Древесные породы, применяемые в строительстве

Выделяют две группы древесных пород, встречающиеся в лесах нашей страны: хвойные и лиственные. Породу растущего дерева сравнительно легко определить, оценивая внешний вид кроны, коры, листьев или хвои. Гораздо труднее распознать породу срубленной древесины, особенно после распиловки и других видов обработки, поэтому ее оценивают по макро и микроструктуре.

Хвойные породы относятся к голосеменным растениям с узкими игловидными или чешуевидными листьями (хвоей), большей частью вечнозеленые и смолистые; макроструктура древесины большинства пород характеризуется наличием смоляных ходов, хорошо заметных границ годичных слоев. Из хвойных пород чаще всего применяют сосну, лиственницу, ель, пихту и кедр.

Сосна – наиболее распространенная хвойная порода. Древесина сосны ядровая с розовым или буро-красным ядром и желтовато-белой заболонью. Ядро древесины обильно пропитано смолистыми веществами, содержание смолы – 18-20 кг/м³ древесины. Отличается прямизной ствола, малой плотностью (ρ = 470..540 кг/м³), высокой прочностью при растяжении (R_р = 110 МПа), при сжатии (R_сж = 48 МПа), при изгибе (R_изг = 85 МПа), хорошо поддается обработке. Из сосны изготавливают деревянные несущие конструкции, различные столярные изделия, фанеру и т.д.

Лиственница – ядровая порода. Цвет ядровой древесины темный, серо-красный. Лиственница значительно богаче смолистыми веществами (20-25 кг/м³), чем сосна. Плотность ρ = 630…790 кг/м³, древесина твердая и прочная (R_р = 125 МПа, R_сж = 62 МПа, R_изг = 105 МПа), но труднее поддается обработке, менее подвержена гниению чем сосна. При сушке древесина лиственницы подвержена сильному растрескиванию. Применяется в конструкциях для гидротехнических сооружений.

Ель – спелодревесная порода, древесина которой отличается от сосны меньшей плотностью (ρ = 350..500 кг/м³), белым цветом, мягкостью, меньшим содержанием смолы (5-10 кг/м³), относительно высокими прочностными показателями (R_р = 120 МПа, R_сж = 44 МПа, R_изг = 80 МПа;), однако при использовании в сырых местах быстро загнивает. Из ели изготавливают столярные изделий и строительные конструкции, эксплуатируемые в сухих местах.

Пихта – древесина по внешнему виду напоминает древесину ели, но не содержит смолы, более хрупкая, хуже обрабатывается, легче колется. Физико-механические свойства: ρ = 370…600 кг/м³, R_р = 70 МПа, R_сж = 40 МПа, R_изг = 70 МПа близки к свойствам древесины ели. В строительстве древесину пихты используют для тех же целей, что и древесину ели.

Кедр – по сравнению с другими хвойными древесными породами древесина самая мягкая и легкая, плотность ρ = 400..450 кг/м³. Кедр - ядровая порода, ядро отличается по цвету от заболони более темным цветом, легкий в обработке с красивой текстурой. Применяется для изготовления всякого рода резных изделий.

Лиственные породы - относятся к покрытосеменным растениям с хорошо развитыми листовыми пластинками; макроструктура их древесины характеризуется наличием сосудов, сердцевинных лучей, размытых границ годичных слоев. Лиственные породы. применяемые вы строительстве: дуб, бук, ясень, береза, граб, осина, ольха и др.

Дуб – ядровая порода, древесина плотная (ρ = 600..900 кг/м³), твердая и очень прочная: R_р = 130 МПа, R_сж = 58 МПа, R_изг = 106 МПа. Многочисленные крупные сердцевинные лучи видны на всех разрезах и придают древесине дуба красивую своеобразную текстуру. Дуб хорошо обрабатывается, полируется, окрашивается. Древесина дуба в условиях переменной влажности более хорошо сохраняется, поэтому его применяют в ответственных конструкциях (шпонки, нагели и т.п.), в гидротехнических сооружениях, мостостроении, а также для изготовления паркета, столярных изделий. Древесина дуба при быстрой сушке подвержена сильному растрескиванию и короблению при сушке.

Бук – древесина белая с красноватым оттенком спелодревесная (ядро и заболонь не отличаются по цвету), плотность ρ = 810...930 кг/м³. Древесина бука крепкая, но чрезвычайно нестойкая в условиях переменной влажности. При высыхании коробится и растрескивается, легко загнивает во влажных условиях. Прочностные показатели древесины бука не ниже древесины дуба. Применяется для изготовления паркета, фанеры.

Береза – заболонная самая распространенная в лесах России лиственная порода, древесина белого цвета, плотность ρ = 500..770 кг/м³, легко загнивает в сырых и плохо вентилируемых местах. Березу используют для изготовления фанеры, столярных изделий и отделочных материалов, особую ценность представляет карельская береза с извилистой своеобразной и узловатой текстурой. Прочность: R_р = 125 МПа, R_сж = 55 МПа, R_изг = 110 МПа

Ольха – заболонная порода с мягкой древесиной, склонной к загниванию, используют в основном так, как и березу.

Осина – заболонная широко распространенная порода. Ее древесина с зеленоватым оттенком, легкая ρ = 350..530 кг/м³, мягкая, легко обрабатывается (R_р = 120 МПа, R_сж = 42 МПа, R_изг = 78 МПа), мало усыхает. Используется в зданиях временного назначения.

Ясень – ядровая порода плотностью ρ = 570..930 кг/м³, древесина тяжелая, гибкая, вязкая, но менее прочная, чем у дуба. Ясень относят к дефицитным породам. Древесина имеет красивую текстуру, хорошо полируется, мало трескается и мало коробится.

