Древесные материалы

Министерство Образования и Науки РФ Иркутский Государственный Технический Университет

Реферат на тему:

Древесные материалы

Иркутск 2009

Основные породы древесины Строение древесных материалов. Макроструктура древесины Основные физико-механические свойства Гниение древесины и защита Возгорание древесины и защита Полуфабрикаты и строительные изделия Конструкции из древесины Приложения

Основные породы древесины

Хвойные.

Сосна обыкновенная.

Древесина обладает высокими физико-механическими свойствами (особенно из северных районов европейской части России). Благодаря свойствам древесины, широкому распространению и доступности является основной из хвойных пород. Ядровая порода со смоляными ходами (сосредоточены главным образом в поздней древесине). Заболонь желтовато-белого цвета, ядро от розового до буровато-красного цвета. Годичные слои хорошо видны на всех разрезах с довольно резким переходом от ранней древесины к поздней. Сердцевинные лучи не видны. Имеет только мутовчатые сучки. Используется в промышленном, жилищном, железнодорожном и сельскохозяйственном строительстве, в столярно-мебельном производстве, изготовлении строительных деталей и др.

Ель европейская (обыкновенная) и сибирская.

По физико-механическим свойствам (плотность твердость, прочность при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе) уступает сосне (примерно на 10%), но по коэффициенту качества несколько превосходит ее на (3−4%). Древесина ели строгается труднее древесины сосны. Достоинства: однородность строения, сохраняющийся долгое время белый цвет, малая смолистость; высокая способность резонировать. Порода безъядровая, но со спелой древесиной; имеет немногочисленные смоляные ходы. Древесина однородного белого цвета, иногда со слабым желтоватым или розоватым оттенком. Годичные слои хорошо видны на всех разрезах; поздняя древесина несколько отличается от ранней более темным цветом. Сердцевинные лучи не видны. В отличие от сосны более крупные сучки располагаются мутовками, между которыми попадаются одиночные сучки меньших размеров. В большинстве случаев применяется наряду с сосной. Кроме того, в музыкальной промышленности (для изготовления дек), для выработки тары под продовольственные товары, для производства гонта, драни, обечайки и др.

Лиственницы.

Древесина обладает высокими физико-механическими свойствами; по плотности и прочности примерно на 30% превосходит сосну. Отличается стойкостью против гниения, сравнительно небольшой сучковатостью. Повышенная твердость и смолистость затрудняют обработку. Большое различие между радиальной и тангенциальной усушкой обуславливает склонность к растрескиванию. Порода ядровая с мелкими немногочисленными смоляными ходами. Заболонь узкая, белого цвета с легким буроватым оттенком; ядро красновато-бурое, резко отделяется от заболони. Годичные слои очень хорошо выделяются во всех разрезах; ранняя древесина светло-бурая, резко переходит в сердцевинные лучи невидны. Сучки одиночные, разбросаны (не в мутовках). Используется в строительных конструкциях, где требуется высокая прочность и стойкость против гниения. Так же заменяет дуб в вагоностроении, используется в мебельном производстве, для изготовления паркета и т. п.

Пихты сибирская и кавказская Древесина сибирской пихты с заметно пониженными физико-механическими свойствами по сравнению с древесиной елью (плотность и прочность при сжатии ниже на 15−25%; при статическом изгибе на 20%; ударная вязкость на 50%).

Древесина кавказской пихты по свойствам не уступает древесине ели. Порода безъядровая, но со спелой древесиной. Похожа на древесину ели, от которой отличается отсутствием смоляных ходов; однородного белого цвета. Годичные слои видны на всех разрезах. Поздняя древесина отличается от ранней более темным цветом. Крупные сучки расположены мутовками, между которыми встречаются мелкие одиночные сучки. Используется наравне с древесиной ели.

