Известно, что по назначению деревянные строительные материалы довольно четко ранжированы на общестроительные и отделочные. Из первых возводят стены, перекрытия и другие конструкции, вторые используются в декоративных целях. Области взаимозаменяемости крайне ограничены. Так, например, толстой доской не обшивают стены даже из соображения улучшения звукоизоляции.
А из тонкой вагонки не собирают каркас. Конечно, существуют отступления от правил, но реализация эксклюзивных решений всегда затратна и далеко не всегда оправдана. Не менее важно в строительстве, помимо данной классификации, четко ориентироваться в свойствах дерева и целесообразности его использования в определенной ситуации.
Ценные строительные свойства древесины определяют области ее эффективного использования. Малая плотность сухой древесины при сравнительно большой прочности и жесткости (вдоль волокон) делает целесообразным применение деревянных конструкций в покрытиях общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий. Экологическая чистота делает древесину особенно целесообразной для строительства жилья частного типа. В ограждающих частях отапливаемых зданий при этом хорошо используется малая теплопроводность сухой древесины поперек волокон.
Очень важный эксперимент по Прочности Павловнии. Древесина Павловнии как строительный материал.
Значение дерева в строительстве
Для несущих конструкций применяют сосну, ель, лиственницу, пихту, кедр. Лиственные породы — осина, березу, ольху, липу и тополь — применяют лишь в конструкциях временных зданий и сооружений, а также для устройства опалубки, лесов и подмостей. В наибольшей степени требованиям современного строительства отвечают клееные деревянные конструкции. Они позволяют повышать качество строительства и широко применять сборные детали любой формы и размеров. Клееные конструкции являются наиболее экономичными по расходу древесины.
Применение новых материалов типа водостойкой фанеры, древесностружечных и древесноволокнистых плит, древеснослоистых пластиков и фибролита позволяет использовать малопригодную для строительства древесину и отходы. Промышленное производство из высушенного материала и применение необходимых конструктивных и химических мероприятий по защите древесины от гниения и пожарной опасности создает условия для существенного повышения капитальности деревянных конструкций.
Основные изделия из дерева
Строительный ассортимент представлен следующими изделиями из древесины:
- Бревно — строительный материал круглого сечения ручной или механизированной обработки. Бревно ручной рубки более долговечно в незащищенной снаружи конструкции, чем «оцилиндровка».
- «Оцилиндровка» (оцилиндрованное бревно) — бревно идеальной геометрии, которой добиваются механизированной обработкой. Оно существенно дороже бревна ручной рубки.
- Калиброванное бревно — бревно ручной рубки, отобранное по диаметру. Сруб из калиброванного бревна выглядит аккуратно. При диаметре бревна менее 25 сантиметров для зимнего проживания стены необходимо утеплить.
- Брус — деревянный материал квадратного или прямоугольного сечения. Благодаря ровным поверхностям он удобнее в отделке, чем бревно. Стены дома из бруса толщиной менее 20 сантиметров требуют утепления.
- Лафет — промежуточный вариант между бревном и брусом. Фактически это бревно с двумя параллельными плоскими сторонами.
- Брусок — пиломатериал прямоугольного сечения, толщиной до 100 миллиметров и шириной не более двойной толщины. Данный материал используется для создания каркасных конструкций и обрешеток.
- Доска — пиломатериал толщиной до 100 мм и шириной более двойной толщины. Доски изготовляются из бревен или брусьев. Используются в строительстве, в мебельной промышленности, в производстве тары.
Различают несколько типов распиловки дерева в результате которой получается данное разнообразие изделий. При радиальной распиловке получаются износостойкие прочные доски высокого качества с равномерной текстурой. При тангенциальной — с красивой неоднородной текстурой и рисунком колец, но с меньшей прочностью.
Основные свойства древесины Раздел 1 — Физические свойства древесины
Мнения срубщиков
Люди, которые занимаются именно срубами деревьев в разное время года, могут говорить о том, что в принципе никакого отличия между зимним и летним срубом нет. Вот несколько мнений.
