Ім'я файлу: Реферат Будівельне Матеріалознавство Іляшевич І.М БЗ-19-1.docx
Розширення: docx
Розмір: 118кб.
Дата: 24.06.2021
скачати
Розширення: docx
Розмір: 118кб.
Дата: 24.06.2021
скачати
Перевірив:Артим Володимир Іванович
Іляшевич І.М
З предмету: «Будівельне матеріалознавство»
Тема: «Матеріали і вироби із деревини»
Виконав: студент групи БЗ-19-1
План:
1. Загальні поняття про деревину, будова деревини..........................3
2.Породи деревини які застосовуются в будівництві.......................4
3. Властивості деревини.......................................................................6
4. Вади деревини...................................................................................9
5. Захист деревини від руйнування та горіння.................................20
6. Конструкції із деревини що застосовуються в будівництві........24
7. Висновок...........................................................................................25
8. список літератури............................................................................26
1. Загальні поняття про деревину, будова деревини
Деревина, як і будь-який інший органічний матеріал, являє собою складну і неоднорідну структуру, характеристики якої значно різняться між собою на мікроскопічному рівні. Будучи живим організмом, дерево не може розглядатися в якості однозначно певного елемента або елемента з відомими і постійними властивостями.
Клітинна тканину дерева має різну природу прісхожденію, консистенція і якість її змінюється також залежно від типу дерева. Деревина листяних порід в основному утворена з підтримуючої тканини, яка складається з клітин, спрямованих по головній осі дерева, так званих волокон, які виконують функцію механічного опору ствола.
У широколистяних порід деревини функція провідності лімфи виконується судинами - системою трубчастих клітин, розташованих послідовно одна за одною, діаметр яких залежить значною мірою від породи дерева (вони добре видні неозброєним оком в деревині каштана і дуба).
У деревини хвойних порід, навпаки, підтримує функція і функція видалення лімфи виконуються одним типом клітин, так званими трахеідамі, паралельно з ними розвиваються смолоносний осьові канали.
Як у хвойних порід дерева, так і у листяних, речовини, необхідні для життя дерева, містяться у спеціальних клітках, так званих паранхіматіческіх, які в невеликій кількості орієнтовані у вертикальному напрямку, а більша їх частина орієнтована в горизонтальному напрямку і утворює промені, що йдуть від центру до периферії: у деяких порід дерева (бук, платан, дуб) ці промені - дуже великі і добре помітні на зрізі - утворюють поверхні (або ченчевічкі).
Зростання клітин деревини в країнах з помірним кліматом не відбувається безперервно, а в залежності від пори року: швидке формування навесні і уповільнене влітку і восени, переривання взимку. Це явище призводить до утворення кілець зростання, які поступово оточують вже існуючу деревину, залишаючись при цьому чітко відокремленими один від одного. Шляхом підрахунку їх на підставі ствола можна визначити вік дерева. Дерева тропічних зон не мають зупинки в вегетації через пониження температури в холодний період. Оскільки освіта деревини не переривається, розмежування кілець зростання не існує.Можливе утворення сезонних кілець в завісушлівие періоди.
У певному віці всередині клітин центральної частини стовбура відкладаються певні речовини, що впливають на збільшення стійкості цієї зони до псування і зносу. Ця центральна зона називається ядром, а периферійна корона називається забодонью. У багатьох видах явище освіти ядра виділяється більш темним забарвленням в центральній зоні: в цьому випадку мова йде про диференційованому ядрі (дуб, модрина).
З хімічної точки зору двома найбільш розповсюдженими елементами, які виробляються різними типами клітин, є целюлоза - полісахарид з функцією підтримки, і лінгнін - складне хімічна речовина.
Усередині клітинної структури дерева є такі хімічні сполуки, як вода, кислоти, жири, масла, мінеральні солі, а також різні речовини - фенол, танін, пігменти, вуглеводи та складні освіти, які надають деревині різне забарвлення і властивості. Це так звані «екстрактивні компоненти», витягнуті з навколишнього грунту корінням дерева.
Таким чином, кожна порода дерева відмінна від інших як за різноманітністю та кількістю цих елементів, так і за існуючим співвідношенням целюлоза \ лінгнін, а в рамках кожної породи існують відмінності, викликані різними місцевими кліматичними умовами: характеристиками грунту, температурою, вологістю и.т. д.
Хвойні породи
Найбільшу славу в будівництві будинків здобули хвойні породи. По-перше, вони володіють більшою доступністю в порівнянні з листяними, а по-друге, високі технічні властивості роблять їх лідерами у будівництві. Розглянемо найбільш популярні хвойні породи для наших широт.
-Сосна.
Соснова деревина займає, мабуть, перше місце за популярністю серед хвойних порід, використовуваних для спорудження будівель. І не випадково – адже сосна володіє цілим рядом позитивних властивостей: висока міцність (межа міцності при стисненні вздовж волокон близько 50 МПа), щільність, стійкість до розтріскування, усихання і гниття (деревина сосни має безліч смоляних ходів), зносостійкість. Крім того, соснова деревина є несучковатой і легкою, для неї характерна прямота стовбура, що значно спрощує обробку дерева. Недоліком є тенденція до «посиніння», що трохи псує зовнішній вигляд зрубу.
