1.2 Лесные строительные материалы

1.2.1 Общие сведения

Древесину издавна широко применяют в строительстве благодаря сочетанию замечательных свойств: высокой прочности и небольшой плотности, малой теплопроводности, легкости обработки, простоте скрепления отдельных элементов, высокой морозостойкости, декоративности. Наряду с этим у древесины много недостатков: наличие пороков, гигроскопичность и связанные с ней набухание и усушка изделий из древесины, приводящие к их короблению и растрескиванию; особенно серьезным недостатком является ее горючесть и подверженность гниению. Специфическая особенность древесины – анизотропность, т.е. различие свойств в различных направлениях, обусловленное ее волокнистым строением.

Общеизвестно, что древесина – экологически чистый материал. При этом обычно подразумевается, что она как строительный материал безвредная для человека.

Строение древесины

Ядро – внутренняя часть ствола, образующаяся по мере роста дерева. Когда внутренняя, наиболее старая часть древесины ствола отмирает, проводящая и запасающая системы перестают функционировать, клетки уплотняются. Движение влаги по этим клеткам прекращается, поэтому древесина ядровой части отличается прочностью и стойкостью к загниванию. Некоторые древесные породы, например береза, клен, ядра не имеют.

Заболонь состоит из колец более молодой древесины, окружающих ядро. По живым клеткам заболони растущего дерева перемещается влага с растворенными в ней питательными веществами. Древесина заболони имеет большую влажность, легко загнивает, при последующей усушке усиливает коробление древесных материалов.

Образование годичных слоев связано с ежегодным приростом древесины. Внутри каждого слоя, соответствующего одному году жизни дерева, различают раннюю (весеннюю) и позднюю (летнюю) зоны, называемые соответственно ранней и поздней древесиной. Годичные слои в большей мере определяют характер текстуры древесины.

Сосуды или смоляные ходы (в зависимости от породы древесины) представляют собой трубки, каналы различной величины. Понятно, с этими образованиями древесины также связана ее текстура.

Важнейшие свойства древесины

Влажность и гигроскопичность. По содержанию влаги различают мокрую древесину с влажностью до 100% и более; свежесрубленную – 35% и выше; воздушно-сухую – 15…20%; комнатно-сухую-8…12% и абсолютно сухую древесину, высушенную до постоянной массы при температуре 103±2⁰С. Стандартной считают влажность древесины 12%, при которой определяют и сравнивают ее свойства.

Вода в древесине может находиться в двух состояниях – свободном и физически связанном.

Свободная или капиллярная вода заполняет полости клеток и сосудов и межклеточное пространство. Связанная или гигроскопическая вода находится в стенках клеток и сосудов древесины в виде тончайших гидратных оболочек на поверхности мельчайших элементов, слагающих стенки клеток.

Пористость древесины главнейших пород, применяемых в строительстве, – 50…70%.

Теплопроводность. Древесина как материал высокопористого и волокнистого строения характеризуется относительно низкой теплопроводностью. Однако вследствие анизотропности теплопроводность вдоль и поперек волокон отличается примерно в два раза.

Прочность древесины (материал волокнистого строения) имеет большое различие вдоль или поперек волокон (при растяжении вдоль волокон в 20…30 раз, а при сжатии в 3…6 раз больше, чем поперек волокон). Прочность древесины зависит от того, под каким углом к волокнам направлено разрушающее усилие, а также от породы дерева, плотности, косвенно характеризующей пористость древесины, наличия пороков и особенно от влажности в пределах от 0…30%