Валентин г. Подмосковье
Я очень давно занимаюсь с рубкой деревьев для того чтобы впоследствии перепродавать их людям и также получать собственный доход. За свою продолжительную работу в этой сфере, я могу с уверенностью сказать, что в принципе данные виды срубов ничем не отличается, так как дерево не может менять свои характеристика при различных погодных ситуациях. Если вы желаете приобрести качественное дерево, то не стоит обращать внимание на тот момент, когда, именно оно было срублено.
Григорий г. Владивосток
Из опыта своей работы могу сказать с уверенностью, что по наблюдениям, как таковой разницы между летними и зимними срубами нет. Также можно подметить такой момент, что при различных ситуациях и погодных условиях дерево может трещать. Для того чтобы дерево меньше трещало, лучше всего приобретать срубы, которые были проделаны в октябре или в ноябре. Это связано с тем, что при таких обстоятельствах сушка данного дерева проводится более качественно, так как погодные условия могут позволять это сделать. При таких обстоятельствах, если вы желаете приобрести деревянные срубы для собственного дома, то не стоит зацикливать свое внимание на том времени, когда они были срублены.
За годы своей практики я понял, что очень много людей думают о том, что на данный момент лучше всего выбирать зимнее дерево, так как оно содержит меньше влаги. Из своего опыта могу сказать, что это не так. Дело в том, что дерево, не может ли больше отдавать свою влагу либо же впитывать ее, будучи в живом, не срубленном виде. При таких обстоятельствах, можно понять, что принципе разницы никакой нету, главное действительно правильно обработать дерево для того чтобы оно могло служить на протяжении долгого времени.
Как выбрать и заготовить лес для сруба?
Как ни странно, чем хуже условия для произрастания, тем лучшее качество древесины мы получаем. Холодный климат, недостаток питательных веществ и влаги приводит к тому, что рост дерева замедляется, годичные кольца прирастают медленно, а плотность древесины увеличивается. Плотное дерево не только прочнее. Оно содержит больше смолы, меньше поражается вредителями, дольше служит.
Северный лес не только долговечней, но и даёт меньшую усадку, не так растрескивается. К примеру, в процессе естественной сушки архангельская сосна теряет в объёме в среднем на 6% меньше, чем ярославская.
Лес, произраставший в одном климатическом поясе, но на разных почвах, тоже значительно разнится. Сосна, росшая на возвышенности с песчаной почвой, будет иметь максимальную плотность. Древесина её имеет насыщенный тёмный красно-янтарный цвет. Она тяжёлая и смолистая. Такую, наиболее ценный лес называют кондовым.
Лучшая северная кондовая сосна будет иметь возраст не менее 120 лет. Во влажной низине, да на плодородной почве дерево вырастет до аналогичного размера в два, а то и три раза быстрее. Цвет ядра будет светло-жёлтым, плотность невысокой. Называют такой лес мяндовым.
Что касается толщины брёвен, то чем она больше, тем лучше. Для центральной России желательно, чтобы диаметр бревна для дома постоянного проживания был не ниже 24 см. Стандартная «оцилиндровка» 15-18 см будет холодной.
Время заготовки следует выбирать не по гороскопу или лунному календарю, а по сезону. Рубят лес в период, когда отсутствует сокодвижение. То есть с поздней осени по раннюю весну. В иное время поры у древесины открываются, повышается влажность и она становится менее плотной.
При покупке готового леса следует осмотреть его на предмет трещин, наличия смолы, биологических поражений. Трещины в бревне глубиной более 10 мм свидетельствуют о том, что не соблюдался режим складирования и сушки. Могут быть проблемы. Отсутствие смолы в хвойных породах недопустимо, такой лес для строительства стен и несущих конструкций непригоден.
Наличие отверстий — очень тревожный признак. В древесине могут обитать жуки-древоточцы, жизненный цикл которых составляет 2 или 7 лет. Извести их крайне трудно, в готовом строении это возможно сделать лишь ценой больших усилий и немалых финансовых затрат.
В следующих частях нашего обзора мы предметно поговорим о каждом из типов деревянных домов в отдельности.
Общие подходы в обработке древесины
Один из самых удачных способов сохранить внешний вид древесины, ее текстуру и структуру – обработка маслом. При этом материал в обязательном порядке необходимо шлифовать. Здесь существует следующая зависимость: чем мягче древесина, тем более тонкая шлифовка применяется. Помимо этого, необходимо учитывать вид применяемого масла.