-Ялина.
По міцності ялина майже не поступається сосні (у сухому стані). Проте деревина їли не так багата смоляними ходами, як соснова, тому вона потребує додаткової обробки, здатної продовжити її опірність до гниття і довговічність. До того ж, ялина має більш високу сучкуватістю, ніж сосна, що ускладнює її обробку та звужує сферу застосування.
Незважаючи на це, в деяких європейських країнах ялина перевершує за популярністю навіть сосну, багато в чому завдяки однорідності деревини, що полегшує процес обробки, і здібності довго зберігати колір – вона не “синіє” з часом подібно сосні. Крім того, за гнучкістю деревини ялина перевершує більшість хвойних порід, тому активно використовується для виробництва гнутих елементів.
-Модрина.
Для модрини характерна висока щільність та міцність (на 30% вище, ніж у сосни), а крім того вона стійка до загнивання. Високо цінується властивість модрини стає надзвичайно міцної після сушки. Надзвичайну міцність підтверджує і той факт, що будинки з модрини, побудовані більш 300 років тому, стоять і досі. Модрина є найбільш підходящим деревом для виготовлення несучих конструкцій. Інші достоїнства – мала сучкуватістю і відсутність схильності до жолоблення. Недоліки – легко розколюється і важко обробляється.
-Ялиця.
Через відсутність смоляних ходів деревина ялиці набагато сильніше схильна до загнивання, ніж деревина сосни, тому не використовується для виготовлення зовнішніх конструкцій. Область застосування ялиці – вікна, двері, підлогу і інші внутрішні конструкції.
-Кедр.
За фізико-механічними властивостями деревина кедра поступається деревині модрини і наближається до сосни. Деревина легка, м’яка, стійка до гниття, легко обробляється. Підходить для виготовлення зовнішніх конструкцій. Крім того, деревина кедра має антисептичні властивості, через що з успіхом застосовується в екологічному будівництві.
| |
Властивості деревини
Листяні породи
Більшість листяних порід поступається хвойним у міцності і стійкості до загнивання (у них відсутні смоляні ходи), через що їх застосування в будівництві кілька обмежена. Найбільшою популярністю в якості будівельних листяних порід користуються дуб, ясен і гру.
-Дуб.
Деревина дуба має високу міцність (близько 60 МПа при стисненні вздовж волокон), добре чинить опір гниття. Застосовується для виготовлення зовнішніх конструкцій (хоч і не так активно, як сосна або модрина), а також в якості оздоблювального матеріалу (стать, вікна, двері).
-Ясень.
Поступається дуба за показниками міцності та стійкості до загнивання, тому рідко застосовується в зовнішніх конструкціях. Найбільш широке застосування знаходить як обробний матеріал.
Для деревини основними й найважливішими є такі властивості:
Механічні: міцність, твердість, деформівність, питома в'язкість, експлуатаційні характеристики, технологічні характеристики, зносостійкість, здатність утримувати кріплення, здатність гнутися;
Фізичні: зовнішній вигляд (текстура, блиск, колір), вологість (усушка, жолоблення, водопоглинення, гігроскопічність, щільність), теплові (теплопровідність), звукові (акустичний опір, звукопровідність), електричні (діелектричні властивості, електропровідність, електрична міцність);
Міцність деревини - здатність опиратися руйнуванню під дією механічних навантажень. Розрізняють міцність на стиск і розтягання по напрямках додатка навантаження - поздовжньої й поперечної; статичний вигин.
Твердість деревини - здатність деревини пручатися впровадженню в неї більш твердого тіла. Для оцінки твердості деревини використовується тест Янка.
Зносостійкість деревини - здатність деревини опиратися зношуванню, тобто поступовому руйнуванню її поверхневих зон при терті. Зношування бічних поверхонь більше, ніж торцевих; зношування вологої деревини більше, ніж сухої.
Вологість деревини визначається точно також, як і будь-якого іншого матеріалу - це кількість води в одиниці об'єму або маси. Обчислюється вологість у такий спосіб: виміряється маса проби вологого матеріалу, потім обмірювана проба висушується в сушарці при температурі 100—105 °С, потім відбувається повторне зважування, але вже сухого матеріалу. Різниця між масою вологого й сухого матеріалу саме й визначає кількість води, що втримується в зразку. Для того щоб розрахувати вологість необхідно скористатися нескладною математичною формулою: маса зразка до сушіння мінус маса зразка після сушіння, результат різниці розділити на масу зразка після сушіння й помножити все вираження на 100 результатом і буде вологість деревини.
Гігроскопічність деревини — властивість матеріалу поглинати вологу з навколишнього середовища. Дана властивість залежить від вологості деревини. Суха деревина має більшу гігроскопічність, ніж волога. Для зменшення гігроскопічності матеріал покривають олійними фарбами, емалями або різними лаками. Гігроскопічність прямо залежить від іншої властивості деревини — пористості.
Пористість деревини — відношення об'єму пор до загального об'єму деревини. Для деревини різних видів пористість має різне значення, але в середньому розбіг її значення становить 30-80 %.
Розбухання деревини проявляється при знаходженні матеріалів при підвищеній вологості повітря тривалий час.
