Лекция 14. Материалы и изделия из древесины

древесины.

Древесину широко применяют в производстве, прежде всего, за ее высокие

строительно-технологические свойства: значительной прочности при растяжении и сжатии, малой плотности, низкой теплопроводности, технологичности при обработке, уникальному внешнему виду.
Древесину используют для производства паркета, оконных и дверных блоков, опор, подмостей и т.д.
Древесина характеризуется волокнистым строением и состоит из живых и не живых (отмерших) клеток различной величины и формы. Живые клетки имеют оболочку, в середине которой находится протопласт, состоящий из целлюлозы .
В процессе роста оболочка деревенеет, что определяет появление легина - 2030 %, который придает древесине твердости и упругости. В состав древесины входит гелиоцеллюлоза 1530 %, сопутствующие вещества (смолы, мастилы, дубильные вещества).

ствола получают 6090 % древесины. Верхняя часть ствола – вершина, нижняя

– комель.
Строение древесины изучается невооруженным газом по разрезам ствола. Существует три основных разреза: I – торцевой, II – радиальный, III – тангенциальный. На поперечном разрезе ствола видно кору, луб, камбий, заболонь, ядро, сердцевину, сердцевидные лучи и годовые слои.

тонкий слой клеток, способных к делению и росту. Заболонь –

светлая часть дерева, которая складывается из отмерших клеток. Сердцевина – складывается из больших и тонкостенных, слабосвязанных между собой дырчатых клеток; сердцевидные лучи складываются из тонкостенных клеток, которые начинаются от ядра и доходят до коры. Годовые слои (кольца) образуются в период роста и складываются из ранней (весенней) и поздней (летней) древесины.
Древесные породы делят на ядровые (сосна, дуб, лиственница, ясень) и заболонные, которые не имеют ядра (береза, осина, граб, ольха, липа).

используют, в основном, для изготовления конструкций.
Сосна – ядровая порода, которая

имеет высокую прочность . Ядро у нее буро-красного цвета, а заболонь – желтого. Древесина смолянистая, тяжело поддается гниению. Применяют в виде кругляка и пиленых лесоматериалов для изготовления столярных изделий и мебели.
Ель – порода со зрелой древесиной, мало смолянистая, имеет высокие показатели прочности, низкую плотность
. Ее применяют для изготовления строительных конструкций и столярных изделий. В связи с большим количеством сучков ель тяжело обрабатывать.
Лиственница – ядровая смолянистая порода с повышенной твердостью и плотностью , стойка против загнивания. Ядро красновато-бурого цвета. Используют при строительстве мостов, ГТС, для изготовления шпал и опор. Недостаток – склонность к растрескиванию.

бук, ольха, осина, береза, липа, ясень, орех и т.д.
Дуб –

ядровая порода, которая обладает высокой прочностью, вязкостью, плотностью . Имеет высокую сопротивляемость загниванию, прекрасную текстуру. Применяют в ответственных конструкциях, для изготовления мебели, паркета, при длительном пребывании в воде дуб темнеет, превращаясь в мореный дуб.
Ольха – заболонная структура с мягкой, хорошо обрабатываемой структурой. Нестойкая к загниванию. Применяют для изготовления столярных изделий и фанеры.
Береза – заболонная порода, плотная , имеет высокую прочность, вязкость. Нестойкая против загнивания. Применяют для изготовления фанеры, паркета, поручней и т.д.
Ясень – ядровая порода, плотная , имеет высокую прочность, упругость, красивую текстуру. Нестойкий против загнивания, применяют для изготовления отделочных покрытий, мебели, столярных изделий.

древесины. Существует гигроскопическая (в стенках клеток) и капиллярная (межклеточная) влажность.