Видео описание
Что же до зимнего леса, то его преимущества в том, что бревна чище (их вывозили по снегу, а не по грязи), смола в них замерзла (не будет течь при рубке), и у вас есть время спокойно обработать и пропитать лес антисептиком до того, как древесина «посинеет» от грибка или будет поражена паразитами.
Минусы зимнего леса – в большей влажности, а значит, и в весе бревна, и в более продолжительном сроке усадки дома.
Плюсы летнего леса – изначально меньшая влажность древесины. Идеальное время для заготовки летнего леса: август – начало сентября, до начала затяжных дождей. Но с летним лесом вам придется лучше отстраивать логистику – бревно хоть и суше, но влаги в нем еще предостаточно и оно может быстро «зацвести», сильно скрутиться или потрескаться. Особенно, если будет стоять экстремально жаркая и сухая погода.
Так, из какого леса строить
Если мы всё еще говорим о сезоне заготовки, то из любого. Просто купите специальный прибор – гигрометр древесины и стройматериалов. В магазинах он стоит от 1500 рублей и показывает истинную влажность дерева. Оптимальная влажность – 20–25%. Это близко к так называемой транспортной влажности древесины – при ней пиломатериалы не «ведет» и не крутит, дерево не «синеет» и не заражается грибком.
Какую выбрать древесину
Считается, что лучшая строительная древесина — северная. В чем секрет северного леса? На севере лето короткое и прохладное, а влажность низкая. Годовой прирост древесины в северных широтах происходит медленнее. Как следствие — большая плотность, прочность материала, способность противостоять воздействию влаги, соответственно и большая долговечность.
Визуально северное дерево отличается большим количеством годовых колец в поперечном разрезе, их близким расположением друг к другу. Рисунок колец хорошо виден с торца доски, бревна, бруса. Только следует иметь в виду: наряду с распиловкой вдоль ствола, называемой радиальной, существует еще и тангенциальный распил, производимый под углом к центральной оси дерева. Чем больше угол, тем шире становятся годичные кольца и расстояния между ними, но видны они уже не со стороны торцов, а на пласти, продольной широкой стороне. Тангенциальная распиловка часто применяется при производстве декоративных отделочных материалов.
Определение влажности древесины
Не менее важным при выборе оптимального дерева для строительства является влажность материала. Остаточная влажность пиломатериалов (отборного, первого, второго и третьего сорта) не должна превышать 22%. Такое или более низкое значение достигается в процессе долговременного хранения или искусственной сушки. Проблема в том, что доска или брус из свежесрубленного дерева могут повести себя весьма коварно. Уменьшения линейных размеров, коробления, растрескивания невысушенная древесина не избежит, в результате чего даже аккуратно выполненная работа потребует переделки.
Существует технологическое правило, когда требуется строить рубленые дома не за один, а за два сезона. Год требуется выждать именно для того, чтобы стены прошли естественную усадку. Иначе перекосятся двери, потрескаются стекла в окнах, полы и потолки окажутся все в щелях.
Если нет желания и возможности растягивать стройку на два года, тогда нужно использовать древесину уже выдержанную или прошедшую специальную обработку.
Термически обработанные и клееные материалы, характеризующиеся остаточной влажностью порядка 12 — 15 %, значительно ускоряют процесс строительства. Естественно, они дороже обычного дерева. Но в свою очередь термообработанная древесина минимально впитывает влагу, что расширяет возможности ее применения. Также она подходит для устройства террасных настилов, площадок перед бассейном, отделки саун и бань.
В последнее время довольно распространено строительство домов из клееного бруса. Это относительно новый продукт. Его производят путем склеивания предварительно высушенных заготовок или ламелей. Древесные волокна ламелей в слоях располагаются перпендикулярно относительно друг друга. Качественный клееный материал характеризуется идеальной стабильностью размеров, лучшей теплоизоляцией, большей прочностью, чем традиционные пиломатериалы.
Источник: geostart.ru
Породы древесины, используемые в строительстве
В зависимости от того, что вы хотите сделать, используют ту или иную породу древесины.
