1. Влажность

различают древесину: мокрую, свежесрубленную (влажность 35% и выше), воздушно-сухую (влажность 15...20%) и комнатно-сухую (влажность 8...12%).

Для уменьшения гигроскопичности и водопоглощения древесину покрывают лакокрасочными материалами или пропитывают различными веществами.

2.Плотность древесины зависит от объема пор и влажности.. Показатель плотности используют при определении коэффициента качества, = отношениею предела прочности при сжатии к плотности. У сосны он равен 0,6, а дуба — 0,57.

3. Пористость древесины хвойных пород колеблется от 46 до 85%, лиственных — от 32 до 80%.

4.Усушкой древесины называют уменьшение ее линейных размеров и объема при высыхании. Полная линейная усушка древесины в тангенциальном направлении составляет 8-10 %, в радиальном 3-7 %, а вдоль волокон 0,1-0,3 %. Полная объёмная усушка находится в пределах 11-17 %.

Свойство неравномерного изменения линейных размеров в различных направлениях является одним из отрицательных свойств дерева как строительного материала.

5. Набуханием называют способность древесины увеличивать свои размеры и объем при поглощении воды, пропитывающей оболочки клеток. Древесина разбухает при поглощении влаги до точки насыщения волокон. Набухание древесины вдольволокон составляет 0,1...0,8%, в радиальном направлении —

3...5% и в тангентальном — 6... 12%.

6.Теплопроводность древесины невелика, она зависит от характера пористости, влажности, направления волокон, породы и плотности дерева,от температуры. Теплопроводность древесины вдоль волокон примерно в 1,8 раза больше, чем поперек волокон.

7.Электропроводность древесины зависит от ее влажности. Электрическое сопротивление сухой древесины в среднем составляет 75-107 Ом·см, а сырой — в 10 раз меньше. Древесину используют при электропроводке в качестве досок, розеток и т. д.

8.Водопроницаемость древесины зависит от породы дерева, первоначальной влажности, характера разреза (торцового, радиального, тангентального), местоположения древесины в стволе (ядро, заболонь), ширины годичных слоев, возраста древесины.

9. Стойкость древесины к действию кислот, щелочей и воды. Слабощелочные растворы не разрушают древесину.

В воде большой бактериологической агрессивности стойкость древесины низка, поэтому ее не применяют в сетях канализации.

Механические свойства древесины не одинаковы в различных направлениях.

1.Прочность на сжатие

Образец: 20*20*30 мм

вдоль волокон прочность меньше, чем поперек волокон .В среднем для всех отечественных пород при влажности древесины 12% предел прочности на сжатие вдоль волокон составляет около 50 МПа.

2. Прочность на растяжение

80-190Мпа

3. Прочность на изгиб Высока, поэтому древесину используют для элементов зданий и сооржений, работающих на изгиб.

Образец 20*20*300 мм .В среднем предел прочности при статическом изгибе составляет 100 МПа.

4.Прочность на скалываение вдоль волокон Невысокая 6.5-14.5 Мпа

5. Деформативность. При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают.Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон

6. Твёрдость характеризует способность древесины сопротивляться вдавливанию более твёрдого тела.

7. Все отечественные породы по твёрдости торцевой поверхности при влажности 12% делят на 3 группы: мягкие (твёрдость 40 Н/мм2 и менее), твёрдые (41-80) и очень твёрдые (более 80 Н/мм2).

Химические свойства:

Древесина состоит преимущественно из органических веществ (99% общей массы). Элементный химический состав древесины разных пород практически одинаков. Абсолютно сухая древесина в среднем содержит 49% углерода, 44% кислорода, 6% водорода, 0,1-0,3% азота. При сжигании древесины остаётся её неорганическая часть - зола. В состав золы входят кальций, калий, натрий, магний и другие элементы.

69. Пороки древесины. Предохранение древесины от разрушения и возгорания. Хранение и сушка.

Древесина-материал неоднородный, имеющий различные отклонения от нормы и повреждения. 

