Материал: m33170

ханию древесины (при увеличении влажности) и усушке (при уменьшении влажности) с изменением объема.

Загниваемость древесины выражается в способности разрушаться под действием микроорганизмов, особенно при нахождении в неблагоприятных условиях эксплуатации – повышенной влажности.

Вследствие легкой воспламеняемости древесины деревян-

ные постройки и конструкции огнеопасны, особенно если не приняты специальные меры защиты от возгорания.

Физико-механические свойства древесины существенно зависят от ее влажности. Условно нормальной считают влажность древесины 12%, и при определении физико-механических свойств результаты следует соотносить с этой влажностью.

Различают влагу, находящуюся в древесине в свободном состоянии (она заполняет полости клеток, сосудов и межклеточное пространство), и гигроскопическую влагу, находящуюся в стенках клеток и сосудов в виде микроскопически тонких слоев.

По степени влажности различают древесину мокрую (влажность больше, чем у свежесрубленной древесины), свежесрубленную (влажность 35% и выше), воздушно-сухую (влажность 15–20%), комнатно-сухую (влажность 8–13%).

При высыхании древесина теряет сначала свободную влагу и только затем из нее начинает выделяться гигроскопическая влага. Максимальное количество гигроскопической влаги в древесине называют точкой насыщения волокон. У древесины разных пород она колеблется в узких пределах (23–31 %). Влажность, которую приобретает древесина, находясь долгое время на воздухе с постоянной температурой и относительной влажностью воздуха, называют равновесной влажностью.

Так как влажность воздуха непостоянна, то происходят колебания влажности древесины. В результате чего изменяется ее объем, что ведет к усушке, разбуханию, короблению древесины в строительных конструкциях, а также к появлению в ней трещин.

Для уменьшения гигроскопичности древесины и предохранения деревянных конструкций от усушки и разбухания разработаны меры ее защиты. Наиболее простым способом уменьшения гигроскопичности древесины является покрытие ее поверхности красками и лаками, создающими водо- и пароне-

216

проницаемую пленку, которая механически препятствует проникновению влаги в древесину.

При уменьшении влажности древесины ниже точки насыщения происходит усушка. Вследствие неоднородности строения древесины она усыхает или набухает неравномерно. Вдоль волокон усушка не превышает 0,1–0,3%, в радиальном направлении она составляет 3–6 %, в тангентальном направлении – от 7 до 12 %. Степень усушки характеризуется коэффициентом объемной усушки – величиной уменьшения объема древесины, соответствующего понижению влажности на 1 % в пределах от точки насыщения до абсолютно сухого состояния.

Объемную усушку вычисляют по формуле:

У0 = V1 − V2 ×100%,

V2

где V1 и V2 – объемы образца до и после высушивания. Коэффициент объемной усушки определяют по формуле:

К0 = УW0 ,

где W – влажность образца.

Вследствие усушки образуются щели в местах соединения отдельных деревянных конструктивных элементов, а при увлажнении отдельные элементы конструкций увеличиваются в объеме. Поэтому целесообразно применять древесину с такой влажностью, которая соответствует условиям ее будущей службы в конструкции.

Средняя плотность древесины зависит от ее влажности и объема пор. Обычно среднюю плотность древесины приводят к нормальной 12% влажности, пользуясь формулой:

К0=0,5);

W – влажность древесины в момент определения средней плотности.

217

Прочность древесины вследствие ее анизотропности неодинакова в различных направлениях. Эту особенность необходимо учитывать при использовании древесины в строительных конструкциях.

Различают сжатие вдоль и поперек волокон. Предел прочности при сжатии определяют по формуле:

σw = аР×максв ,

где Рмакс. – максимальная разрушающая нагрузка, кг; а и в - размеры поперечного сечения испытуемого образца.

Образец изготавливают в виде прямоугольной призмы с основанием 20х20 мм и высотой 30 мм (вдоль волокон).

Полученный при испытании данной древесины предел прочности при сжатии пересчитывают на стандартную влажность при 12% по формуле:

σ 12 = σ w [1+α (W −12)],

α = 0,04.

Предел прочности при сжатии вдоль волокон для различных древесных пород находится в пределах от 35,0 до 70,0 МПа.

Для древесины определяют также предел прочности при сжатии поперек волокон в радиальном и тангентальном направлениях, при растяжении вдоль волокон, статическом изгибе. Результаты пересчитывают при 12% влажности.

