Характеристика основных пород древесины, применяемых в строительстве
Хвойные породы наиболее часто применяются в строительстве. Чаще всего применяются: сосна, лиственница, ель, пихта и кедр.
Сосна - имеет розовое или буро-красное ядро и желтовато белую заболонь, обладает повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами, хорошо поддается обработке.
Лиственница - древесине ее по внешнему виду напоминает древесину сосны, но обладает большей плотностью и прочностью. Весьма устойчива против загнивания в условиях переменной влажности, поэтому ее часто применяют в гидротехнических, подземных сооружениях и для изготовления шпал.
Ель - древесина ее мало смолиста, поэтому при использовании в сырых местах она быстро загнивает, поэтому применять ее следует в сухих условиях.
Пихта имеет древесину белого цвета, по внешнему виду напоминающую древесину ели, но отличается отсутствием смоляных ходов. Она еще менее стойка к загниванию, чем ель.
Кедр имеет прочную и хорошо обрабатываемую древесину, поэтому его чаще всего применяют в столярном и мебельном производстве.
Лиственные породы используются в значительно реже, чем хвойные. Из них наиболее часто: дуб, ясень, бук и береза.
Дуб имеет плотную, твердую и очень прочную древесину желтоватого цвета и красивой текстуры, она хорошо сохраняется на воздухе и под водой.
Ясень имеет тяжелую, вязкую, твердую и прочную древесину по строению напоминающую древесину дуба, но более светлую.
Бук - у него древесина плотная и прочная с красноватым оттенком. Применяется в основном для изготовления высококачественных столярных изделий и мебели.
Береза имеет твердую, прочную и вязкую белую с желтоватым или красноватым оттенком древесину, но она недолговечна в условиях переменной влажности и высушивания.
Микроструктура древесины.
Микроструктура древесины состоит из большого количества живых и отмерших клеток различных размеров и форм. Живая клетка имеет протоплазму, ядро, оболочку и клеточный сок.
Протоплазма представляет собой зернистую, прозрачную, тягучую слизь (растительный белок), состоящую из углерода, водорода, кислорода, азота и серы.
Ядро от протоплазмы отличается лишь наличием фосфора, оно обычно имеет овальную форму.
Оболочка клетки состоит в основном из целлюлозы или клетчатки. По мере роста клетки оболочка претерпевает различные изменения в строении и составе, в результате чего происходит ее одеревенение или опробкование.По назначению различают клетки проводящие, механические и запасающие. Проводящие клетки служат в основном для передачи питательных веществ от корней к ветвям и листьям Механические клетки имеют вытянутую форму, толстые стенки узкие внутренние полости, которые плотно соединены между собой. Эти клетки в основном придают древесине высокую прочность. Запасающие клетки находятся большей частью сердцевинных лучах и служат для хранения и передачи питательных веществ живым клеткам в горизонтальном направлении.
Макроструктура древесины.
При изучении ствола в поперечном разрезе различают следующие элементы:
1 – годичные слои, 2 - камбий, 3 - заболонь, 4 - ядро, 5 - сердцевина
Кора имеет наружную часть - кожицу, среднюю часть - пробковый слой и внутреннюю часть - луб.
Древесина - основная масса ствола. На поперечном разрезе древесины можно различить годичные кольца прироста, которые светлее к поверхности ствола и темнее у центра. Каждый годичный слой состоит из двух зон: внутренней светлой - ранней, образовавшейся весной, и наружной темной - поздней, образовавшейся к концу лета, называемых соответственно ранней и поздней древесиной. Ранняя древесина более пористая и слабая, чем летняя. Чем больше в слоях поздней древесины тем прочнее материал. На поперечных разрезах дуба, бука, клена и др. пород заметны узкие радиальные линии, так называемые сердцевинные лучи, направленные от коры к древесине. В древесине хвойных пород имеются смоляные ходы, расположенные в продольном и поперечном направлениях, в них сосредотачивается смола. Светлая часть древесины называется заболонью, а темная - ядром. Ядро, в отличие от заболони состоит из мертвых клеток, оно не принимает участия в физиологических процессах, а обеспечивает прочность дереву. Некоторые породы деревьев не имеют ядра (береза, осина, ольха, липа) - это заболонные породы. Остальные, например, - сосна, дуб, лиственница, кедр - ядровые породы.
Камбий расположен однорядным цилиндрическим слоем (в виде кольца на поперечном разрезе), образует с наружной стороны луб, внутри - древесину.
Сердцевина находится в центре ствола и проходит по всей его длине - это слабая ткань первичного образования, легко поддающаяся гниению.
76. Физические свойства древесины (плотность, пористость, влажность, усушка, разбухание, коробление, теплопроводность) – определение и взаимосвязь с другими свойствами.
Древесина - анизотропный материал, обладающий весьма разнообразными физическими и механическими свойствами.
Цвет и текстура (рисунок) древесины являются характерными для той или иной породы. Цвет зависит от многих факторов, с увеличением возраста дерева интенсивность окраски древесины увеличивается. Потускнение древесины, появление серой, зеленой, синей окрасок является признаком заболеваний.
Истинная плотность древесины всех пород примерно одинакова - 1,55 г/см3.
Средняя плотность зависит от породы дерева, условий произрастания, влажности и др. факторов и колеблется в пределах 0,37 - 0,7 г/см3.
Влажность. По степени влажности различают древесину: мокрую (сплавную), свежесрубленную (влажностью 35% и более), воздушно-сухую(влажностью 15 - 20%), комнатно-сухую (влажностью 8 - 12%) и абсолютно сухую, высушенную в лаборатории до постоянной массы при температуре 100 - 1050С. Условно стандартной считают влажность 12%, поэтому, показатели полученные при определении прочности и плотности должны быть приведены к стандартной влажности. Повышенная влажность древесины приводит к короблению, усушке и растрескиванию деревянных конструкций и деталей и способствует поражению древесины различными грибками.
Гигроскопичность - в результате изменения влажности окружающей среды все время меняется влажность древесины. Максимальное количество влаги в древесине при отсутствии свободной влаги называют точкой насыщения волоконилипределом гигроскопичности. Ее величина для разных пород колеблется в пределах 25 - 35%.
Величина усушки и разбухания древесины неодинакова в разных направлениях. Линейная усушка вдоль волокон составляет 0,1 - 0,3%, в радиальном направлении - 3 - 6%, а в тангенциальном - 6 - 12%.
Теплопроводность сухой древесины незначительна - 0,171 - 0,28 Вт/(м·0С), но с повышением ее влажности, теплопроводность повышается.
Сопротивление древесины механическим воздействиям неодинаково в различных направлениях, кроме того, оно зависит от породы древесины, ее влажности, наличия пороков.