Все, что существенно снижает качество древесины, — неправильность ее строения, повреждения, различные заболевания — называют пороками. 

Влияние пороков на степень пригодности древесины для строительных целей зависит от их вида, места расположения, размеров поражения.

Виды пороков:

1)Сучки Являются наиболее распространенным пороком древесины; нарушают однородность строения дерева: около них волокна искривляются, что понижает прочность древесины. Затрудняют чистую обработку древесины и уменьшают рабочее сечение пиломатериалов. Прочность древесины при наличии сучков может снижаться в несколько раз.

2)Трещины и деформации Образуются они не только при высыхании срубленного дерева, но так

же и при его жизни от различных причин .

Наличие трещин нарушает целостность древесины и снижает выход высокосортных пиломатериалов и фанеры. В зависимости от глубины проникания в пиломатериалах различают трещины односторонние и сквозные.

Покоробленность

Покоробленностью называется деформация сортимента древесины при распиловке или сушке. 

3) Пороки формы ствола Это отклонение от нормальной формы ствола, очень распространенный порок.

• Сбежистость(резкое уменьшение толщины бревна на всем его протяжении; это серьезный порок древесины ),увеличиваются отходы

• Закомелистость( Резкое увеличение диаметра комлевой части дерева)

• Кривизна(искривление ствола дерева по длине; сильно уменьшает выход пиломатериалов при распиловке бревна, понижает сортность)

• Нарост(местное утолщение ствола, имеющее различные формы и размеры)

4.) Пороки строения древесины

• Ненормальный наклон волокон

• Свилеватость

• Крень

5) Повреждения  насекомыми  и грибами

• Червоточина

Предохранение древесины от разрушения и возгорания

Предохранить древесину от загнивания и увеличить срок службы в сооружении можно путем защиты ее от увлажнения, а также конструктивными мерами.

Срок службы древесины увеличивается при сплошном покрытии ее в сухом состоянии масляной краской, лаком или олифой. Значительно увеличивается срок службы сухой древесины, обмазанной смолой. В этом случае смола выполняет функции не только красителя, но и антисептика, хотя и слабого.

Пропитку древесины в горяче-холодной ванне производят водорастворимыми и масляными антисептиками. При этом древесину сначала загружают в ванну с горячим антисептиком с температурой до 98°С и выдерживают 3...5 ч, а затем помещают в ванну с холодным антисептиком на 1...3 ч с температурой водорастворимых антисептиков 15...20°С и масляных 40...60°С. Этот способ эффективен при пропитке подсушенной древесины, имеющей влажность заболони не более 30%.

Пропитку древесины в высокотемпературных ваннах (с петролатумом) применяют для антисептирования сырой древесины.

Древесину загружают в ванну с расплавленным жидким петролатумом, имеющим температуру 120...140°С, и выдерживают в ней некоторое время для нагревания и сушки, затем древесину перемещают в холодную ванну с масляным антисептиком с температурой 65...75°С на 24...48 ч. В этом способе совмещается сушка и антисептирование древесины.

Пропитку древесины под давлением производят водными и масляными антисептиками в специальных стальных цилиндри-ческих котлах — ретортах с рабочим давлением 0,6...0,8

Предохранение древесины от возгорания.

• удалением от источников нагревания;

• применением прокладок из несгораемых материалов (бетона, кирпича и т. д.),

• покрытием слоем малотеплопроводного материала (асбестом,

• штукатуркой и т. п.)

• обработкой огнезащитными веществами.

Применяют два способа обработки покрытия: красками и антипиренами — специальными химическими веществами. Лучшими огнезащитными свойствами обладают антипирены, содержащие соли аммония или борной и фосфорной кислот.

Хранение и сушка:

В настоящее время применяют следующие способы сушки древесины: воздушную (естественную), камерную. Основными являются воздушная и камерная сушки.