Усушка — зміна розмірів при втраті вологи деревиною в результаті сушіння. Усушка відбувається природно. Прямим наслідком усушки є утвір тріщин.
Жолоблення відбувається в результаті нерівномірного сушіння деревини. Висихання деревини відбувається швидше в шарах більш вилучених від серцевини, тому у випадку, якщо сушіння проводилося з порушенням технології, відбувається зміна форми деревини, вона жолобиться. Жолоблення під дією усушки по-різному по різних напрямках. Уздовж волокон воно незначно, і становить приблизно 0,1%. Зміни розмірів поперек волокон більш значні й можуть становити 5-8% від початкового. Крім того жолоблення часте супроводжується появою тріщин у деревини, що сильно позначається на якості кінцевого продукту.
Жолоблення й утворення тріщин можна уникнути при дотриманні технології сушіння й при використанні певних технік під час складання виробів. Так наприклад у колодах на всю довжину матеріалу робляться поздовжні розвантажувальні пропили, які знімають внутрішні напруження, що утворюються при усушці.
Розтріскування— результат нерівномірного висихання зовнішніх і внутрішніх шарів деревини. Процес випару вологи триває доти, поки кількість вологи в деревині не досягнеться певного межі (рівноважного), що залежить прямо від температури й вологості навколишнього повітря.
Теплопровідність. На відміну від інших будівельних матеріалів деревина є менш теплопровідною. Це дозволяє використовувати її для теплоізоляції приміщення.
Звукопроникність— здатність матеріалу проводити звукові хвилі. Якщо у випадку теплопровідності деревина - кращий матеріал, то у випадку зі звукопроникністю деревина програє іншим будівельним матеріалам. У зв'язку із цим при будівництві стін і дерев'яних перекриттів необхідно використовувати додаткові матеріали (засипання), що знижують показник звукопропроницаемости.
Колір — своєрідний індикатор, що показує якість, вік і стан деревини. Якісна й здоровіша деревина має рівномірний колір без плям і інших вкраплень. Якщо в деревині присутні вкраплення й плями, це свідчення її загнивання. Колір деревини також може змінюватися під впливом атмосферних умов.
Запах залежить від змісту в деревині смол і дубильних речовин. Свіжозрубане дерево має більш сильний захід, а в міру висихання дерева й випарі вологи й ефірних смол запах слабшає.
Текстура — малюнок, що утворюється при розпилюванні дерева. площина розпила перетинає річні кільця й шари деревини, що утворювалися в різний час, у результаті утворюється характерний візерунок річних ліній, по якім і відрізняють деревину від інших матеріалів.
Вага деревини — розрізняють питома й об'ємна вага деревини. Питома вага - маса одиниці об'єму деревини без обліку порожнеч і вологи. Дана вага не залежить від породи деревини й становить 1,54 г/см3. Об'ємна вага — це маса одиниці об'єму деревини в природньому стані тобто з урахуванням вологи й порожнин.
Завилькуватість - непаралельне розташування волокон дерева стосовно поздовжньої осі колоди, бруса або дошки. Буває природною і штучною, через неправильне розпилювання. Навскісний шар також сильно знижує міцність деревини на розтягання, і як наслідок, на вигин, тобто в якості балок, крокв, затягувань застосовувати такі дошки або бруси небажано. Крім відбраковування (або правильного розпилювання) інших способів боротьби не існує. Як приклад понад завилькуватості можна привести деревину Карельської берези.
1.Вади, пов'язані з захворюванням і розкладанням деревини (гниття). Вади цього виду небезпечні не тільки для заражених частин конструкцій, але і для здорової деревини, що знаходиться поруч.
2. Вади здорової деревини, що впливають на будівельні властивості дерев'яного елемента в цілому (неправильне розміщення волокон і т.п.). Такі вади враховуються при застосуванні деревини в несущих конструкціях, особливо в тих, що розтягуються й елементах, що згинаються.
3. Вади здорової деревини, що знижують її якості тільки на невеликій ділянці стовбура (наприклад сучки), вирізавши їх, можна отримати цілком придатний матеріал.
Гниття.
До вад першої групи відноситься гниття, що є наслідком діяльності дерево руйнуючих грибів і бактерій. Грибкові зараження можуть з'явитися й у зростаючого дерева, але найбільш часто вони з'являються у дерева, зваленого в лісі, або під час зберігання лісоматеріалів на складі, а також у встановлених конструкціях.
Суть процесу гниття полягає в тому, що гриби і бактерії перетворюють основну частину деревини в легко розчинні у воді речовини, що служать для живлення і подальшого росту грибів.
Грибкові захворювання деревини спричиняють зміну її властивостей і зовнішнього вигляду; деревина стає в'ялою і пухкою, змінює колір і запах, покривається плямами і т.д.
Розвиток грибів може протікати тільки при сприятливих для них умовах: плюсовій температурі, наявності в деревині вологи і кисню. При відсутності навіть однієї з цих умов гриби не розвиваються. Так, не піддається гниттю суха деревина, а також деревина, повністю покрита водою або знаходиться в проточній воді. Добре зберігається деревина, що постійно знаходиться при мінусових температурах.