Прежде всего нужно определить, принадлежит ли выбранный вами брусок к хвойным породам или лиственным. Хвойные породы обладают более резким, смолянистым запахом. Кроме того, макроструктура таких пород дерева лучше выделена, чем у лиственных. К хвойным породам древесины относят сосну, лиственницу, пихту, ель, кедр.
- Хвойные породы древесины
- Лиственные породы древесины
- Древесина плодовых деревьев
- Древесина редких пород
Хвойные породы древесины
Различают следующие хвойные породы древесины:
Сосна наиболее часто используется как строительный материал. Окраска древесины сосны может быть как красновато-желтой, так и бледно-желтой, причем это нисколько не сказывается на рабочих свойствах древесины. Сама древесина прочная, легкая, удобна в обработке. Кроме того, из-за высокого содержания смолы древесина очень стойка к гниению и воздействию атмосферных явлений.
Мягкая структура древесины позволяет легко впитывать различные красители. Это касается также и лаковых покрытий. При усушке древесина сосны практически не коробится.
Ель — вторая по значимости и использованию хвойная порода. По сравнению с сосной, ель во многом уступает ей. Прежде всего, это вызвано большим количеством сучков в древесине. Да и обработке она поддается несколько хуже. В древесине ели смолы немного меньше, что и сказывается на плохой устойчивости ее к воздействию атмосферных явлений.
Кедр, или сибирская сосна, по строительным качествам не уступает ели, а порой даже превосходит ее. Древесина кедра очень легка в работе, но при этом так же, как и ель, не обладает устойчивостью к загниванию.
Пихта, по своим рабочим качествам мало чем отличается от ели: легко поддается обработке и практически не воспринимает химических препаратов. Так же, как и в древесине ели, здесь мало содержится смолы, из-за чего древесина быстро загнивает на открытом воздухе без специальной обработки.
Лиственные породы древесины
Лиственные породы древесины делятся на твердолиственные и мягколиственные. Древесина таких пород практически не пахнет, а запах усиливается только при свежем срезе древесины и ее обработке. Среди тверд олиственных пород наиболее часто используются дуб, береза и ясень. Наиболее часто встречающиеся среди мягколиственных пород — осина и ольха.
Лиственные породы древесины:
Дуб чаще всего используется при изготовлении мебели. Дубовая мебель считается самой красивой и прочной, кроме того, плотная древесина позволяет украсить детали рельефной резьбой. Также прочность и твердость древесины способствует изготовлению мелких крепежных, но в то же время прочных соединений. Дуб — одна из немногих пород древесины, из которой можно сделать гнутые детали различного радиуса. Из-за высокого содержания в древесине дубильных веществ дуб считается самой устойчивой к гниению из всех лиственных пород.
Бук также относится к твердолиственным породам. По своим качествам практически не уступает дубу. Так же хорошо, как дуб, поддается обработке, гнется и пропитывается различными химическими растворами. Это его качество способствует долговечности лакового и красящего покрытия. Но из-за того, что бук сильно коробится при высыхании, подвержен загниванию с образованием червоточин, он мало используется при изготовлении мебели.
Ясень чаще всего используется при изготовлении мебели, шпона и паркета. Такое широкое применение ясеня обусловлено, прежде всего, качествами его древесины: прочная, вязкая, долговечная, стойкая к загниванию, с красивым текстурованным рисунком, которая при усушке мало коробится и хорошо гнется при распаривании.
Береза используется немного реже, чем ясень. Прежде всего, это объясняется малой устойчивостью к загниванию, большой усушкой и подверженностью к короблению. Но сама древесина березы хорошо поддается обработке, дает возможность делать мелкую рельефную резьбу. Кроме того, древесина березы хорошо пропитывается химическими веществами, прекрасно удерживает лаковое покрытие.
Вяз, берест, ильм представляют одну породу. Среди основных качеств, которыми обладает эта порода, можно назвать: плотность, прочность, вязкость и малопористость. При усушке древесина практически не коробится и не трескается. Кроме того, после распаривания древесина может изогнуться так, как вы пожелаете. Но из-за своей плотной и мелкопористой структуры древесина плохо поддается полировке, плохо строгается и окрашивается.
Орех обладает красивой древесиной и предназначен для отделочных работ. Хорошо обрабатывается, поддается полировке и пропитке химическими веществами. Тяжелая и прочная древесина ореха не поддается короблению и гниению.