Воздушная сушка происходит на открытом воздухе, под навесом или в закрытых складах. Продолжительность сушки древесины с влажностью 60% до влажности 20% в зависимости от времени года — 15...60 сут. Воздушная сушка требует больших площадей, зависит от климатических условий и времени года, не исключает загнивания древесины, а высушивание ее возможно только до воздушно-сухого состояния.

Камерную сушку осуществляют в специальных камерах-сушилах с помощью нагретого и увлажненного воздуха или топочных газов с температурой 40...105°С При камерной сушке соблюдается определенный режим, т. е. соотношение между температурой и влажностью воздуха. Искусственная сушка не только сокращает сроки сушки, но позволяет высушивать изделия до влажности ниже 16%, получать древесину высокого качества, без коробления и трещин.

Пиломатериалы хранят и сушат в штабелях. Штабель пиломатериалов должен быть выложен правильной геометрической формы - боковые и торцовые поверхности должны быть строго вертикальны. при хранении лиственные породы, так же как и хвойные укладывают в пакеты.

70. Лесоматериалы круглые и пиломатериалы, заготовки из древесины, столярные изделия.

Лесоматериалы — это материалы, получаемые путем поперечного и продольного пиления поваленных деревьев и их частей. Ствол поваленного дерева, у которого отделены корни, вершина и сучья, называют древесным хлыстом.

По назначению бревна:

1. Бревна строительные изготовляют преимущественно из сосны, лиственницы, кедра, реже из ели и дуба. Их используют для несущих конструкций: свай, пролетных строений мостов. Длина бревен 3...6,5 м с градацией в 0,5 м. В зависимости от качества древесину делят на четыре сорта. В строительстве применяют древесину 2-го и 3-го сортов.

2. Пиловочные бревна стволов хвойных и лиственных пород используют для получения пиломатериалов. Кряжи — обрезки ствола дерева чаще березы, ольхи, осины (диаметром более 200 мм) — используют в производстве фанеры.

Пиломатериалы получают продольной распиловкой древесины: на доски толщиной 100 мм и менее при соотношении ширины к толщине более 3; бруски толщиной 100 мм и менее при отношении ширины к толщине 3 и менее; брусья (четырех- и двухкантные) толщиной и шириной более 100 мм.

По характеру обработки

на обрезные, (обе кромки пропилены по всей длине)

не обрезные, ( кромки не пропилены или пропилены меньше, чем на полдлины.)

Из хвойных пород изготовляют пиломатериалы трех видов: доски, бруски и брусья.

Заготовками называют пиломатериалы, заготовленные применительно к габаритным размерам изделий из древесины с припусками на усушку и обработку, предусмотренными действую щими стандартами.

В зависимости от вида обработки: пиленые, клееные и калиброванные

Влажность пиленых заготовок не должна превышать 18...22%

Столярные изделия из древесины производят следующих основных видов: элементы дверей, окон, перегородки и панели (щитовые, филенчатые, глухие и остекленные) для жилых зданий и ворота для промышленных зданий (распашные, открытые, подвесные и неподвижные, утепленные и неутепленные).

71. Структура и свойства теплоизоляционных материалов. Классификация.

Теплоизоляционными называют малотеплопроводные материалы, предназначенные для тепловой изоляции строительных конструкций, промышленного оборудования и трубопроводов.

Теплоизоляционные материалы имеют высокопористое строение, они создаются из веществ, имеющих аморфную структуру, так как кристаллические вещества хорошо проводят теплоту. Теплоизоляционные материалы могут иметь ячеистое, зернистое, волокнистое и пластинчатое строение. Необходимую пористость создают различными технологическими приемами.

• Зернистое строение имеют сыпучие материалы.

• Волокнистое строение присуще материалам из минерального или органического волокна (асбеста, минеральной и стеклянной ваты, растительных волокон и др.).

• Пластинчатое строение характерно для материалов, содержащих в своем составе листочки слюды, которые предварительно при быстром нагревании вспучиваются за счет отщепления у слюды связанной воды

Свойства:

1. Низкая теплопроводность. Коэффициент теплопроводности основных конструкций должен быть 0,03—0,05 Вт/(м×К).

