Древесные строительные материалы, виды, классификация

Различают следующие группы :

Древесина натуральная — основная группа древесных материалов — лесоматериал круглый, тёсанный, колотый, пиленый, ( пиломатериал - доски, брусья, и др) щепной шпон, строганая фанера, древесная стружка, опилки, древесное волокно и пр.

Древесина пропитанная — натуральная древесина, в структуру которой введены:

• антисептически вещества для повышения биостойкости (консервированная древесина),
• антипирены, повышающие огнестойкость (в строительстве),
• стабилизаторы для снижения гигроскопичности и размероизменяемости при изменении её влажности (в машиностроении),
• красители (в мебельном производстве) и пр.

Древесина прессованная — уплотненная, преимущественно в направлении поперёк волокон, при давлении 100—300 кг/см2 (до объёмного веса 1,3— кг/см3) и нагреве (до 100°—250°).

Древесина клееная — склеенная для получения элементов больших размеров по толщине, ширине и длине, с более однородными физико-механическими свойствами или с заданным расположением наиболее прочной древесины в элементе.

Древесина слоистая — получаемая склеиванием шпона или строганой фанеры синтетическими смолами или белковыми клеями. Относительное направление волокон в слоях может быть различное, в соответствии с чем различают следующие виды слоистой древесины:

• фанера клеёная (переклейка) - взаимно перпендикулярным направлением волокон в соседних слоях шпона,
• фанера формованная (выклейка) криволинейной формы вплоть до сферической,
• древесина слоистая — с одинаковым или разным направлением волокон шпона в слоях,
• древесина слоистая комбинированная (столярные плиты).

Слоистая древесина иногда армируется тонким листовым металлом, металлической сеткой или тканью.

Древесина слоистопрессованная - изготовленная путём склеивания под давлением — 300 кг/см2 и при темпеатуре около 150° пропитанного синтетической смолой шпона, объёмный вес 1,3— 1,5 кг/см3,бывает тех же разновидностей, что и слоистая древесина.

Древеснопластические материалы - изготовляемые из стружек, опилок, дроблённой древесины и пр. и органических или минеральных связующих (10—30%); от пластич. материалов с древесным наполнителем они отличаются повышенным содержанием древесины; к древеснопластическим материалам относятся древесностружечные плиты, фибролит.

Древесноволокнистые плиты— изготовляемые из волокнистой древесной массы путём прессования.

В номенклатуру древесных материалах не входят материалы, являющиеся продуктом целлюлозно-бумажной, лесохимической отраслей промышленности, хотя исходным сырьём для получения этих материалов служит древесина.

Требования к лесоматериалам для гидротехнического строительства

Для строительства, реконструкции и ремонта гидротехнических сооружений (плотин, водоспусков, судоходных шлюзов и др.) применяют круглые и пиленые лесоматериалы хвойных (преимущественно) и лиственных пород

Условия работы древесины в гидротехнических сооружениях

значительно отличаются от условий в обычных наземных сооружениях. Для многих гидротехнических сооружений режим влажности постоянно меняется вследствие естественного или искусственного понижения уровня воды; происходящее при этом переменное увлажнение и высыхание деревянных элементов способствует созданию благоприятной среды для их гниения. Кроме того, на древесину может влиять длительное воздействие ударных и вибрационных нагрузок, химический состав воды и т. п.

Выбор древесины

Поэтому при выборе древесины необходимо учитывать ее стойкость против загнивания и механическую прочность.
В зависимости от условий среды долговечность древесных пород, различна. Так, в незащищенных от увлажнения нонструкциях малоустойчивы: ель, пихта, береза, бук, клен; в сырых местах высокой устойчивостью обладают: лиственница, дуб, ольха; относительно устойчивы в этих же условиях сосна, кедр.

Проведенные исследования позволили установить, что в результате воздействия среды, в которой древесина находилась 70 лет, полезное поперечное сечение деревянных элементов уменьшилось на 15—20% вследствие порчи их наружной части, вызванной процессом выщелачивания и ослизнения древесины пресной водой. Прочность древесины наружных слоев (на толщину 10— 15 мм) оказалась настолько малой, что она легко поддавалась смятию и разрушению при простом нажатии ногтем. Микроскопическим анализом установлено полное разрушение клеток и отсутствие какой-либо связи между ними.
За пределами поврежденного наружного слоя, а именно в заболони и в ядре, не обнаружено следов разрушения структуры клеток. Таким образом, механическая прочность исследуемой воздушно-сухой древесины при сжатии, изгибе, скалывании оказалась не ниже норм, допускаемых для здоровой древесины.

Соли натрия, кальция, калия и др., находящиеся в морской воде, оказывают на древесину гидротехнических сооружений большее влияние, чем речная пресная вода. Исследования проф. С. И. Ванина показали, что прочность древесины свай ), находившихся около 30 лет в воде, на 40—70% ниже, чем у нормальной древесины, не бывшей в воде.

Основная порода древесины, применяемая в строительстве гидротехнических сооружений, сосна. Дуб и лиственница используются в конструкциях, от которых требуется высокая прочность и стойкость против загнивания. Для изготовления мелких деталей нагелей, шпонок, клиньев, подкладок и т. п. применяют дуб, бук и другие твердые породы.
По прочности древесина должна удовлетворять следующим требованиям.

Предел прочности для древесины сосны 1-го и 2-го сортов (при испытании стандартных образцов с влажностью 15%) должен быть не менее:

• при сжатии вдоль волокон...................... 300 кг/см2
• при изгибе ................................................  500 кг/см2
• при скалывании вдоль волокон............. 50 кг/см2

Расчетный объемный вес для сзежесрубленной и сырой древесины составляет: для сосны 800 кг/м3, для дуба 1000 кг/м3.

Качество лесоматериалов

Качество лесоматериалов должно удовлетворять требованиям ГОСТ и дополнительным требованиям для несущих конструкций гидротехнических сооружений.
Ни в одном из сортов лесоматериалов не допускается гнили.
Для растягиваемых и изгибаемых элементов несущих конструкций применяют лесоматериалы 1-го сорта, а для сжатых элементов лесоматериалы 2-го сорта.
Древесина капитальных портовых сооружений, находящаяся в. условиях, где она может быстро загнивать или портиться древоточцами, обязательно должна быть хорошо антисептирована.

Древесная масса

В зависимости от способов обработки балансов, различают белую, бурую и химическую древесную массу. Белая получается из обычной древесинь, бурая из древесины, предварительно пропаренной в котлах (около 8 часов при температуре 150°—160°и давлении 4—5 ати), химическая — из лиственных пород, обработанной раствором моносульфита и бикарбоната натрия при давле до 11 ати к температуре 150°С.

Широкое применение древесных материалов объясняете дешевизной по сравнению с целлюлозой, тряпичной массой, а также способностью повышать печатные свойства бумаги (гладкость, непрозрачность, непрозрачность, впитываемость красок и др.).

Недостатками считается сравнительно низкая механическая прочность, недостаточная белизна и неустойчивость первоначальных свойств (белизна, прочность) при воздействии солнечного света, тепла и влаги, что ограничивает применения.

Для частичного устранения этих недостатков древесная масса подвергается отбелке.