в форме прямоуголь­ной призмы размером 20 х 20 х 30 мм без видимых пороков. Предел проч­ности при статическом изгибе оп­ределяется при испытании бруска раз­мером 20х 20 х 300 мм. Стати­ческая твердость древесины определяется на торцевой, радиальной и тангенциальной поверхности при испытании образцов в форме куба со стороной 50 мм.

Полученные показатели, харак­теризующие механические свойства различных пород древесины, пересчи­тывают на стандартную влажность. В ряде случаев необходимо прини­мать во внимание анизатропность свойств древесины — различное соп­ротивление физико-механическим воз­действиям вдоль или поперек волокон материала. Теплопроводность, проч­ность при сжатии, растяжении вдоль волокон древесины заметно превы­шают аналогичные показатели попе­рек волокон.

В результате сравнительно высо­ких прочностных показателей древе­сины различных пород, коэффициент конструктивного качества (отношение предела прочности к средней плотности) некоторых строительных материалов из древесины выше, чем у , стали — 0,5 и кирпича керамическо­го — 0,05.

Большое влияние на другие эксплуатационно-технические свойства дре­весных материалов оказывает их спо­собность поглощать воду. При изме­нении влажности происходит усушка или разбухание древесины. Усушка и набухание в тангенциальном и радиальном направ­лениях имеют различны е значения, высыхание происходит нерав­номерно. В результате внутренние напряжения в материале могут выз­вать коробление или растрескивание. Наличие в древесине опре­деленного количества влаги (обычно более 18—20%), изменение ее коли­чества и перемена температуры соз­дают условия для развития дерево-разрушающих грибов. Наиболее часто загнивание древесины происходит при температуре 2—35° С.

Влажность древесных материалов и изделий влияет на их теплопровод­ность, прочность и другие свойства. Влажность конкретных строительных материалов из древесины должна на­ходиться в определенных пределах. Так, в соответствии с требованиями ГОСТа влажность древесины деталей дверей и окон должна быть 12 +- 3% (наружные, тамбурные двери, коробки окон) или 9+-3 % (внутренние двери, створки, фрамуги, форточки). Дре­весина штучного паркета должна иметь влажность 9 + 3 %, паркетных досок и щитов — 8 + 2 %. Доски для покрытия пола, плинтусы, наличники, поручни, обшивки в соответствии с ГОСТом должны обладать влажно­стью в пределах 12+3 %.

Важным показателем дре­весных материалов является водопоглащение. Например: ДСП опреде­ленной марки не должны поглощать более 15 % воды;

ДВП мягкие — не более 30 % за 2 часа; полутвердые — не более 40 %; твердые — не более 30 % и сверхтвердые — не более 15 % за 24 ч.

При этом фиксируют набу­хание ДВП по толщине, которое для полутвердых и твердых плит не долж­но превышать 20 %, а для сверхтвер­дых 12 %.

Влажность древесных строительных материалов в соответствии с тре­бованиями ГОСТа определяют путем высушивания образцов в специальных сушильных шкафах и взвешивания образцов до и после высушивания. Для ускорения испытаний рациональ­но использовать нейтронный влагомер, электровлагомеры.

При определении водопоглощения образцы материалов выдерживают не­обходимое время в чистой воде (рН 6+1), слой которой над образ­цами должен быть не менее 20 мм, а ее температура 20+1° С. Образцы мягких ДВП погружают в воду гори­зонтально, остальные ДВП, а также ДСП — вертикально.

Механические свойства строитель­ных материалов из древесины зави­сят, от ее плотности, влажности и наличия пороков. Более плотная древесина обладает большей прочностью. При увеличении влажно­сти, например, от 8, 12 до 30 % снижаются прочность и твердость древесных материалов, и наоборот, уменьшение количества влаги в рас­сматриваемых материалах, например от 20 до 8 %, заметно повышает их механические характеристики. Проч­ностные показатели определенных ма­териалов могут резко снижаться при наличии пороков.

При оценке качества пиломате­риалов не проводят испытаний малых чистых образцов, но определяют ха­рактер, размеры и количество поро­ков.