2. Средняя плотность – Плотность применяемых в настоящее время в строительстве теплоизоляционных материалов лежит в пределах от 17 до 400 кг/м³-мало

3. Влажность – накопление жидкости в материале. Теплопроводность теплоизоляционных и строительных материалов значительно растет с увеличением влажности.

4. Морозостойкость

5. Газо- и паропроницаемость

6. Возгораемость (горючесть)

7. Водопоглащение

8. Прочность /Предел прочности при сжатии обычно колеблется от 0,2 до 2,5 Мпа-мало

9. Теплоемкость неорганических материалов колеблется от 0,67 до-1 кДж/(кг-°С).

Классификация:

1) По виду исходного сырья	2) По структуре	3) По сжимаемости
а) неорганические, б) органические	• волокнистые (минераловатные, стекловолокнистые и др.); • зернистые (перлитовые, вермикулитовые); • ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло, пенопласты, совелитовые и др.).	а) мягкие М – относительная деформация свыше 30% б) полужесткие ПЖ – соответственно 6-30% в) жесткие Ж – не более 6% (при удельной нагрузке 2000 Па) г) повышенной жесткости – до 10% (при удельной нагрузке 4000 Па) д) твердые – также до 10% (при удельной нагрузке 10 кПа)

3. Теплопроводности:

• класс А — низкой теплопроводности — теплопроводность при средней температуре 298 К (25 °С) до 0,06 Вт/(м • К);

• класс Б — средней теплопроводности—теплопроводность при средней температуре 298 К от 0,06 до 0,115 Вт/(м • К);

• класс В — повышенной теплопроводности — теплопроводность отО,115доО,175Вт/(м-К);

4) Горючести (СНиП 21-01-97):

• негорючие (НГ);

• слабогорючие (П);

• умеренногорючие (Г2);

• нормальногорючие (ГЗ);

• сильногорючие (Г4).

72. Минеральная и стекловаты. Получения, изделия на их основе и свойства.

Минеральная вата является волокнистым теплоизоляционным материалом и производится из металлургических шлаков, горных пород или иных силикатных материалов. Минеральную вату разделяют на два вида — каменную и шлаковую. Если сырьем для производства минеральной ваты являются горные породы, такие как доломит, базальт, известняк, и др., то ее относят к категории каменной минеральной ваты. Шлаковую минеральную вату производят из шлаков чёрной и цветной металлургии.

Процесс изготовления стекловаты включает получение расплава (варка стекломассы в ванных регенеративных печах при 1400— 1450°) и раздув его в волокна дутьевым пли центробежным способами.

Минвата: Получение волокон

После плавки исходного сырья в печи при температуре 1300-1500°C, для формирования волокон, капли стекловидного расплава падают на быстро вращающийся маховик, либо расплав проходит через микроотверстия в быстровращающихся центрифугах. Затем к волокнам добавляют небольшое количество связующего органического вещества благодаря чему минеральная вата приобретает свою окончательную микроструктуру и необходимую плотность.

Расплав обычно получают в вагранке либо в другом печном агрегате. Волокна образуются при воздействии подаваемого под давлением пара или воздуха на непрерывно вытекающую из вагранки струю расплава либо путем подачи пара на валки или диск центрифуги.

Полученное минеральное волокно собирается в камере волокноосаждения на непрерывно движущейся сетке. В эту камеру вводят органические или минеральные связующие вещества.

На основе минеральной ваты выпускают штучные, рулонные, шнуровые изделия и сыпучие (рыхлые, волокнистые) материалы, например минераловатный ковер, твердые минераловатные плиты, сегменты и скорлупы, совелит, битумоперлит, ячеистое стекло, пенопласт.

Свойства:

1) Высокая прочность и упругость: Стекловата имеет высокую химическую стойкость, её плотность в рыхлом состоянии не превышает 130 кг/м³.