Найбільше піддається загниванню деревина, що знаходиться в умовах змінної вологості (частини дерев'яних стовпів, фундаментних стільців і т.п. у місцях виходу з землі).
Зараження деревини відбувається шляхом переносу вітром, тваринами, комахами або іншим способом грибкових спор, що у величезній кількості виділяє спіла грибниця, що представляє собою валоподібну масу. Зараження деревини може відбутися також при безпосередньому контакті здорової деревини з грибницею.
Існує багато різновидів грибів, що уражають деревину. Ступінь впливу їх на якість деревини різна.
Усі гриби, що викликають гнилизну, можуть бути розбиті на три групи: лісові, складські, домові.
Лісові гриби уражають тільки зростаюче дерево і, як правило, не розвиваються на зрубаному. При валці лісу заражені частини стовбура треба відокремити і тоді не буде підстав побоюватися подальшого розвитку лісових грибів на лісоматеріалах.
Складські гриби розвиваються на деревині, що ще не втратила своїх соків після валки дерева. Найбільше часто розвиваються складські гриби під час зберігання лісоматеріалів у погано провітрюваних штабелях.
Більшість складських грибів живиться вмістом клітин деревини, не руйнуючи їхніх стінок, у зв'язку з чим механічна міцність деревини порушується мало.
Ряд складських грибів викликає зміни кольору деревини, придаючи їй синяву, почервоніння, жовтизну або інші кольори.
Синява сама по собі не представляє небезпеки, і уражені нею частини дерева можуть бути застосовані для конструкцій, що знаходяться в сухих місцях.
Більш небезпечним видом ураження деревини є червона гнилизна сосни, ялини і модрини. Цей вид гнилі небезпечний тим, що розвивається усередині стовбура, причому по зовнішньому вигляді дерево нічим не відрізняється від здорових. Знайти червону гнилизну в зростаючого дерева можна шляхом вистукування стовбура обухом сокири: здорова деревина буде давати чистий дзвінкий звук, а уражені гнилизною ділянки — більш глухий.
На поверхні лісоматеріалів при несприятливих умовах зберігання може з'явитися цвіль у вигляді пухнатих світлих нальотів різного кольору. Після видалення плісняви і висушування матеріал може бути використаний без обмежень.
Домові гриби при сприятливих умовах розвиваються дуже швидко й у короткий термін можуть привести до повного руйнування деревини. Крім того, вони є джерелом зараження для здорової деревини. З грибів цієї групи найбільш поширений гриб домовий справжній, гриб домовий білий і гриб домовий плівковий.
Найбільш небезпечний гриб домовий справжній.
Уражена домовим грибом деревина буріє, покривається поздовжніми і поперечними тріщинами і цілком втрачає міцність, розсипаючись від легкого дотику.
Найбільш сприятлива температура для розвитку домовика справжнього гриба 12—15°С при вологості деревини 22—55%.
Домовий гриб поширюється головним чином там, де дерев'яні елементи недоступні сонячному світлу і свіжому повітрю і є підвищена вологість, тобто в підвалах, підпіллях та інших подібних місцях.
При зниженні або підвищенні вологості в порівнянні з зазначеною гриб розвивається менш інтенсивно, а при повному висушуванні деревини гине.
Гриб домовий білий і гриб домовий плівковий є також небезпечними руйнівниками деревини, хоча в трохи меншому ступені, ніж гриб домовий справжній.
ки. Сучок являє собою наявну в деревині основу гілки, живої або відмерлої в період росту дерева.
Деякі сучки являють собою одне ціле з деревиною стовбура, інші не зв'язані з нею. Сучки, що були живими при валці дерева, називаються зрослими(рис.2.1, 1). Такі сучки найменш небезпечні, тому що вони здорові і зв'язані з деревиною стовбура. Якщо одна з гілок дерева, відмираючи, зламається біля самого стовбура, то сучок, що залишився в товщі стовбура, заростає новими річними шарами і називається у цьому випадку зарослим (рис.2.1 3). Ці сучки також не знижують істотно якості деревини. Якщо відмерла гілка не обламується кілька років, то навколо неї наростають нові річні кільця, не зв'язані із сучком. Такий сучок зветься неврослий (рис.2.1, 2).
У числі неврослих можуть бути сучки тверді, що випадають, пухкі і тютюнові.
Твердий сучок, що випадає, має здорову деревину, але на всій довжині не зв'язаний з навколишньою деревиною і при її висиханні може випасти з гнізда.
Крихким називається сучок, що знаходиться в стадії гниття. Деревина якого в значній мірі втратила початкову міцність.
Різновидом крихких сучків є смоляний сучок хвойних порід, що представляє собою чорну смолисту масу, що частково або повністю замістила згнилий сучок.
Тютюновим називається сучок, що перетворився в буру, коричневу або іншого кольору масу, що легко розпадається в порошок при розтиранні пальцями.
Рис. 2.1 Сучки:
1 – зрослий, 2 – неврослий, 3 – зарослий.
Сучки порушують однорідність структури дерева і послаблюють його переріз. Біля них створюється неправильне розташування волокон, що знижує міцність деревини, особливо при її роботі на розтяг. Сучки утрудняють обробку деревини, туплять інструмент і зменшують робочий переріз дошки або бруса.
