Древесина, материалы и изделия на ее основе

Древесина – экологически чистый материал, хорошо сопротивляется статическим и динамическим нагрузкам, весьма легкий и в то же время прочный. На сжатие вдоль волокон по прочности древесина не уступает бетону, а при изгибе – значительно превосходит его. Благодаря высокой пористости (30…80%) древесина имеет малую теплопроводность (0,16…0,30 Вт/м · К). Она легко поддается механической обработке, хорошо склеивается, удерживает металлические крепления (гвозди, шурупы, скобы). Современные передовые технологии в сочетании с уникальными природными свойствами древесины позволяют создавать долговечные деревянные конструкции, восхищающие своей красотой и совершенством.

В отличие от других материалов древесина «дышит». В клеточном строении происходит постоянный обмен воздуха, а относительная влажность внутри деревянных зданий поддерживается, как правило, на уровне 45…57%, что соответствует оптимальному диапазону влажности (40…60%), при котором суммарное влияние вредных факторов на организм оказывается наименьшим. Древесина обладает также высокой химической стойкостью, декоративностью и постоянно восполняемой сырьевой базой.

Нашли применение и побочные продукты лесозаготовок, деревообработки и лесопиления (стружка, дробленка, опилки и др.), что значительно повышает эффективность ее применения. Из них получают древесностружечные и древесноволокнистые плиты, древеснослоистый пластик, арболит, ксилолит, фибролит и др.

  Свойства древесины. Важнейшими декоративными и эстетическими свойствами древесины являются ее цвет, текстура и блеск.

Древесина большинства пород окрашена в желтовато-бурые и красно-коричневые цвета различных оттенков. Почти белый цвет встречается у осины, ели, липы, березы, граба, пихты и черный – у эбенового дерева. При производстве строительных изделий можно изменить цвет древесины путем отбеливания или окрашивания в более темные и яркие цвета.

Текстура древесины – это визуальная характеристика, т.е. естественный рисунок на ее поверхности, образующийся при распиливании (перерезании) слагающих древесину анатомических элементов (волокон, годичных слоев, сердцевинных лучей, крупных сосудов), и зависит, прежде всего, от особенностей строения и направления разреза. Чем сложнее строение древесины, тем разнообразнее ее текстура.

Блеск древесины определяется плотностью породы, направлением разреза, наличием сердцевинных лучей, их размерами и характером размещения. Чем крупнее сердцевинные лучи (например, у дуба) и чем плотнее древесина, т.е. чем кучнее расположены сердцевинные лучи (например, у клена), тем значительнее будет блеск древесины.

Плотность древесины влияет на ее свойства и, особенно, прочность. Различают истинную и среднюю плотность древесины. Истинная плотность у всех пород примерно одинаковая и составляет 1,54…1,56 г/см3, поскольку древесина состоит в основном из одного вещества – целлюлозы. Средняя плотность древесины разных пород изменяется в довольно широких пределах: от 150 кг/м3 (бальза, или бальзовое дерево) до 1300 кг/м3 (бакаут, или железное дерево). Однако для наиболее широко применяемых в строительстве пород она составляет от 450 кг/м3 (у ели) до 700 кг/м3(у дуба).

Пористость древесины связана с ее плотностью и изменяется в пределах 30…80%, т.е. практически большую часть объема древесины занимают поры.

Влажность древесины растущего дерева может составлять 35…115%. Различают гигроскопическую влагу в древесине – связанную в стенках клеток, капиллярную, или свободную, – заполняющую полости клеток, сосуды и межклеточное пространство, и полную – арифметическую сумму гигроскопической и капиллярной влаги. Влагу, входящую в химический состав веществ, образующих древесину, называют химически связанной.

Усушка древесины – это уменьшение линейных размеров и объема древесины при высыхании. Усушка начинается после полного удаления свободной влаги и с началом удаления связанной влаги.

Деформации разбухания аналогичны деформациям усушки, но противоположны по знаку. Разбухание древесины происходит при поглощении влаги до предела гигроскопичности. Усушка и разбухание учитываются при изготовлении элементов деревянных конструкций.

Теплопроводность древесины зависит от пористости, плотности, породы дерева, направления волокон, влажности и температуры.

Прочность древесины характеризуется пределами прочности при сжатии, растяжении, статическом изгибе и скалывании и зависит прежде всего от ее плотности, пористости, содержания поздней древесины, наличия пороков, влажности, направления приложения механических сил и других факторов.

Прочность на растяжение вдоль волокон для различных пород дерева находится в пределах 80…190 МПа, а поперек волокон – 2…10 МПа.

Твердость древесины определяет ее износостойкость и способность к механической обработке. Чем выше твердость древесины, тем лучше изделия противостоят износу и тем труднее она обрабатывается.