Толщина волокон стекловаты составляет 3-15 мкм (2-10 мкм у минеральной ваты), а длина в 2…4 раза больше, чем у минеральной ваты (длина волокон минеральной ваты составляет 16 мм, а стекловаты – 15-50 мм). Благодаря этому изделия из стекловаты обладают повышенной упругостью и прочностью. Предел прочности 0.6-1.2 МПА

2) долговечность. Стекловата в течение срока службы подвергается усадке. Одним из факторов, влияющих на усадку стекловаты, является ее способность впитывать влагу, что придает хрупкость волокнам.В отличие от стекловаты минеральная вата ввиду того, что ее волокна являются тонкими и эластичными, практически не подвержена усадке в течение всего срока эксплуатации.

3) Температуростойкость стекловаты составляет 450°C. Предельная температура применения минеральной ваты составляет 600 – 700°С. 3) Плотность (250-600 кг/м^3)

4) Теплопроводность: стекловаты значение коэффициента теплопроводности составляет 0,030…0,052 Вт/м·К, у минеральной ваты — 0.041 — 0.043 Вт/м·К.

73. Битумы. Классификация, получение, свойства.

Битумы – Битум – это вещество, которое изготовляется промышленным методом в результате преобразования и смешивания смол, нефтепродуктов и других органических веществ.

Классификация:

а) природные (полезные ископаемые органического происхождения с первичной углеводородной основой)

б) искусственные (остаточные продукты переработки нефти, каменного угля и сланцев)

-Строительные битумы являются горючими веществами с температурой вспышки от 220 до 240 градусов, и температурой самовоспламенения в 368 градусов по Цельсию. Их производят методом окисления продуктов перегонки нефти, а также их соединения с экстрактами масляного производства и асфальтами. Битум строительный нашел свое применение при производстве гидроизоляционных работ по защите от влаги построек, зданий и сооружений.

-Дорожные битумы бывают двух видов: вязкие и жидкие. И те и другие представляют собой горючие вещества, имеющие температуру вспышки от 65 до 120 градусов тепла (для жидких битумов), или выше 220 градусов тепла (для вязких битумов). Вязкие дорожные битумы самовоспламеняются при температуре 368 градусов, а жидкие – не ниже 300 градусов тепла.

Битум дорожный вязкий применяется для проведения ремонта и прокладки дорог в теплое время года. А жидкий дорожный битум может использоваться и в холодную погоду, при минусовых температурах воздуха.

Жидкий битум изготавливают путем добавления в вязкий битум растворителей.

-Кровельные битумы являются горючими веществами, которые вспыхивают при температуре в 240 градусов и самовоспламеняются при 300 градусах по Цельсию. Метод их получения такой же, как и у строительных битумов. Кровельные битумы используются в производстве кровельных материалов, а также для пропитки и получения покровных слоев.

Получение: 1) Концентрированием нефтяных остатков путём перегонки их в вакууме.

2) Окислением кислородом воздуха различных нефтяных остатков и их композиций при температуре 180 – 300 ⁰С .

3) Смешением различных окисленных и остаточных битумов, а также нефтяных остатков и дистиллятов между собой.

Свойства: 1) Плотность 0,8-1,3 г/см^3

2) Теплопроводность 0,5-0,6 Вт/(м* ̊ С)

5) Устойчивость при нагревании (потеря массы при нагревании при 160 ̊ С в течение 5ч не более 1%)

1) способность при нагревании (до 8О...17О°С переходить в вязкожидкое состояние и объединяться с строительными материалами;

2) способность при понижении температуры (до 20......25 °С и ниже) вновь загустевать и образовывать единый материал,

3) пособность придавать гидрофобные (водоотталкивающие) свойства другим материалам, обработанным битумом.

Вязкость битумов является характеристикой его структурно-механических свойств и зависит от группового состава и температуры. При повышении температуры вязкость снижается, при понижении — резко возрастает; при отрицательных температурах битум становится хрупким.

74. ДЕГТИ. ВИДЫ И СВОЙСТВА.

