9) Органическое сырье. Древесина

Имеет небольшую среднюю плотность, достаточную прочность, малую теплопроводность, большую долговечность (при правильной эксплуатации и хранении), легко обрабатывается инструментом, химически стойка. Недостатки: неоднородность строения; способность поглощать и отдавать влагу, изменять при этом свои размеры, форму и прочность; быстро разрушается от гниения, легко возгорается.

строение древесины. На торцевом срезе ствола дерева видны: кора, камбий, сердцевина, ядро (спелая древесина) или заболонь. Кора состоит из наружной кожицы, пробкового слоя под ней и внутреннего слоя – луба. Камбий состоит из живых клеток, размножается делением. Сердцевина – рыхлая первичная ткань, которая состоит из клеток имеющих малую прочность и легко загнивает. Поэтому она не допускается в тонких досках и брусках, предназначенных для растянутых и изгибаемых элементов конструкций. Нежелательна сердцевина и в столярных изделиях, т.к. она постепенно выкрашивается. Ядро, или спелая древесина – внутренняя часть ствола дерева, состоящая из омертвевших клеток. Ядро выделяется более темным цветом по сравнению с заболонью, т.к. клетки ядра постепенно изменяют свой состав: у хвойных пород они пропитываются смолой, а у лиственных – дубильными веществами. Древесина ядра обладает большой прочностью и стойкостью к загниванию по сравнению с древесиной заболони.

Заболонь состоит из колец более молодой древесины, окружающих ядро (или спелую древесину). По живым клеткам заболони растущего дерева перемещается влага с растворенными в ней питательными веществами. Древесина заболони имеет большую влажность, легко загнивает, вследствие значительной усушки усиливает коробление пиломатериалов.

Древесные породы делят на: 1) ядровые, имеющие ядро и заболонь(дуб, ясень, сосна, лиственница); 2) спелодревесные, имеющие спелую древесину (она не отличается от заболони цветом, только влажностью) и заболонь (ель, пихта, осина, бук и др.); 3) заболонные, у которых отсутствует ядро и нельзя заметить существенного различия между центральной и наружными частями древесного ствола (береза, клен, ольха, липа).

По породе деревья подразделяют на хвойные и лиственные. Качество древесины во многом зависит от наличия у неё пороков, к которым относят свилеватость, косослой, сучковатость, трещины, повреждения насекомыми, гниль. Хвойные — лиственница, сосна, ель, кедр, пихта. Лиственные — дуб, берёза, липа, осина.

Строительные свойства древесины изменяются в широких пределах, в зависимости от её возраста, условий роста, породы дерева, влажности. В свежесрубленном дереве влаги — 35-60 %, причём содержание её зависит от времени рубки и породы дерева. Наименьшее содержание влаги в дереве зимой, наибольшее — весной. Наибольшая влажность свойственна хвойным породам (50-60 %), наименьшая — твёрдым лиственным породам (35-40 %). Высыхая от самого влажного состояния до точки насыщения волокон (до влажности 35 %) древесина не меняет своих размеров, при дальнейшем высушивании её линейные размеры уменьшаются. В среднем усушка вдоль волокон составляет 0,1 %, а поперёк — 3-6 %. В результате объёмной усушки образуются щели в местах соединения деревянных элементов, древесина трескается. Для деревянных конструкций следует применять древесину той влажности, при которой она будет работать в конструкции. Прочность древесины зависит от направления действия нагрузки, породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков. Различают основные виды действий сил: растяжение, сжатие, изгиб, скалывание.

Средняя величина предела прочности при растяжении вдоль волокон для всех пород составляет 1300 кгс/см2. На прочность при растяжении вдоль волокон оказывает большое влияние строение древесины. Даже небольшое отклонение от правильного расположения волокон вызывает снижение прочности.

Прочность древесины при растяжении поперёк волокон очень мала и в среднем составляет 1/20 часть от предела прочности при растяжении вдоль волокон, то есть 65 кгс/см2. Поэтому древесина почти не применяется в деталях, работающих на растяжение поперёк волокон. Прочность древесины на растяжение поперёк волокон имеет значение при разработке режимов резания и режимов сушки древесины.

Различают сжатие вдоль и поперёк волокон. Средняя величина предела прочности при сжатии вдоль волокон для всех пород составляет 500 кгс/см2.

Прочность древесины при сжатии поперёк волокон ниже, чем вдоль волокон примерно в 8 раз.

Пороки древесины: сучки, трещины, сбежистость, кривизна.