При высыхании сначала теряется капиллярная влажность, затем гигроскопическая. Влажность в 12 % считается стандартной (нормальной). При смене влажности изменяются как размеры, так и ее объем:
усыхание – уменьшение размеров при утрате влаги;
разбухание – увеличение размеров при повышении гигроскопичности влаги;
Коробление – возникает при неодинаковом усыхании в различных направлениях (широкие и плоские доски коробятся больше).
По содержанию влаги различают:
мокрую древесину – влажность 100 %;
свежесрубленную древесину – влажность 35100 %;
воздушно-сухую древесину – влажность 1520 %;
комнатно-сухую древесину – влажность 813 %;
абсолютно-сухую древесину – высушенную до постоянной массы.
Влажность, которую набирает древесина вследствие длительного пребывания на воздухе с постоянной относительной влажностью и температурой, называют равновесной; каждому сочетанию температуры и влажности воздуха соответствует определенная гигроскопическая влажность древесины данной породы. Для определения влажности используют формулу М.И. Чулицкого.
Конечная влажность древесины составляет:
мебели и изделий, которые эксплуатируются в отапливаемых помещениях - 78 %;
для столярно-строительных изделий (окна, двери) - 1012 %;
для строительных материалов, которые эксплуатируются в атмосферных условиях - 1520 %.

теплопроводность низкая (сосна – вдоль волокон

, поперек волокон - ).

Стойкость древесины к воздействию агрессивных сред достаточно высока.
Прочность зависит от породы, влажности, наличия дефектов (сучков, трещин). Она различна в продольном и поперечном направлении. Определяется на образцах стандартных размеров, которые не имеют дефектов.











а – малый стандартный образец для испытания древесины на сжатие вдоль волокон; б – образец после испытаний; диаграмма работы древесины на сжатие
Статическая твердость соответствует нагрузке, необходимой для вдавливания в поверхность образца половины металлического шара на глубину 5,64 мм (площадь отпечатка 1 см2). Различают три группы древесины по твердости (торцевой):
мягкая, 3550 МПа (сосна, ольха, ель);
твердая, 50100 МПа (дуб, граб, ясень, береза);
очень твердая,  100 МПа (кизил).

называют отклонения от ее нормального строения, повреждения и болезни. Их

делят на следующие группы:
трещины – разрывы древесины вдоль волокон. Различают следующие трещины – метик, отлуп, морозобоина, усушка;
сучки – живых или отмершие части веток, которые содержатся в древесине в период жизни дерева. Они нарушают однородность древесины, затрудняют обработку, снижают прочность;
химические окраски – возникают вследствие окисления дубильных веществ. Ухудшают внешний вид;
грибковое окрашивание или гниль – возникает вследствие биологических процессов (грибки);
повреждение насекомыми (червоточина);
пороки строительной древесины (косослой, свилеватость, крен, двойная сердцевина).

процесс основывается на массообмене – передаче влаги из древесины в

окружающую среду. Различают:
естественная сушка – сушка в природном атмосферном воздухе без подогрева;
штучная сушка – выполняется в сушильных камерах горячим воздухом, газом;
сушка в жидкостях – это сушка древесины в гидрофобных жидкостях (петролатум). В результате сушки материал не растрескивается и не коробится;
диэлектрическая сушка – основана на нагревании древесины током высокой частоты. Недостаток – высокая стоимость;
комбинированная сушка.
Основной способ – сушка в камерах; второй – естественная сушка.

ряд конструктивных мероприятий (защита от увлажнения), а также пропитка ее

антисептиками – химическими веществами, которые убивают грибковые споры. Антисептики делят, как на растворимые, так и нерастворимые в воде: фторид натрия, медный купорос, железный купорос, хлорид цинка; креозот, камнеугольная смола.
Чтобы избежать возгорания, применяют конструктивные способы, а так же обрабатывают огнезащитными соединениями-антипиренами (бура, борная кислота). При нагревании они легко плавятся и перекрывают доступ кислорода.

из древесины, полученные распиловкой колод на части, и дальнейшей продольной

и поперечной раскройкой, образованных частей. Их выпускают в виде пиломатериалов: строительное бревно, пластина, четвертины, обрезная доска, не обрезная доска, брус, обапол, шпунтованные доски, фальцованные доски, плинтус, наличники.

штучный паркет, паркетные доски, паркетные щиты, мозаичный паркет);

масс, которые содержат в своем составе полимерные смолы;

содержат для связи полимерные смолы;

отходы и портландцемент;

и декоративный материал;

пигментов. Применяется для устройства полов.