Осина обладает мягкой древесиной, в которой мало сучков. Осина хорошо поддается обработке, но из-за ее пористой структуры мелкие детали могут сломаться практически во время их изготовления.
Тополь также относится к мягколиственным породам. Из такой древесины получаются красивые небольшие детали и изделия. Но тополь склонен к загниванию, при усыхании коробится и трескается.
Ольха из всех мягколиственных пород наиболее часто используется при строительстве домов и при изготовлении мебели. Ольха практически не поддается загниванию, и поэтому она часто используется при строительстве срубов колодцев. Также она хорошо используется при строительстве кладовых — она сама не пахнет и не впитывает запах.
Липа среди всех мягколиственных пород ценится при изготовлении крупных резных деталей для мебели. Кроме того, это одна из немногих пород древесины, которая не коробится и не трескается при усушке. Липа обладает прочной структурой, которая мало поддается гниению.
Древесина плодовых деревьев
Среди редких пород, которые используются в столярном и плотничном деле, большое место занимает древесина плодовых деревьев. Преимущественно здесь используется древесина диких деревьев.
Древесина плодовых деревьев:
Груша обладает плотной однородной красивой древесиной, идущей в основном на изготовление небольших деталей. Редко когда удается получить большое полотно доски из грушевого ствола. Но не только из-за этого груша идет на украшение мебели. Ее древесина устроена так, что при резании лезвие пре красно снимает стружку и по направлению роста волокон и против них.
Кроме того, и полируется, и пропитывается древесина превосходно. Есть еще одна особенность груши — ее одинаково можно отнести и к твердым, и к мягким породам. Сырая древесина достаточно мягкая, но если ее вымочить, а затем медленно высушить, то древесина становится очень твердой. Среди недостатков можно назвать только один — без лакового покрытия дерево быстро темнеет и начинает гнить.
Яблоня относится к ряду самых красивых и прочных пород древесины. Но после высыхания дерево очень сильно коробится и усыхает, поэтому предпочтительнее работать только с хорошо высушенной яблоней. Так же, как и груша, идет на отделку мебели, изготовление домашней утвари и украшений.
Слива, как и яблоня, очень подвержена растрескиванию и короблению при сушке. Твердая и прочная древесина со множеством разноцветных прожилок прекрасно колется и полируется. Чаще всего идет на изготовление украшений и на рельефную отделку мебели. Также очень высоко ценится точеная утварь из сливовой древесины.
Древесина редких пород
Выше мы рассмотрели те породы древесины, которые произрастают у нас. Но в России большой популярностью пользуются и импортные породы, которые чаще всего идут на изготовление мебели и украшений.
Древесина редких пород:
- Красное дерево
- Черное дерево
- Эвкалипт
- Фернамбук
- Палисандр
- Атласное дерево
Красное дерево произрастает только в тропических лесах. Само понятие «красное дерево» не означает принадлежность к какой-то породе, а представляет совокупность разнообразных пород, древесина которых обладает красным цветом. Древесина красного дерева относится к мягким породам, хорошо поддается обработке, полируется, впитывает лак. Преимущественно используется при отделке мебели и помещения. Из-за своей дорогой цены редко когда полностью идет на изготовление мебели.
Черное дерево привозится к нам с Мадагаскара, Цейлона, острова Святого Маврикия. Хотя древесина при усушке трескается и хорошо раскалывается, черное дерево считается самым дорогим. Его древесина плотная, однородная, черного цвета. Очень высоко ценится древесина с малозаметными прослойками годичных колец и сосудов.
Менее всего ценится древесина с белесоватыми прослойками и выделяющихся на фоне древесины макроструктуры и ядра. Древесина практически не поддается гниению, не коробится при усушке, прекрасно впитывает лак. Единственное, что непозволительно делать с черным деревом, полировать: от этого внешний вид только ухудшается.
Фернамбук используется при изготовлении мозаики. Самыми дорогими считаются скрипичные смычки и дирижерские палочки, сделанные из этого, дерева. При хранении фернамбук способен изменить цвет от желтого с оранжевым отливом до темно-вишневого или даже черного. Его древесина практически не гниет и в сухом виде не поддается короблению.