При роботі деревини на стиск сучки порівняно не дуже зменшують її опірність, а при роботі на зсув і зріз навіть підвищують міцність деревини. Найменше знижують міцність деревини зрослі сучки, тому вони допускаються в лісоматеріалах, що йдуть на дерев'яні несучі конструкції. Сучки крихкі й особливо тютюнові знижують міцність деревини більше, ніж зрослі. Крім того, у без’ядерних листяних породах крихкі і тютюнові сучки можуть стати причиною зараження навколишньої їхньої деревини. Погіршення властивостей деревини залежить також від розмірів сучків, їхньої кількості і розташування.
Вади форми стовбура.
Кривизною називається скривлення стовбура по довжині. Кривизна може бути односторонньою при вигині тільки в одну сторону і двосторонньою при вигині в різні сторони, в останньому випадку вигин може бути в одній або різних площинах. При розпилюванні кривої колоди неминуче виходить переріз великої кількості волокон, у зв'язку з чим міцність пиломатеріалів знижується. При великій кривизні колод вони не придатні для розпилювання.
Ройками називаються поздовжні западини і виступи в прикореневій частині стовбура, що надають поперечному розрізові зіркоподібний обрис. Ройки є причиною штучного косослою в пиломатеріалах, що знижує міцність останніх.
Закомелистістю називається різке і значне потовщення комлю стовбура в порівнянні з іншою його частиною.
Стічністю називається зменшення товщини стовбура від комлю до вершини, що перевищує норму. Чим стічність менша, тобто чим ближче форма стовбура до циліндричної, тим краще для будівельників. У середньому можна вважати нормальним стік, рівний 1% (зменшення товщини стовбура на10 мм на кожному метрі довжини).
Стічність є серйозною вадою, тому що зі стічної колоди дошки і бруси виходять з більш часто перерізаними волокнами і, отже, зі зниженою міцністю.
Вади структури деревини.
Косослоєм (рис.2.2, а) називається гвинтоподібне розташування волокон у дереві. Косослой виявляється при знятті кори по напрямку волокон тріщин, смужок, смоляних ходів і ін. Сильний косослой помітний навіть на зростаючому дереві по спірально розташованих тріщинах кори. Косослой шкідливий тим, що при випилюванні дошок приходиться часто перерізати волокна деревини, у результаті чого значно знижується міцність дошок і брусів.
Рис.2.2 Вади структури деревини і тріщини:
а – косослой, б – свилеватість, в – крен, г – простий метик, д –хрестовий метик, е –кільцевий відлуп, ж – частковий відлуп, з – морозобоїна, і –сонячні тріщини.
Найбільшою мірою косослой знижує опірність деревини розтяганню і згину. Опірність деревини стискові і сколюванню уздовж волокон при косослої практично не міняється.
Косослойна деревина дає підвищену усушку вздовж волокон,поздовжнє короблення. Ступінь «косослойности» виміряється у відсотках відхилення волокон від прямого напрямку на одиниці довжини стовбура. Вплив «косослойности» тим менший, чим більший перетин елемента. Тому доцільніше використовувати косослойну деревину у вигляді колод і брусів, а не у вигляді дошок.
Свилеватість(рис.2.2, б) полягає в різко хвилястому або: плутаному розташуванні волокон. Свилеватість зустрічається частіше в листяних породах, ніж у хвойних. Дошки, випиляні зі свилеватої колоди, як і косослойної, мають малу міцність у зв'язку з великою кількістю перерізаних волокон. Свилевата деревина важко піддається обробці, погано вистругується і розколюється.
Свилеватість деревини може мати позитивне значення при виготовленні різних дерев'яних виробів з таких порід, як карельська береза, клен, горіх; у цьому випадку вигадливе розташування волокон дає красивий малюнок на поверхні виробу.
Крен — це нерівномірний розвиток річних шарів з однієї сторони дерева (рис.2.2, в). Крен зустрічається головним чином у хвойних порід, особливо часто в ялини. Причиною кренів служить неоднакове висвітлення сонцем різних сторін дерева, наприклад на узліссі.
Крен знижує якість деревини, тому що не потовщені шари мають велику твердість і крихкість, а потовщені — більш крихкі і м'які. У зв'язку з різною щільністю деревини ускладнюється її обробка.
Дошки, випиляні зі стовбура дерева з креном, мають нерівномірну усушку і жолобляться.
Тріщини. Тріщини є серйозною вадою, тому що знижують міцність деревини і підвищують можливість її загнивання.
Поява тріщин зв'язана з впливом на зростаюче дерево різкої зміни температури або сильного вітру і з утратою деревиною вологи в результаті природного або штучного висушування.
До тріщин зростаючого дерева відносяться метик, відлуп і морозобоїна.
Метик — це одна або кілька внутрішніх широких тріщин, спрямованих радіально, що проходять через серцевину стовбура, але не доходять до його зовнішніх шарів.
Розрізняють метик простий і хрестовий.
Простий метик утворюється однією або двома тріщинами, розташованими по одному діаметрі (рис.2.2, г).
Хрестовий метик (рис.2.2, д)складається з двох або декількох тріщин, розташованих під кутом одна до другої.