Оценку механических свойств ДСП, ДВП, фанеры проводят с уче­том прочности материала. При этом важным критерием является предел прочности при статическом изгибе (для ДСП, ДВП, фанеры) и предел прочности при растяжении (для ДСП, фанеры). При оценке качества фа­неры и ряда других материалов (оконные и дверные коробки, паркет) определяют прочность клеевых сое­динений. Механические свойства фа­неры характеризует также предел прочности при скалывании по клее­вому слою.

Для определения предела прочнос­ти при статическом изгибе образцы ДСП изготовляют в виде прямоуголь­ного бруска, ДВП — в виде пластин. Длина образцов ДСП должна быть равна 10-кратной толщине плиты, но не менее 250 мм, длина образцов ДВП — 15-кратной толщине (для полутвердых, твердых и сверхтвер­дых). Припуск для образцов 50 мм. Длина образцов фанеры должна быть равна 15-кратной толщине материала, но не менее 150 мм, ширина 50 мм. При определении предела прочности при растяжении образцы фанеры дол­жны иметь длину 225 и ширину 15 мм.

Эстетические свойства многих дре­весных строительных материалов свя­заны с цветом, блеском и текстурой соответствующей породы дерева.

Указанные эстетические характе­ристики зависят от комплекса раз­личных факторов, среди которых сле­дует выделить климат и место роста дерева, его возраст, время и условия хранения древесины. Более яркая ок­раска характерна для древесных по­род, которые растут в южных районах. Цвет свежего разреза или раскола большинства пород древесины посте­пенно под влиянием воздуха и света изменяется — становится менее яр­ким, приобретает более темный отте­нок. Блеск различных пород древе­сины связан с их плотностью и видом разреза или раскола (сердцевинные лучи направленно отражают световые лучи). Текстура древесины целиком определяется характером макрострук­туры на конкретном разрезе, а также различием в цвете определенных его участков. Следует подчерк­нуть более разнообразную текстуру лиственных пород по сравнению с хвойными.

Текстура хвойных пород характе­ризуется, прежде всего, хорошо различимыми на всех разрезах годич­ными слоями и заметными перехо­дами по цвету, от поздней к ранней древесине. Сердцевинные лучи много­численны, но очень узкие и почти не видны. В древесине сосны, лиственницы, ели, кедра имеются смоляные ходы, которые располагаются в позд­ней части годичных слоев. В древе­сине пихты смоляных ходов нет. Выразительный рисунок из конусо­образных линий годичных слоев получается на тангенциальном раз­резе. Разнообразие текстуры лиственных пород достигается наличием хорошо заметных сосудов — крупных или мел­ких (в зависимости от конкретной породы), разнообразными по разме­рам и характеру сердцевинными лу­чами у свилеватой древесины, нап­ример карельской березы, у древесины дуба на радиальном разрезе.

Эстетические характеристики ряда основных пород древесины, исполь­зуемых в отечественном строительст­ве, приведены в табл. 3.

Цвет древесины различных пород определяют на свежих разрезах или расколах, пользуясь атласом цветов или опорной шкалой цветов. Визуаль­но оценивают текстуру и блеск древе­сины.

К характерным дефектам строительных материалов из древеси­ны относится шероховатость поверх­ности, которая образуется в резуль­тате ее структурных неровностей, наличия ворсистости отдельных во­локон и мшистости. Шероховатость оп­ределяется среднеарифметическими максимальными высотами неровностей— от вершины гребня до дна впадины и визуальной оценкой ворсистости и мшистости. Установлено 12 классов шероховатости поверхности древесных материалов и изделий.

Вопросы для СРС по теме:

1. Строение древесины на уровне макро и микроструктуры.

2. Основные физико- механические свойства древесины.

3. Пороки древесины.

4. Породы древесины применяемые в строительстве и их основные свойства

5. Влажность древесины

6. Технологии обработки древесины

7. Номенклатура изделий из древесины

8. Клееная древесина

9. Композитные материалы на основе древесины

10. Конструкции из древесины

11. Назначение и области применения древесины

12.Назовите основные части ствола дерева, видимые невоору­женным

глазом на его поперечном разрезе.