Зато только что срубленное дерево сильно усыхает, трескается и формоизменяется. По тяжести в обработке уступает только эвкалипту.
Палисандр, как и большинство пород, ввозится в Россию из Южной Америки. Древесина палисандра обладает пористой структурой и плотным расположением тонких волокон. Особенность этой породы составляет ее цвет, который в зависимости от преобладания какого-нибудь оттенка меняется от светло-фиолетового до темно-коричневого с фиолетовым отливом.
Как и фернамбук, с течением времени способен изменить цвет. Если дерево по окончании работ не было отполировано, то цвет древесины может стать практически черным. Сама древесина прекрасно поддается обработке, не подвержена гниению. Чаще всего из палисандра изготавливают мебель и всевозможные украшения.
Атласное дерево редко встречается у нас, и поэтому оно очень дорого ценится. В России идет только на изготовление вставок мозаики и на украшения. Древесина этой породы может иметь желтый, красный и бурый оттенок. Но независимо от цвета древесины в ней всегда есть мельчайшие блестки, которые при покрытии лаком придают готовому изделию атласное сияние и лоск мягкой струящейся ткани.
Источник: best-stroy.ru
Свойства древесины
Очень важную роль в строительстве играет качество материалов. Как и другие строительные материалы, древесина (любые пиломатериалы) различается по свойствам и характеристикам. Зависят эти характеристики от породы дерева, применяемого в качестве используемого материала. Для тех или иных задач и назначений подбирают соответствующие породы древесины, способные выполнять поставленные перед ними задачи.
Свойства относящиеся к древесине:
Плотность древесины
Что такое плотность древесины
Плотность древесины — это отношение массы древесины к объёму древесины, то есть плотность определяется массой древесного вещества в единице своего объёма. Выражается плотность в кг/м³.
Плотность древесины зависит от её влажности. Как и все остальные показатели физико-механических свойств древесины, она определяется при влажности 12 %. Между прочностью и плотностью существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной. При определении плотности древесинного вещества его массу определяют взвешиванием, а объем рассчитывают по разнице объема образца древесины и объема жидкости, заполнившей пустоты в этом образце.
По плотности древесины при влажности 12 % все породы делят на три группы:
- с малой плотностью (540 кг/м³ и меньше-) — бальза, ель, пихта, сосна, кедр, можжевельник, тополь, осина, ива, липа, ольха, каштан;
- средней плотности (540. 740 кг/м³) — лиственница, берёза, бук, дуб, клён, ясень, орех грецкий, рябина, яблоня, груша, вяз (карагач), лещина;
- высокой плотности (750 кг/м³ и более+) — акация, граб, береза железная, дуб, ясень, самшит, фисташка.
Необходимо отметить, что почти вся древесина у хвойных пород деревьев, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.
Твёрдость древесины
Твёрдость древесины, в первую очередь, зависит от породы. Условия роста дерева также влияют на этот показатель (одна порода древесины может иметь различную твердость в зависимости от окружающих природных условий, в которых росло конкретное дерево). Также на величину твердости влияет влажность древесины. В европейских странах и в России принято измерять твердость по методу Бринелля, в США — по методу Янка (Janka). Твердость древесины в пределах одной породы может отличаться в зависимости от распила (У торцовой поверхности твердость выше, чем у тангенциальной и радиальной в среднем на 30 % у лиственных и на 40 % — у хвойных пород.).
Суть метода Бринелля заключается в способности древесины сопротивляться внедрению (вдавливанию) в неё более твёрдого тела (индентора). При измерениях по Бринеллю используются инденторы в виде шариков из закалённой стали. Первоначально индентор устанавливают на проверяемом образце древесины, следом прилагается основная нагрузка. Спустя определенное время после приложения, нагрузку снимают и измеряют глубину оставшегося на дереве отпечатка. Рассчитывают твёрдость древесины по Бринеллю таким образом: приложенную нагрузку делят на площадь поверхности отпечатка, при этом соответствующими нормативными документами определены диаметры индентора и время экспозиции.
При методе Янка также используется индентор в виде металлического шарика, однако оценивается не глубина вдавливания, а сила, которую надо приложить, чтобы вдавить шарик в древесину на половину диаметра.