Як простий, так і хрестовий метик може бути згодним і незгодним.
Згодним метик називається в тому випадку, якщо тріщина, що йде в стовбурі, залишається увесь час в одній площині.
При незгодному метику тріщина йде гвинтоподібно, так що на верхньому торці колоди її напрямок інший, ніж на нижньому.
Колода з незгодним метиком не придатна для розпилювання на дошки.
Колода з простим згодним метиком знижує сортність колод, тому що в цьому випадку її розпилюють на дошки уздовж метика.
Відлупомназивається внутрішня тріщина, що йде по річному шарі і поширюється на деякій ділянці по довжині колоди.
Відлуп може бути повним кільцевим (рис.2.2, е),коли тріщина має вигляд замкнутого кільця, і частковим (рис.2.2, ж),якщо тріщина має дугоподібний вигляд.
Відлуп порушує цілісність деревини і знижує якість лісоматеріалу. Ступінь зниження якості лісоматеріалу залежить від довжини тріщини по окружності і довжині матеріалу.
У лісоматеріалах відлуп спостерігається на торцях — у вигляді поздовжніх жолобчастих заглиблень,
Морозобоїнаминазиваються тріщини, що утворюються при великих морозах внаслідок розриву зовнішніх шарів дерева в результаті різкого зменшення їхнього об’єму.
Морозобоїна (рис.2.2, з) являє собою зовнішню поздовжню тріщину, більш широку ззовні стовбура і яка поступово звужується в напрямку до його центра. Морозобоїна може поширитися на велику глибину аж до серцевини стовбура. Вона може бути відкритою ззовні або закритою (зарослою). На поверхні стовбура уздовж морозобоїни звичайно спостерігаються нарости у виді валиків. Морозобоїна спотворює стовбур дерева і порушує цілісність деревини, знижуючи цим її якість. Крім того, вона сприяє утворенню гнилі.
Тріщини усушкиз'являються в результаті нерівномірної зміни об’єму різних шарів деревини при видаленні з неї вологи.
Зовнішні шари деревини, що висихають швидше внутрішніх, прагнуть зменшити свій об’єм, але зустрічають опір з боку сирих внутрішніх шарів, у результаті деревина розривається, утворюючи тріщини.
У колодах і брусах тріщини розташовуються по радіусах і звуться сонячними (рис.2.2, і).
У залежності від розташування і характеру тріщин усушки в пиломатеріалах розрізняють тріщини: торцеві, котрі не виходять на бічну поверхню матеріалу; торцеві односторонні, що виходять на одну бічну поверхню матеріалу; торцеві наскрізні, що виходять на торець і дві протилежні бічні поверхні матеріалу, і тріщини пластові або бокові, що не виходять на торець.
Тріщини усушки спостерігаються у всіх пиломатеріалах у тому або іншому ступені. Вплив тріщин на якість матеріалу залежить від їхнього характеру і кількості. Найменший вплив мають так звані волосяні тріщини товщиною до 0,5 ммі глибиною до 5 мм;найбільш шкідливі наскрізні торцеві тріщини, тому що вони можуть розколоти дошку або брус.
| |
Інші вади.
Зустрічається ще ряд вад деревини, зв'язаних з її механічними ушкодженнями, наявністю сторонніх хворобливих утворень, а також з ушкодженнями її комахами.
Ушкодження кори— це затіс або частковий карб стовбура сокирою й інші механічні ушкодження. Вони сприяють зараженню стовбура грибами, особливо при збереженні на складі.
Прорість являє собою омертвіння окремих ділянок деревини або кори, що заросли частково або цілком у стовбурі. Прорість буває закритою, тобто цілком зарослою, або відкритою у виді поздовжньої борозни або виямки. Прорість порушує цілісність деревини і супроводжується місцевим скривленням річних шарів. Причиною виникнення прорості може бути місцеве ушкодження деревини ударом.
Сухобокісттюназивається зовнішнє однобічне омертвіння деревини стовбура, що може виникнути в результаті опіку дерева при пожежі або відсутності кори з однієї сторони стовбура. Сухобокість веде до зменшення виходу пиломатеріалів і часто супроводжується гнилизною в місцях, що примикають до омертвілої деревини.
Смоляний рак зустрічається тільки на сосні як результат зараження особливим іржавим грибом і являє собою ділянку стовбура сосни з відмерлою, сильно засмоленою і почорнілою корою. Смоляний рак викликає неправильність форми стовбура в місці пораження. Якість деревини знижується в залежності від величини місця, ураженого смоляним раком, і його розташування по довжині стовбура.
Водостоємназиваються внутрішні ділянки у свіжо зрубаному дереві зі значно більшим вмістом вологи, ніж у навколишній деревині. На поверхні розрізу деревини водостій помітний у виді смуг або плям, на місці яких після висихання з'являються тріщини. Водостій сприяє загниванню деревини.
Смоляні кишеньки(серниця) являють собою порожнини між річними шарами хвойних порід, найчастіше ялини, заповнені смолою. Скупчення смоли зменшують міцність деревини, а випливаюча з кишеньок смола заважає обробці і склейці деревини, псує поверхню виробів.
Комахи наносять шкоду зростаючим в лісі деревам, деревині, що зберігається на складах, а також перебуваючим в експлуатації дерев'яним конструкціям і спорудженням.
