Древнейший строительный материал - древесина занимает видное место среди строительных материалов, применяемых в жилищном и гражданском строительстве, а в строительстве малоэтажных зданий в сельской местности является одним из основных материалов.
Древесина всегда привлекала строителей легкостью обработки, прочностью, низкой теплопроводностью, малым весом. Из древесины можно изготовить любую строительную конструкцию или изделие. При правильной эксплуатации древесина может служить не одну сотню лет.
Ориентируясь на применение деревянных деталей и конструкций, необходимо учитывать и отрицательные свойства древесины, такие как горючесть, биологическое разрушение, усадка и разбухание, коробление, гигроскопичность, наличие разнообразных пороков, большой разброс механических показателей даже для одной породы.
Зная свойства древесины, учитывая условия эксплуатации изделий и конструкций из древесины, имея возможность выбора породы и мер защиты древесины, можно в значительной мере нейтрализовать влияние отрицательных свойств древесины и увеличить ее долговечность.
Цель лабораторных работ - ознакомиться с основным свойствами древесины, породами и изделиями; освоить основные методы определения свойств древесины.
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ
Древесина - совокупность тканей в стволах и ветвях деревьев между корой и сердцевиной.
Пиленая продукция - продукция из древесины, получаемая в результате продольного деления бревна на части, продольного и поперечного раскроя полученных частей.
Пороки древесины- недостатки отдельных участков древесины, снижающие качество и ограничивающие возможность ее использования.
Макроструктура древесины - строение древесины, видимое невооруженным глазом или при небольшом увеличении.
Годовой слой - прирост толщины ствола и веток за один год.
Радиальный разрез - разрез древесины вдоль волокон, перпендикулярный в точке касания касательной к годовым слоям.
Тангенциальный разрез - разрез древесины вдоль волокон по касательной к годовым слоям.
Поперечный разрез - разрез, перпендикулярный оси ствола дерева.
Равновесная влажность - влажность древесины, соответствующая сочетанию температуры и относительной влажности воздуха, в котором она находится.
Нормализованная влажность - равновесная влажность при температуре воздуха 20±2°С и относительной влажности 65±5%.
Связанная вода (имбибиционная) - вода в клеточных стенках древесины.
Свободная вода - вода в полостях клеток и межклеточных пространствах древесины.
Усушка - уменьшение размеров древесины при удалении связанной воды.
Разбухание - увеличение размеров древесины при поглощении связанной воды.
Сорбция- процесс поглощения древесиной влаги и воздуха.
Предел гигроскопичности - максимальная влажность древесины, достигнутая при сорбции; характеризуется равновесием между влажностью клеточных стенок и воздуха с относительной влажностью 99,5%.
Предел насыщения клеточных стенок - максимальная влажность клеточных стенок свежесрубленной или выдержанной в воде древесины; характеризуется равновесием между влажностью клеточных стенок и свободной водой (примерно, 30%).
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДРЕВЕСИНЕ
I. Макроструктура древесины. В каждом растущем дереве можно выделить три части: крону (совокупность ветвей, одетых листьями), ствол и корни. На крону приходится от 5 до 20%древесины в зависимости от породы, на корни - от 5 до 25%,на ствол - от 50 до 90%. На производство деловой древесины для строительства идет только ствол.
Поскольку древесина имеет слоисто-волокнистое строение, ее изучают на трех главных разрезах ствола - поперечном (торцевом), радиальном и тангенциальном (рис.1). При этом выделяются следующие элементы макроструктуры (рис.2):
сердцевина - на поперечном разрезе имеет вид пятна диаметром 2-5 мм коричневого или бурого цвета;
на радиальном разрезе сердцевина видна как узкая полоска того же цвета, состоит из мягкой первичной ткани;
ядро - часть ствола, окружающая сердцевину, состоящая из омертвевших клеток; эта часть древесины пропитана смолой (хвойные породы) или дубильными веществами (лиственные породы), имеет большую плотность и прочность ,мало проницаемая для воды и воздуха; имеет более темную окраску; образование ядра начинается с разного возраста, например, у дуба - на 8-12 год, у сосны в возрасте 30-35 лет;
у некоторых пород ядро по цвету не отличается от остальной древесины, такие породы называются спелодревесными, а древесину - спелой;
заболонь- более светлая, чем ядро, древесина, состоящая из живых клеток и проводящая воду от корней в крону; в заболони отлагаются также питательные вещества; менее прочная и плотная, чем ядро;
камбий- гонкий слой живых клеток между древесиной и корой, размножающийся делением; обеспечивает прирост в толщину древесины и коры;
кора - на поперечном разрезе ствола имеет форму кольца, окрашенного темнее древесины; кора взрослого дерева состоит из наружного пробкового слоя, называемого коркой (его назначение предохранять дерево от разных колебаний температур, испарения влаги и механических повреждений), и внутреннего слоя, проводящего питательные вещества от кроны вниз к стволу; этот слой называется лубом; объем коры от '7% (ель) до 22% (дуб, лиственница);
годичный слой - слой древесины, приросший за один год;
В зависимости от наличия ядра, заболони или спелой древесины породы называют - ядровыми, заболонными или спелодревесными.