Строение и химический состав

Общие сведения

ГЛАВА 1. ДЕРЕВО КАК МАТЕРИАЛ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Древесина – хороший и дешевый строительный материал, широко применяется в строительстве, но, как всякий строительный материал, имеет свои достоинства и недостатки. Поэтому при проектировании и возведении деревянных сооружений и несущих конструкций необходимо максимально использовать положительные свойства древесины и свести к минимуму влияние ее отрицательных свойств. Строительная практика показывает, что при нормальных условиях работы древесины в сооружении срок службы ее, вообще говоря, не ограничен. Например, в одном из монастырей под Новгородом деревянные части зданий прослужили с 1198 г. по 1941 г. без видимых дефектов. Однако при неблагоприятных условиях работы древесина может придти в негодность чрезвычайно быстро. Например, верхушки деревянных свай, находящиеся на уровне переменного горизонта вод, могут разрушиться от гниения через 3-5 лет.

Из этого следует, что строительство из древесины требует особого внимания, тщательного анализа условий работы древесины и устранения причин, способствующих проявлению ее отрицательных свойств. При полном соблюдении норм, рекомендаций на проектирование, изготовление, монтаж и эксплуатацию деревянных конструкций, такие конструкции надежны, долговечны и экономичны.

Древесина имеет резко выраженное анизотропное строение, вследствие чего физические и механические ее свойства неодинаковы в различных направлениях. Древесина – соединение растительных клеток или клеточной ткани. Клетки древесины имеют различные размеры как в поперечном сечении, так и в длину, зависящие от их назначения в дереве и от породы леса. В поперечном сечении величина клеток, имеющих вид замкнутых трубок, измеряется сотыми долями миллиметра, не достигая в большинстве случаев 0,1 мм. В длину клетки, соединяясь через отверстия в боковых стенках, имеют размеры от нескольких миллиметров до 3-5 м. Основная масса клеток располагается длинной стороной вдоль ствола дерева.

Основными составными частями древесины являются целлюлоза и лигнин. Значение этих веществ в строении древесины неодинаково. Основным структурным скелетом древесины является обладающая высокой прочностью целлюлоза. Лигнин и остальные составные части являются инкрустирующими веществами и мало влияют на ее прочность. Поэтому наибольшей прочностью обладает древесина, имеющая мелкие или толстостенные клетки, так как процентное содержание целлюлозы при этом повышается.

Межклеточное вещество, состоящее в основном из лигнина, имеет весьма небольшую механическую прочность, чем, например, объясняется легкая раскалываемость древесины вдоль волокон.

Строение древесины упрощенно можно представить как пучок трубок, связанных межклеточным веществом.