Кедр сибирский или сосна сибирская Древесина мягкая, легкая, хорошо обрабатывается. По физико-механическим свойствам занимает промежуточное положение между древесиной ели сибирской и пихты сибирской, но превышает их по стойкости против гниения. Прочность при сжатии и статическом изгибе ниже на 4−5% при плотности равной плотности древесины ели сибирской. Порода ядровая с широкой розовато-белой заболонью, не резко отграниченной от буровато-розового ядра; имеет смоляные ходы. Годичные слои хорошо заметны на всех разрезах. Переход от ранней зоны к поздней постепенный, растушеванный. Сердцевинные лучи не видны. Применяется для производства карандашей (легко и гладко режется в разных направлениях), в столярном и мебельном производствах (красивый внешний вид, цвет и текстура).

Лиственные кольцесосудистые.

Дуб летний.

Древесина отличается высокой твердостью, стойкостью против гниения, способностью гнуться. Имеет красивую текстуру и цвет. Порода ядровая, заболонь узкая, желтовато-белая, резко отграничена от ядра, окраска которого варьирует от светло-бурой до темно-бурой. Годичные слои хорошо видны на всех разрезах. На поперечном разрезе ранняя древесина состоит из одного или нескольких рядов крупных сосудов, образующих кольцо. Поздняя древесина плотная, содержит лишь мелкие сосуды, собранные в радиальные группы, которые вместе с паренхимой напоминают язычки пламени. Имеет широкие и узкие сердцевинные луч. Широкие лучи хорошо видны на всех разрезах, особенно на радиальном (длинные и широкие блестящие ленты или пятна). Древесина используется в столярном и мебельном, фанерострогальном и паркетном производствах, судостроении. Также в сельскохозяйственном машиностроении, в производстве заготовок клепки для бочек под виноградные вина, коньяки, пиво.

Ясени обыкновенный и маньчжурский.

Древесина отличается высокой прочностью и вязкостью, малой склонностью к растрескиванию, хорошей способностью к изгибу и довольно красивой текстурой (напоминает древесину дуба). Прочность при статическом изгибе, ударная вязкость и торцовая твердость выше по сравнению с древесиной дуба в среднем на 15%. По сравнению с ясенем обыкновенным физико-механические свойства древесины ясеня маньчжурского несколько ниже. Прочность при статических нагрузках меньше примерно на 10%, а ударная вязкость в среднем ниже на 40%. Широкая заболонь белого цвета с желтоватым или розоватым оттенком, не резко отграниченная от светло-бурого ядра (у ясеня маньчжурского заболонь в среднем более узкая, а ядро темнее по цвету). Годичные слои хорошо видны на всех разрезах. На поперечном разрезе ранняя древесина состоит из одного или нескольких рядов крупных сосудов, собранных в кольцо. Поздняя древесина плотная, содержит лишь мелкие сосуды, образующие небольшие группы в виде светлых точек или черточек у границ годичных слоев. Сердцевинные лучи узкие (почти незаметны), широких лучей нет. Используется преимущественно в производстве спортивного инвентаря. Из ясеня изготовляют лестничные перила и рукоятки для инструментов. Благодаря красивой текстуре широко применяют в мебельном, фанерострогальном производствах.

Лиственные рассеяннососудистые.

Березы бородавчатая и пушистая.

Произрастая зачастую вместе на одном и том же участке, в результате естественной гибридизации часто дают различные переходные между ними формы. Древесина отличается высокой прочностью, особенно при ударных нагрузках, однородного строения и цвета, средней плотности и твердости. Малостойкая против гниения. Порода безъядровая, заболонная (без спелой древесины). Древесина белая с красноватым (реже желтоватым) оттенком. Годичные слои на всех разрезах различаются плохо. Сосуды почти незаметны. Сердцевинные лучи узкие, едва видимые лишь на радиальном разрезе (лучше — на расколе). Благодаря широкому распространению, доступности для эксплуатации и высоким механическим свойствам занимает по промышленному значению первое место среди лиственных пород России. Характерная область применения — производство лущеного шпона, фанеры, древесностружечных плит, древесно-слоистых пластиков, лыж, ружейных лож, катушек. Широко применяется в мебельном производстве, производстве строительных деталей, ящичной тары и т. п.

Липа мелколистная.

Древесина обладает невысокими физико-механическими свойствами (близка к осине), мягкая, легкая, однородного строения, хорошо режется, мало трескается и слабо коробится.