Все древесные породы по твёрдости делят на три группы:
- мягкие породы (торцовая твёрдость равна или меньше 38,5 Мпа). К мягкой древесине относят: ель, сосну, кедр, пихту, тополь, липу, осину, ольху.
- твёрдые (торцовая твёрдость породы древесины от 38,5 до 82,6 МПа). К этой группе относятся: берёза, лиственница сибирская, бук, клён, карагач, ясень, яблоня.
- очень твёрдые (торцовая твёрдость более 82,6 МПа). В эту группу входят: акация белая,керуинг, берёза железная, самшит, кизил.
Влажность древесины
Влажность это соотношение массы влаги (воды), находящейся в данном объёме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах ( % ). В древесине вода пропитывает клеточные оболочки и заполняет полости клеток и межклеточные пространства. Влага, пропитывающая клеточные оболочки, называется связанной. Влага, заполняющая полости клеток и межклеточные пространства, называется свободной.
Различают следующие степени влажности древесины:
Мокрая — длительное время находящаяся в воде. Влажность мокрой древесины выше 100 %.
Свежесрубленная (свежепил) — влажность такой древесины от 50 до 100 %.
Воздушно-сухая — к этой категории относится древесина долгое время хранившаяся на воздухе. Её показатели влажности зависят от влажности окружающего воздуха, но в среднем находятся в пределах от 20 до 35 %.
Комнатно-сухая влажность 8 — 12 %
Абсолютно сухая влажность 0 %, древесина высушена при температуре t = 103°C.
Содержание влаги в стволе растущего дерева изменяется по высоте и радиусу ствола, а также в зависимости от времени года. Например, влажность заболони сосны в 3 раза выше влажности ядра. У лиственных пород изменение влажности по диаметру более равномерное. По высоте ствола влажность заболони у хвойных пород увеличивается вверх по стволу, а влажность ядра не изменяется. У лиственных пород влажность заболони не изменяется, а влажность ядра вверх по стволу снижается.
Влажность у молодых деревьев выше и её колебания в течение года больше, чем у старых деревьев. Наибольшее количество влаги содержится в зимний период (ноябрь-февраль), минимальное – в летние месяцы (июль-август).
КОЭФФИЦИЕНТЫ УСУШКИ ДРЕВЕСИНЫ, %
| Лиственница | 0,52 | 0,35 | 0,19 |
| Сосна | 0,44 | 0,28 | 0,17 |
| Ель | 0,43 | 0,28 | 0,16 |
| Пихта | 0,39 | 0,28 | 0,11 |
| Кедровая сосна | 0,37 | 0,26 | 0,12 |
| Берёза | 0,54 | 0,31 | 0,26 |
| Бук | 0,47 | 0,32 | 0,17 |
| Ясень | 0,45 | 0,28 | 0,18 |
| Осина | 0,41 | 0,28 | 0,14 |
Усушка, разбухание и коробление древесины
Усушка — это уменьшение объёма древесины и линейных размеров при удалении из неё связанной влаги. Удаление свободной влаги не вызывает усушки. Она начинается только после полного удаления свободной влаги в момент начала удаления влаги связанной. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.Усушка древесины не одинакова в разных направлениях: в тангенциальном направлении в 1,5 — 2 раза больше чем в радиальном.
В среднем линейная усушка древесины наиболее большинства пород в тангенциальном направлении составляет 8 — 10 %, в радиальном 3 — 7 %, а вдоль волокон 0,1 — 0,3 %. Полная объёмная усушка находится в пределах 11 — 17 %. Усушка древесины учитывается при распиловке брёвен на доски (припуски на усадку), при сушке пиломатериалов и т.д.
При сушке в древесине, вне зависимости от участия внешних нагрузок, возникают внутренние напряжения. Они образуются в результате неодинаковых изменений объёма тела при сушке (сушильные напряжения), пропитке и в процессе роста дерева. Полные сушильные напряжения удобно представить, как совокупность двух составляющих — влажностных и остаточных напряжений.
