14.02.2019 1 Лесными строительными материалами называют материалы

древесины.
Древесина - природное органическое вещество анизотропной структуры, составляющее стволы,

ветви и корни деревьев.

В строительстве применяют:
древесину хвойных пород: сосны, лиственницы, пихты, ели - для изготовления несущих конструкций зданий и сооружений (ферм, балок, арок и т. п.), свай, пролетных строений мостов, опалубки;
древесину твердых лиственных пород: дуба, бука, ясеня - для изготовления мелких ответственных деталей конструкций - шпонок, нагелей, подушек и т. п., как отделочный материал (шпон, декоративная фанера и др.);
древесину мягких лиственных пород: осина, ольха и др. - для возведения временных и вспомогательных построек.

образуются крупные и рыхлые клетки (ранняя древесина), летом - мелкие,

плотные и толстостенные клетки (поздняя древесина).
Слой поздней древесины темнее, чем слой ранней, что образует концентрическое кольцо - годичный слой.

На поперечном разрезе ствола различают наружную, более светлую, часть - заболонь, и внутреннюю темную часть – ядро.
Породы, имеющие более темную окраску ядра, называют ядровыми (сосна, лиственница, дуб и др.).
Если ядро отличается от заболони, только меньшей влажностью, породу называют спелодревесной (ель, пихта, осина и др.).
При отсутствии таких различий породы носят название заболонных (береза, клен, липа).

Клетки хвойных пород (трахеиды) - замкнутые, сообщаются через пористые оболочки, клетки лиственных пород образуют собой сосуды.

воздуха в зависимости от его температурно-влажностного состояния.
Влажность w изменяется

в зависимости от ее состояния, условий хранения и эксплуатации.
По степени влажности различают древесину:
мокрую (w >100 %);
свежесрубленную (w = 50…100 %);
воздушно-сухую (w = 15…20 %);
комнатно-сухую (w = 8…12 %);
абсолютно сухую (w = 0 %).

Предел гигроскопичности древесины wh,max для различных пород примерно одинаков и в среднем равен 30 % .

Все показатели основных свойств древесины приводиться к стандартной влажности, равной 12%.

по диаграмме (см. рис.).
Фактическую влажность определяют с помощью электровлагомеров

(типа ЭВА-2, ИВД-1 и др.).
Стандартный метод определения влажности древесины - высушивание ее до постоянной массы.

Деформативность древесины - способность изменять свои размеры и форму под воздействием физических (воды, температуры) и механических (внешних сил) факторов.

При удалении связанной воды происходит уменьшение размеров древесины - усушка, при поглощении - разбухание.

Линейную усушку определяют по тангенциальному t и радиальному r направлениям:

где: а, b и a0, b0 - линейные размеры образца

древесины по тангенциальному и радиальному направлениям во влажном и абсолютно сухом состояниях соответственно, мм.

Усушка древесины вдоль волокон незначительна и для большинства пород не превышает 0,1%. Наибольшая линейная усушка происходит в тангенциальном направлении 7…12%, в радиальном 3…6%.

Коэффициенты линейной kt и kr , и объемной kv усушки, определяют по формулам:

1,54 г/смЗ.
Средняя плотность древесины в абсолютно сухом состоянии вследствие

значительной пористости меньше плотности и изменяется в сравнительно широком интервале от 0,38
до 1,3 г/см3.

Среднюю плотность при влажности в момент испытания для некондиционированных образцов вычисляют по формуле

где: mw — масса образца при влажности w, кг; Vw, — объем образца при влажности w, м3 .

справедлива для интервала влажности 7…17 %:
где: kv – коэффициент

объемной усушки; для ориентировочных расчетов kv = 8,55ּ10 – 4 ρm,w .

При влажности образцов свыше 30 % пересчет средней плотности на влажность 12 % производят по формуле:

где: kw,12 — коэффициент пересчета; определяемый для древесины акации, бука, граба и лиственницы:

для остальных пород:

лиственных – от 32 до 80 %.
Теплопроводность древесины зависит

от ее влажности, температуры, средней плотности и увеличивается с их повышением. На нее влияет также анизотропность древесины: коэффициент теплопроводности сухой сосны поперек волокон примерно в два раза меньше, чем вдоль волокон — соответственно 0,36 и 0,17 Вт/(мּК).

Теплоемкость сухой древесины одинакова для всех пород и примерно равна 1,38 кДж/(кгּК).

Температурный коэффициент линейного расширения древесины вдоль волокон составляет 3…510-6 K-1, т. е.
в два-три раза меньше, чем у стали и бетона.

Коррозионная стойкость древесины достаточно высока. Древесина хвойных парод, пропитанная смолистыми веществами, имеет более высокую коррозионную стойкость, чем лиственных.

анизотропности и наличие пороков.
Повышение содержания связанной воды снижает ее

прочность.

Прочность определяют на кондиционированных чистых (без видимых пороков) образцах. Кондиционирование - обеспечение влажности древесины в пределах 8...20 % или влажности
w  30 %.