Ступінь ушкодження деревини комахами може бути різною.
Жук-короїд, сірий плоский вусань і деякі інші комахи, поселяючись під корою, проробляють на поверхні деревини звивисті ходи глибиною не більш декілька міліметрів. Така поверхнева червоточина не має значення для матеріалу, якщо при випилюванні дошок ушкоджені місця видаляються. При використанні ушкодженого матеріалу у вигляді колод потрібно враховувати можливість їхнього швидкого загнивання, тому що жуки часто заносять у деревину спори грибів.
Червоточина, утворена чорними вусанями, рогохвостами і деякими іншими жуками, може бути більш глибокою, понад 5см при діаметрі ходів понад 6 мм. У цьому випадку сортність лісоматеріалів різко знижується аж до переводу їх у дрова.
Найбільші пораження готовим дерев'яним конструкціям заподіюють жуки: меблевий точильник і будинковий точильник. Личинки цих жуків проробляють у сухій деревині хвойних і листяних порід ходи діаметром 2 ммі більше. У цьому випадку деревина не має ззовні ніяких видимих слідів ураження, однак унаслідок великої кількості ходів уся вона перетворюється в порохняву масу з великою кількістю деревного борошна. Ушкоджену конструкцію приходиться цілком замінювати.
У водах теплих морів зустрічається так званий морський хробак, або шашень, що є небезпечним руйнівником деревини підводних частин морських споруджень, у яких він проробляє велику кількість ходів діаметром 5—7 мм. У результаті деревина майже цілком утрачає свою міцність.
У Закавказзі і Середній Азії водяться комахи-терміти, що руйнують дерев'яні частини будівель, що стикаються з землею: стовпи, обв'язки і т.п., усередині яких терміти, проробляють ходи.
Захист деревини від руйнування та горіння
Суттєвим недоліком деревини є низька вогнестійкість. Тому для захисту дерев’яних конструкцій та предметів від займання вживають такі заходи:
віддаляють дерев'яні елементи від джерел нагрівання або прямих сонячних променів;
зводять вогнетривкі стіни і перегородки на певній відстані;
покривають дерев'яні елементи штукатуркою або вогнетривкими матеріалами, які мають низьку теплопровідність (наприклад, азбестоцементними листами);
покривають деревину рідкими вогнезахисними розчинами, які створюють на поверхні захисну плівку завтовшки до 1 мм (наприклад, спеціальними лаками і фарбами);
обмащують спеціальними розчинами густої консистенції, які утворюють шар завтовшки до 3 мм;
просочують дерев'яні вироби вогнезахисними засобами – антипіренами.
Для захисту деревини від займання застосовують вогнезахисні й просочувальні засоби, які унеможливлюють або уповільнюють процес горіння. Здебільшого деревину обробляють двома способами – поверхневим та глибоким.
Поверхневе вогнезахисне просочування дерев’яних виробів та елементів найбільш поширене, просте й економічно вигідне, проте, отримати надійний захист від займання в такий спосіб доволі складно.
Поверхневу вогнезахисну обробку здійснюють розчином 20% концентрації у два етапи. Інтервал між першою і другою обробкою поверхні має становити не менше 2 год, а температура повітря в приміщенні має бути 18–20°С.
Для захисту дерев'яних конструкцій від займання методом глибокого просочення застосовують антипірени – вогнезахисні просочувальні засоби на основі водних розчинів солей (борної, фосфатної чи кремнієвої кислоти) і поверхнево-активних речовин.
Найефективнішим протипожежним захистом деревини вважають глибоке промислове просочування антипіренами в автоклаві, а поєднання технології поверхневого та глибокого просочення деревини дає змогу антипіренам проникати в структуру деревини і захищати матеріал значно краще.
Засоби вогнезахисту деревини можуть бути атмосферостійкими і не стійкими до атмосферного впливу. Останні експлуатують у закритих приміщеннях із відносною вологістю повітря не більше 70%.
Вогнезахисні покриття на основі рідкого скла і силікофосфатного зв’язувального в процесі експлуатації можуть покриватися плямами і тріскати, що погіршує декоративні та експлуатаційні властивості деревини.
Перед нанесенням на деревину вогнезахисних засобів її очищають від пилу, бруду, смоли і жиру. Вологість деревини має бути не більшою ніж 20%. Вогнезахисні засоби наносять за допомогою фарбопульта або пензля, використовуючи гумові рукавички, респіратор, захисні окуляри й одяг.
| |
Просочення антипіренами
Антипірени – це хімічні речовини, які уповільнюють займання деревини навіть за надвисоких температур.
Майже всі антипірени належать до категорії неводостійких матеріалів, тому для більш надійного захисту деревини вони потребують додаткового покриття атмосферо- і вологостійкими фарбами, лаками й тонізувальними речовинами. Антипірени наносять на деревину за допомогою пензля або фарбопульта. Технологія та спосіб нанесення залежить від породи деревини та особливостей виробу.
Виготовлені у промисловий спосіб антипірени, вважають традиційним та ефективним засобом захисту, однак висока концентрація хімічних речовин, які потрібні для гасіння полум'я, негативно впливають на фізико-механічні властивості полімерів, які входять до складу інших засобів захисту та оздоблення деревини.