4 Пороки древесины

Пороками древесины называют: отклонения строения древесины от нормального, нарушение внешней формы ствола дерева, различные повреждения, оказывающие влияние на ее технические свойства. Пороки снижают сортность древесины и ограничивают области ее применения в строительстве. В зависимости от причин появления пороки можно разделить на следующие основные группы: сучки, трещины, неправильности формы ствола и строения древесины, ненормальная окраска, гниль, повреждения насекомыми.

5 Виды лесоматериалов и изделий из древесины

К основным технологическим операциям при производстве древесных материалов относятся добыча и обработка. Добыча древесины предполагает валку, раскряжевку и окорку деревьев. Раскряжевка - процесс поперечного деление хлыстов (стволов поваленного дерева), опиленных от корневой части и очищенных от сучьев. При этом выделяют деловую и дровяную части ствола дерева. Древесные материалы производят на деревообрабатывающих предприятиях при помощи таких технологических операций как распиловка, строгание, лущение, фрезерование, сборка полуфабрикатов, обработка отходов, сушка, защитная обработка древесины и др.

Распиловка – раскрой бревен. Строгание – снятие специальными ножами тонких срезов древесины, лущение – снятие специальными ножами тонких срезов древесины по спирали. Фрезерование – резание специальными ножами и получение требуемого профиля древесных материалов. Сборка полуфабрикатов – соединение заготовок, полученных после механической обработки, предполагает их склеивание. Применение современных полимерных клеевых составов позволяет склеивать доски и получать крупноразмерные элементы деревянных клееных конструкций. Обработка отходов - сортировка, перемешивание со связующим и формование (часто горячее прессование). Сушка – повышает прочность древесины и значительно удлиняет сроки ее эксплуатации. Защитная обработка древесины – антисептирование и антипирировнаие.

Лесоматериалы – материалы из древесины, сохранившие ее природную физическую структуру и химический состав. Лесоматериалы подразделяют на необработанные (круглые) и обработанные (пиломатериалы, колотые, шпон и др.)

Круглые лесоматериалы. В зависимости от толщины (диаметра) в верхнем отрубе отрезка ствола дерева очищенного от сучьев круглый лес имеет различные названия: кряжи – (диаметр в верхнем отрубе 40-60 см, длина 1-3 м), бревна (толщина в верхнем отрубе 16-39 см и длина 4…6,5 м), подтоварник или накатник (диаметр – 8-13 см, длина 3-9 м) и жерди (диаметр 2-7 см, длина 3-9 м).

Кряжи применяют в основном для получения шпона, шпал Отрезки кряжей, соответствующие по длине рабочим размерам деревообрабатывающего оборудования, называется чураками. Бревна применяют для несущих строительных конструкций и для получения различных пиломатериалов. Подтоварник и жерди используют для различных целей в строительстве, в том числе и для получения древесной щепы.

Пиломатериалы - изготовляют продольным пилением круглого леса с последующей поперечной распиловкой полученного полуфабриката. По внешнему виду пиломатериалы подразделяются на необрезные и обрезные. У необрезных пиломатериалов пропилены только пласти, а кромки не пропилены. У обрезных – пропилены пласти и кромки со всех четырех сторон либо с кромками, имеющими тупой или острый обзол - сохранившуюся часть поверхности бревна. По форме и размерам поперечного сечения различают следующие виды пиломатериалов: пластины, четвертины, лежни, брусья, бруски, горбыль, доски, обапол (горбыльный и дощатый) и шпалы. Пластины получают продольной распиловкой бревен на две половины, четвертины – продольной распиловкой по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Лежни – бревна, опиленные на 2 канта, брусья – бревна, опиленные на 4 канта, при этом ширина и толщина превышает 100 мм. Горбыль – срезанная наружная часть бревна, у которой с одной стороны во всю длину сделан пропил, а другая поверхность не обработана (неполная пластина). Доски – получают продольной распиловкой бревен по нескольким параллельным между собой плоскостям, толщина досок 13-100 мм, при этом ширина вдвое превышает их толщину. Доски бывают тонкие (толщиной менее 35 мм) и толстые (толщиной 35 мм и более). В строительстве доски подразделяются в зависимости от толщины: шалевка (7-19 мм) тес (22-35 мм), доска (40-80 мм) и лафет (90-130 мм). Бруски – пиломатериалы толщиной до 100 мм, имеющие отношение ширины к толщине менее двух.

Оценка качества пиломатериалов должна производиться по пласти или кромке, худшей для данной доски, а брусков и брусьев квадратного сечения - по худшей стороне.

К фрезерованным, в том числе погонажным, материала относятся различные профильные изделия: поручни для перил лестниц; плинтусы для оформления углов между полом и стенами; наличники для оформления дверных и оконных коробок; доски для облицовки; паркет штучный и др.

Лущеные, строганые и колотые лесоматериалы. Лущеные лесоматериалы, получают резанием древесины по спирали (лущением). Путем лущения - срезания слоя древесины в виде непрерывной ленты с вращающегося предварительно окоренного и нагретого (распаренного) отрезка ствола (чурака) - получают шпон толщиной от 0,55 до 1,5 мм. Лущеный шпон используется в качестве полуфабриката для изготовления клееной фанеры, слоистых пластиков и облицовки (фанерования) изделий из древесины. Строганые изготавливают резанием древесины ножами, формирующими плоскую поверхность раздела. Колотые - производят продольным разделением древесины клиновидными инструментами.