Во всех случаях показатели прочностных свойств кондиционированных образцов пересчитываются на влажность 12 % по соответствующим формулам:
при влажности образцов w = 8...20 % -

где: Rw – предел прочности образца с влажностью в момент испытания, МПа;  - поправочный коэффициент равный 0,04 при вычислении пределов прочности при сжатии и изгибе, и 0,03 при скалывании.

сжатие - 0,45).
при влажности образцов w30 %
Предел прочности древесины при

сжатии вдоль волокон в три - пять раз больше, чем прочность поперек волокон и составляет для сосны 45...50 МПа.

Предел прочности древесины при изгибе в тангенциальной плоскости примерно в два раза больше прочности при сжатии и для сосны составляет 100...110 МПа.

Динамическая прочность древесины в зависимости от скорости нагружения может превышать статическую примерно на 20...40 %.

Технологические свойства древесины, определяют ее способность к механической обработке (пилению, резке, сверлению, гнутью, гвоздимости и т. д.), очень высоки.

строения, различные повреждения и другие недостатки, понижающие качество и ограничивающие

возможность ее применения.

Подразделяются на первичные, возникающие в период роста дерева, и вторичные, образующиеся на стадии переработки древесины и в процессе ее эксплуатации.

Дефектами называют пороки древесины механического происхождения, возникающие при ее заготовке, транспортировании, распиловке, сортировке и т. п.

Наиболее распространенные пороки (сучки, трещины,
пороки формы и строения, механические повреждения и дефекты обработки) нарушают целостность и снижают прочность древесины, способствуют проникновению в нее воды и образованию гнили.

материалов: круглые лесоматериалы, пилопродукция, строительные детали и изделия.
Круглые лесные

материалы (в зависимости от диаметра в верхнем отрубе) подразделяют: жерди (3...7 см), подтоварник (8...11 см) и бревна (более 12 см).

По качественным признакам (вид порока, степень поражения и др.) круглые лесоматериалы делят на четыре сорта.

Пилопродукция подразделяется на пиломатериалы и заготовки.

Пиломатериалы изготавливают длиной до 6,5 м; по размерам поперечного сечения делятся: на брусья, доски, бруски, шпалы и т. д.

Заготовки - доски и бруски, предназначенные для изготовления различных деревянных деталей и столярно-строительных изделий (паркет, детали окон, двери и т. п.).

древесины и композиционных древесных материалов.

Модифицированная древесина получают обработкой пилопродукции

синтетическими смолами.

Композиционные древесные материалы изготавливают на основе пилопродукции, модифицированной древесины и древесных отходов в виде листов, плит и других изделий с использованием минеральных и органических вяжущих веществ (фанера, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, фибролит и др. ).

Строительные детали и изделия применяют в виде погонажных фрезерованных деталей (шпунтовые доски, плинтусы, наличники и др.) и изделий (паркет, паркетные доски и щиты), столярных изделий (оконные и дверные блоки, столярные плиты и пр.) и деталей для сборных деревянных конструкций.

физическим (температура, влажность воздуха), химическим (кислоты, щелочи и другие агрессивные

среды) и биологическим (грибные гнили, насекомые).

Гнили вызываются грибами - простейшими растительными организмами.

Повреждения древесины: на воздухе насекомыми-древоточцами (короеды, точильщики и др.), в морской воде - моллюсками и ракообразными (морской шашень, морской рачок, мокрица и др.) - выедание ходов и отверстий (червоточины).

Горючесть древесины: длительный нагрев древесины уже при 120...150 °С приводит к обугливанию, возгорание от открытого огня происходит при температуре более 250 °С, самовозгорание - при 350 °С и выше.

комплексных методах предотвращения процесса разрушения.
Физическая защита обеспечивает состояние древесины

или окружающей среды, прекращающее действие разрушающих факторов:
создание требуемого температурно-влажностного режима древесины (сушка, искусственное дождевание и др.);
конструкционную защиту (предохранение от увлажнения применением гидроизоляционных, лакокрасочных и других покрытий, создание условий для естественной вентиляции).

Химическая защита древесины - использование химических препаратов (профилактическая и истребительная).

Комплексная защита включает мероприятия, останавливающие разрушение древесины от двух и более неблагоприятных факторов.

- предохраняют древесину от одного неблагоприятного фактора: фунгициды - от

поражения грибами, инсектициды - от повреждения насекомыми, антипирены - от возгорания.

Комбинированные средства, защищающие древесину одновременно от двух и более неблагоприятных воздействий: антисептики (от разрушения биологическими факторами), биоогнезащитные препараты и др.

Антипирены наносятся на поверхность древесины с целью затруднения ее возгорания и горения.

Механизм действия основан либо на оплавлении, либо на образовании пористого тепло-изолирующего слоя или на выделении в виде пара части кристаллизационной воды и других газов, оттесняющих воздух и затрудняющих доступ кислорода.