Антипірени для захисту деревини продають у вигляді водного розчину або порошку, який потребує розведення.
Основним показником вогнестійкості просоченої деревини є група горючості (група захисту), яку визначають у процесі сертифікаційних випробувань. На побутовому рівні, якщо деревина просочена якісно, то при контакті з вогнем займання не відбудеться. При тривалому контакті з вогнем просочена деревина починає тліти і затухає одразу після припинення контакту.
Обмазками називають захисні засоби на основі цементу, азбесту та інших матеріалів. Їх наносять на поверхню товстим шаром, який перешкоджає її контакту із полум'ям. Обмащувальні засоби стійки до прямої дії вогню протягом кількох годин, тому деревина, оброблена в такий спосіб, належить до категорії вогнетривких матеріалів.
Вогнезахисні властивості обмазки забезпечує, перш за все, значна товщина і теплопроникність шару покриття. Другий фактор, який впливає на захисні властивості обмащувальних засобів, – це складові елементи фінішного покриття деревини, які при нагріванні розм'якшуються й утворюють склоподібну плівку, яка цементує обгорілий шар на поверхні деревини. Цей обгорілий шар, маючи низьку теплопровідність, захищає від нагрівання нижчерозташовані шари деревини та створює захист.
Обмащувальну суміш готують безпосередньо на місці обробки та використовують для захисту від вогню прихованих дерев'яних елементів конструкції будинку (крокв, решетування, балок тощо). Вогнезахисні обмазки наносять на поверхню за допомогою малярського пензля двома шарами. Витрата обмащувального розчину становить приблизно 1-1,2 кг/м2 дерев’яної поверхні.
Серед обмащувальних засобів застосовують спеціальний глиняний розчин, який складається з суміші суперфосфату і води з пігментом. Обмазки на основі глини, вапна і гіпсу вважають найпростішими і загальнодоступними засобами захисту деревини.
Міцність щеплення обмазок із деревиною низька, і вони порівняно швидко руйнуються, тому потребують періодичного відновлення.
Вогнезахисні покриття та просочення ускладнюють горіння дерев'яних конструкцій, унеможливлюють розповсюдження пожежі і, в деяких випадках, її виникнення.
Лакофарбові вироби
Вогнезахисні лаки, фарби й емалі забезпечують захист деревини завдяки спеціальним речовинам, які входять до їх складу, перешкоджаючи контакту вогню із поверхнею при температурі 200-300°С. Ці матеріали виділяють негорючий газ, який створює додатковий ізоляційний прошарок.
Вогнезахисні фарби складаються з наповнювача і зв’язувальних речовин. До силікатних захисних фарб як наповнювач додають дрібний кварцовий пісок, шпат, крейду, магнезит, а як сполучну речовину – рідке скло.
Крім розчинів на основі рідкого скла, як засоби вогнезахисту деревини використовують казеїнові неводостійкі, олійні з додаванням антипіренів і хлорвінілові водостійкі фарби. Витрата вогнезахисних фарб на деревину становить приблизно 0,5-0,7 кг/м2.
Лакофарбові вироби, на відміну від обмащувальних, мають широку гаму кольорів і надають поверхні деревини декоративного вигляду. Здебільшого, такі покриття є суцільними і закривають природну текстуру деревини. Тому для надання захисній фарбі бажаного кольору або відтінку додають різні природні пігменти.
Дозволені для використання у певних умовах марки фарб і емалей мають бути вказані в технічній документації на застосовування засобів вогнезахисту. Це важливо, оскільки використання таких засобів потребує обов'язкового проведення сертифікаційних випробувань, що підтверджують вогнезахисну ефективність покриття.
Засоби захисту не роблять деревину негорючим матеріалом, а лише покривають її захисною вогнетривкою плівкою і газовою оболонкою, перешкоджаючи або уповільнюючи займання.
Важливо знати:
Розрізняють два типи засобів вогнезахисту деревини: активні і пасивні.
Активні засоби:
змінюють перебіг і структуру горіння;
ускладнюють доступ кисню до поверхні;
знижують температуру горіння, перешкоджаючи виділенню горючих газів та смол.
Пасивні засоби:
зберігають теплофізичні характеристики деревини під впливом високих температур;
утворюють пористу структуру і мають високі ізоляційні властивості.
Багато хто вважає, що конструкції з дерева поступається якістю бетонним абоцегляним конструкціям. Насправді це не правильно. Дерев'яні споруди дуже практичні, екологічно чисті і надійні. Сучасні Будівельні технології даютьможливість споруджувати дерев'яні каркаси, які відповідають високимхарактеристикам і відповідають необхідним нормам. Головні стрижневі балкидерев'яного споруди кріпляться за допомогою накладок, скоб, гаків. Крім цілісногодерева може вживання зробленого на клею деревина. Як правило, стійкавиконується на три метри, іноді - на шість метрів. До конструкції додаються ригелі, на які укладаються балки перекриття. Подолання навантаження вітромдосягається за рахунок експлуатації сталевих укосів. Дерев'яна споруда всукупності обшивки поверхні винлядіт найбільш міцно і стабільно.