Деготь – густая вязкая масса черно-коричневого цвет, образующаяся при нагревании без доступа воздуха твердых видов топлива (каменного и бурого углей, горючего сланца, торфа, древесины)

Виды:

1) сырой каменноугольный деготь: а) низкотемпературный первичный, б) высокотемпературный

2) отогнанный деготь (каменноугольная смола)

3) пек – аморфная хрупкая масса черного цвета с характерным раковистым изломом

4) составленные дегти, получаемые сплавлением пеков с дегтевыми маслами

5) дегтевые вяжущие

Свойства:

1) Плотность 0,96-1,09 г/см^3

2) Температура размягчения 50-60 ̊ С

3) Атмосферостойкость

4) Биостойкость

5) Стойкость против гниения

Другими характерными свойствами дегтя являются повышенная способность к прилипанию и неустойчивость к процессу старения.

75. Пластмассы. Классификация, основные свойства.

Пластические массы (пластмассы и пластики) - материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под влиянием нагревания и давления формироваться в изделия сложной конфигурации и затем устойчиво сохранять приданную форму.

Пластмассы являются весьма перспективным конструкционным материалом. Их используют не только как заменители металлов, не и как самостоятельный материал для различных изделий, обладающих многими положительными качествами.

Изготовление пластмассовых конструкций, как правило, менее трудоёмко и энергоёмко, чем из других материалов. Они с успехом заменяют конструкции из легированных сталей, драгоценных металлов, бетона и дерева, позволяя тем самым экономить промышленно важные материалы.

Св-ва:

-Истинная плотность пластмасс обычно составляет 1000...2000 кг/м3,

-Пористость пластмасс можно регулировать в процессе их производства в широких пределах.

-Водопоглощение пластмасс очень мало и не превышает для плотных пластмасс 3 %. Большинство пластмасс обладает значительной водостойкостью и стойкостью к водным растворам солей, кислот и щелочей

-Теплостойкость большинства пластмасс невысока (1ОО...2ОО°С).

-Теплопроводность ( 0,23...0,7 Вт/(м*°С) пластмасс низкая.Отличительной особенностью пластмасс является высокий (в 5... 10 раз выше, чем у других строительных материалов) коэффициент теплового расширения. –

-Прочность некоторых пластмасс значительна и у конструкционных пластмасс, таких, как стеклопластик, может достигать 300 МПа.

Классификация и свойства полимеров

1.. По поведению при тепловой обработке:

• термопластичные (термопласты) (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и др.) при нагревании размягчаются и приобретают пластичность, а при охлаждении отвердевают.

• термореактивные (реактопласты) при нагревании переходят в неплавкое, нерастворимое твердое состояние и безвозвратно утрачивают свойства плавиться. Эти материалы обладают повышенной теплостойкостью. К ним относятся аминопласты и пластмассы на основе полиэфирных и эпоксидных смол.

2. По своим физическим свойствам могут быть подразделены на:

• Жесткие- имеющие незначительное удлиннение,называются пластиками .с высоким модулем упругости (свыше 1000 МПа)

• Мягкие- обладающие юольшим относит.удлиннением, низкой упругостью(эластики). с низким модулем упругости (не выше 20 МПа)

3.По строению полимерной цепи различают пластмассы карбоцепные (цепь состоит только из атомов углерода) и гетероцепные (в состав цепи кроме углерода входят кислород, азот и другие элементы).

4. По структуре пластмассы делят на гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные). Структура пластмасс зависит от введения в нее наряду с полимером других компонентов. Последнее позволяет делить пластмассы на ненаполненные, газонаполненные, наполненные и составные. Ненаполненные пластмассы состоят из полимера, иногда из красителя, пластификатора и стабилизатора. В газонаполненные кроме указанных материалов входят также воздух или другой газ путем использования добавок газообразующих или воздухововлекающих веществ. В большинстве случаев для изготовления пластмассовых строительных материалов и изделий используют наполненные пластмассы, состоящие из полимера и наполнителя.

91