Влажностные напряжения вызваны неоднородной усушкой материала. В поверхностных слоях древесины, где влажность ниже, чем в центре, из-за стеснения свободной усушки возникают растягивающие напряжения, а во внутренних — сжимающие. Остаточные напряжения обусловлены появлением в древесине неоднородных остаточных деформаций. Остаточные напряжения, в отличие от влажностных, не исчезают при выравнивании влажности в доске и наблюдаются как во время сушки, так и после её полного завершения.
Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжение поперёк волокон, появляются трещины. Так появляются поверхностные трещины в начале сушки и внутренние в конце сушки.
Наличие различных напряжений внутри древесины может привести к её короблению.
Коробление — это изменение формы древесины при сушке, хранении, и выпиловке. Чаще всего коробление происходит из-за различной степени усушки по разным структурным направлениям. Коробление может возникать и при механической обработке сухих пиломатериалов: при несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.
Разбухание — это увеличение линейных размеров и объёмов древесины при повышении содержания связанной влаги. Оно происходит при увлажнении древесины и представляет собой явление, обратное усушке. Разбухание наблюдается при увеличении влажности до предела гигроскопичности. Наибольшее разбухание происходит по ширине волокон (тангенциально), наименьшее – вдоль волокон.
Разбухание, также как и усушка — отрицательные свойства древесины. Однако в некоторых случаях оно играет положительную роль, например, обеспечивает плотность соединений в лодках или винных бочках.
Раскалываемость древесины
Раскалываемость — это способность древесины под воздействием ударной нагрузки через клин разделяться на части вдоль волокон. Так как ряд сортов древесины заготавливают путём раскалывания, это свойство древесины имеет положительное практическое значение. Раскалываемость имеет и отрицательное значение при забивке гвоздей, костылей, скоб, ввинчивании шурупов.
Износостойкость и гибкость древесины
Износостойкость — это способность древесины называется противостоять разрушению в процессе трения. Износ у одной и той же древесины больше с боковой стороны, чем с торцевой. Чем выше твёрдость и плотность древесины, тем меньше её изнашиваемость. Влажная древесина больше подвержена износу – вот почему для декоративных панелей или натуральной половой доски специалисты рекомендуют сухую уборку.
Гибкость — это способность древесины деформироваться под воздействием внешних сил. Технологически операция гнутья (загиба), основана на способности древесины сравнительно легко деформироваться при воздействии изгибающих устройств, особенно в нагретом и влажном состоянии. При охлаждении и сушке под нагрузкой значительная часть упругих деформаций переходит в остаточные, фиксируется новая форма детали. У влажной древесины способность к гнутью выше чем у сухой.
Наибольшей способностью к гнутью (загибу) обладают лиственные кольце-сосудистые породы деревьев (дуб, ясень) и рассеянно сосудистые (бук, берёза). У хвойных пород эта способность очень невысока.
Способность к гнутью широко используется при изготовлении мебели, предметов интерьера.
Ударная вязкость — это способность древесины поглощать работу при ударе (ударном изгибе) без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше чем у древесины хвойных пород.
Тепловые свойства
К тепловым свойствам относятся теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность и тепловое расширение.
Теплоёмкость — это способность древесины аккумулировать тепло. Она увеличивается с увеличением влажности.
Теплопроводность — свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. Теплопроводность увеличивается с увеличением влажности и плотности. Вдоль волокон теплопроводность в среднем в 2 раза больше, чем поперёк.
Температуро-проводность — способность древесины выравнивать температуру по объёму.
Тепловое расширение — это способность древесины увеличивать линейные размеры и объём при нагревании. Коэффициент теплового расширения древесины в 3-10 раз меньше, чем у металла, бетона, стекла.
Деформативность
При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем деформативности служит коэффициент пропорциональности — модуль упругости.
Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жесткая древесина.
С увеличением содержания связанной воды и температуры древесины, жесткость её снижается. В нагруженной древесине при высыхании или охлаждении часть упругих деформаций преобразуется в «замороженные» остаточные деформации. Они исчезают при нагревании или увлажнении.
Поскольку древесина состоит в основном из полимеров с длинными гибкими цепными молекулами, её деформативность зависит от продолжительности воздействия нагрузок. Механические свойства древесины, как и других полимеров, изучаются на базе общей науки реологии. Эта наука рассматривает общие законы деформирования материалов под воздействием нагрузки с учётом фактора времени.
Источник: krovli.club