Порода безъядровая, древесина белая с легким розоватым или красноватым оттенком. Годичные слои различаются на всех разрезах, но довольно слабо. Сосуды мелкие, незаметные. Сердцевинные лучи узкие, но различаются невооруженным глазом. На поперечном разрезе они заметны как очень тонкие блестящие линии, а на радиальном — как тусклые полоски и пятна, окрашенные несколько темнее окружающей древесины. Вследствие малой деформации и легкости обработки используется для изготовления чертежных досок, моделей в литейном деле, деревянной посуды, карандашей, резных изделий, игрушек, а также для тары под жидкие продукты, ящиков для столов.

Буки восточный (или кавказский) европейский (или карпатский).

Древесина высокой прочности, с красивой текстурой на радиальном разрезе, но малостойкая против гниения. По сравнению с древесиной дуба плотность, твердость и прочность при сжатии вдоль волокон ниже примерно на 2−10%, прочность при статическом изгибе и ударная вязкость почти одинаковы. В пропаренном состоянии хорошо гнется. Порода безъядровая, древесина белая с желтовато-красным оттенком. У перестойных деревьев часто встречается ложное буровато-красное ядро. Годичные слои хорошо заметны на всех разрезах. Сосуды мелкие, почти незаметные. Есть широкие и узкие сердцевинные лучи. Широкие лучи хорошо видны на всех разрезах. На поперечном — в виде блестящих светлых линий, на радиальном — в виде блестящих различной ширины отрезков, лент или пятен, на тангенциальном — в виде коричневых чечевичек высотой 3 — 5 мм, довольно равномерно распределенных по древесине, что придает ей очень характерный (крапчатый) рисунок. Применяют в производстве гнутой мебели, для изготовления строганного шпона, в музыкальной промышленности (для корпусов народных инструментов). Используется также в машиностроении, для изготовления детских лыж, ружейных лож, весел, обувных колодок, каблуков, шпуль, ткацких челноков, чертежных принадлежностей.

Строение древесных материалов. Макроструктура древесины

Строительным материалом является только определенная часть ствола дерева — древесина. Дерево состоит из корневой системы, ствола и кроны (совокупность ветвей, листьев, хвои). Ствол составляет 70…90% от всего объема дерева и имеет слоисто-волокнистую структуру, т. е. анизотропное строение.

Строение древесины изучают на трех разрезах ствола — поперечном или торцевом, радиальном, проходящем через ось ствола, и тангенциальном, параллельном оси ствола.

Ствол состоит из следующих структурных элементов. Кора состоит из корки и луба. Луб проводит питательные вещества от кроны в ствол и корни. Кора составляет от 6 до 25% объема дерева. Камбий, расположенный под лубом, — тонкий кольцевой слой живых клеток, способных к делению и росту; большая их часть откладывается в сторону древесины, меньшая — в сторону луба. Древесина является основной частью ствола и находится под камбиальным слоем. По ней поднимается вода от корней в крону. Сердцевина или сердцевинная трубка — примерно в центре ствола вдоль его оси является рыхлой первичной малопрочной тканью.

Древесина состоит из концентрически расположенных годичных слоев. Каждый годичный слой представлен ранней (весенней) и поздней (летней) древесиной. Ранняя древесина образуется весной и в начале лета, поздняя — летом и в начале осени. Чередуясь, ранняя и поздняя древесина создают слоистость в строении дерева. Летняя древесина является более плотной, чем весенняя. По радиальным направлениям в виде узких полосок проходят так называемые сердцевинные лучи, чаще невидимые простым глазом; они видны у дуба, бука, клена и некоторых других пород дерева.

Лиственные породы имеют водопроводящие сосуды, которые проходят вдоль оси ствола в древесине и на поперечном разрезе видны их только сечения разной формы. В некоторых породах они крупные и хорошо видны, образуя как бы кольца. Такие породы называют кольцесосудистыми—дуб, ясень, вяз. Породы с мелкими, беспорядочно расположенными сосудами называют рассеянно-сосудистыми — береза, осина, липа, клен, ольха, бук.