Пределы прочности при растяжении вдоль волокон колеблются от 80,0 до 150,0 МПа, при статическом изгибе – от 50,0 до

100,0 МПа.

Пороками древесины называют неправильность строения ствола, повреждения и различные заболевания. Пороки значительно снижают механические свойства, поэтому образцы для испытаний приготавливают из древесины, не имеющей дефектов.

218

Оценка качества и сортировка лесоматериалов основаны главным образом на допустимости различных пороков в зависимости от назначения материалов. В каждом стандарте на определенный сортимент древесины имеется таблица допустимых пороков. Основные пороки древесины следующие:

–трещины: метик, отлуп, морозобойные трещины, трещины усушки;

–сучки: сросшиеся, частично сросшиеся и несросшиеся;

–гниль: биржевые грибы, плесени, цветные окраски, сине-

ва;

–червоточина: короеды, усачи, домовой точильщик;

–нарушения нормальной формы ствола: кривизна, закоме-

листость, сбежистость, косослой, свилеватость, завиток.

10.2.Виды лесоматериалов, применяемых в строительстве,

итехнология переработки древесины

Встроительстве применяют как хвойные (сосна, ель, лиственница, пихта, кедр), так и лиственные породы (береза, дуб, бук,

осина, ольха, клен, вяз). Хвойные породы применяют для изготовления деревянных конструкций зданий, балок, ферм, стеновых элементов, столярных изделий, для сооружения мостов и т.д. Лиственные породы используют в основном для изготовления столярных изделий, мостовых конструкций, фанеры.

Лесные материалы, применяемые в строительстве, делят на три основные группы: круглые лесоматериалы, пиленые и изделия из древесины.

Круглые лесоматериалы – отрезки древесного ствола разных пород и размеров, очищенные от коры и сучьев.

Отрезки ствола толщиной (диаметром) верхнего отруба не менее 14 см называют бревнами, менее толстые отрезки ствола

(8–13 см) – подтоварником и диаметром 3–7 см – жердями.

Установлены следующие группы бревен по толщине верхнего отруба:

–средние – от 14 до 24 см с градацией 2 см;

–крупные – от 26 см и более с градацией 2 см;

–бревна строительные лиственных и хвойных пород диа-

метром в верхнем отрубе не менее 14 см и длиной 4–6,5 м с градацией через 0,5 м; бревна хвойных пород диаметром 20–32 см,

219

длиной 6,5; 7,0; 7,5; 11; 15; 16; 18 м для линий связи и линий электропередачи; бревна хвойных пород для свай, гидротехнических сооружений и элементов мостов толщиной 22–34 см, длиной

6,5–8,5 м.

Подтоварник применяют для обрешетки в покрытиях, для устройства настилов, ограждений.

По качеству древесины бревна несущих элементов конструкций разделяют на три категории. К первой категории относят бревна высокого качества с минимальным допуском пороков, ко второй – бревна с несколько большим количеством пороков. Для этих категорий гниль и червоточина не допускаются. К третьей категории относят бревна с многими пороками древесины (кроме гнили), червоточина допускается только поверхностная, причиненная короедом.

Бревна лучшего качества применяют для изготовления ответственных элементов несущих конструкций – стропил, ферм, имеющих большие пролеты; бревна среднего качества используются для изготовления балок в конструкциях с небольшими пролетами; бревна низкого качества применяют для неответственных конструкций – настилов, стен мелких деревянных зданий, для крепления откосов траншей.

Пиломатериалы получают продольной распиловкой пиловочных бревен, качество которых обусловлено стандартом.

При распиловке 1 м3 круглого леса получают 0,6 м3 пиломатериала, а в отходы идет: кора – около 6%, горбыль – 18%, опилки – 11% и мелочь – 7%. Отходы используют для изготовления плит, специальной щепы, продуктов химической промышленности.

В промышленности пиломатериалы в зависимости от наличия пороков и их размеров делят на сорта: для хвойных пород – четыре, а для лиственных – три.

Путем простой распиловки получают пластины, четверти и горбыль.

Пластины – половинки дерева, распиленного по оси ство-

ла.

Четвертины получают путем распиловки дерева вдоль оси по двум взаимно перпендикулярным направлениям.

220