В разном возрасте внутренняя часть древесины ствола некоторых пород приобретает более темную окраску, что объясняется выделением в эту древесину дубильных и красящих веществ. Такая древесина называется ядровой или ядром, а породы, имеющие ядро, называются ядровыми. К ним относятся: из хвойных пород — сосна, лиственница, кедр; из лиственных — дуб, ясень, вяз. Периферийная, неокрашенная часть древесины — заболонная (заболонь). В породах, в которых отсутствует ядро, имеется только заболонь; они называются заболонными: береза, липа, клен, граб и др. Различают еще одну разновидность пород — спелодревесные, которые имеют спелую древесину в центральной части ствола (более сухую, чем остальная), заболонь одинаковой со спелой древесинной окраской. К ним относятся ель, пихта, бук, осина. Древесина ядра имеет пониженную влажность и повышенные стойкость против загнивания и прочность по сравнению с древесиной заболони. У многих хвойных пород (сосна, ель, лиственница, кедр и др.) присутствуют смоляные ходы, представляющие собой тонкие каналы в древесине, заполненные смолой. Они отсутствуют у пихты, можжевельника, тисса. Смоляные ходы бывают вертикальными и горизонтальными, сообщающимися друг с другом. Простым глазом можно рассмотреть только вертикальные смоляные ходы. Смола повышает стойкость древесины против гниения.

Основные физико-механические свойства древесины

Главным показателем механических свойств древесины является ее прочность, способность противостоять расщеплению при воздействии внешних сил. Для определения технологичности очень важным показателем будет твердость, т. е. сопротивляемость обработке различным инструментом. Пластичность является также важным показателем технологичности, т.к. это свойство древесины изменять свою форму без признаков разрушения в процессе гнутья. Пластичность предполагает сохранение древесиной приданной гнутьем формы после снятия нагрузки. Упругость же, наоборот, предполагает восстановление первоначальной формы после снятия внешней нагрузки. Большое значение имеют плотность древесины, влажность, показатели усушки, разбухания, теплопроводности. Рассмотрим их подробнее:

1. Плотность.

При условии влажности не более 12% по показателям плотности древесину можно разделить на следующие группы:

· высокой плотности … 750 и выше

· средней плотности … 550 — 740

· малой плотности … 540 и ниже

(плотность основных пород приведена в таблице 1, в приложении).

2. Влажность.

Свойство древесины, характеризующее количество содержащейся в ней влаги. Структура древесных волокон такова, что влага лучше всего проникает через торцевые поверхности. Влага, находящаяся в полостях клеток и межклеточном пространстве, называется свободной, а в клеточных стенках — связанной или гигроскопической. Под относительной влажностью подразумевается соотношение массы заключенной в ней влаги к массе сухой древесины.

По степени влажности древесина может быть:

· абсолютно сухой (влажность равна 0%)

· комнатно-сухой (влажность от 8 до 15%)

· воздушно-сухой (влажность от 16 до 20%)

· полусухой (влажность от 21 до 23%)

· сырой (влаги более 23%)

· свежесрубленной (влажность от 40 до 75%)

· мокрой (влажность более 75%)

(в таблице 2, в приложении, приведены показатели средней влажности древесины в свежесрубленном состоянии).

3. Теплопроводность.

Способность древесины проводить тепло от одной поверхности к другой. Теплопроводность зависит от ее влажности и объемного веса. Влажная древесина имеет более низкий коэффициент теплопроводности. Вес древесины зависит от породы: хвойные имеют меньшую плотность, а следовательно, и меньшую теплопроводность. Превосходство по теплопроводности дерева над кирпичом очевидно, поскольку кирпичные стенки толщиной 510 мм (в два кирпича) обладают такими же термоизоляционными свойствами, как и стена из деревянного бруса толщиной 100 мм, а по стоимости эти материалы несравнимы. К тому же, деревянные стены «накапливают» тепло и распределяют его по всему помещению. В таком доме будет тепло даже в самый лютый мороз.

4. Звукопроводность.

Свойство дерева проводить звук. Звук в различных направлениях распространяется с неодинаковой интенсивностью. Звукопроводность древесины вдоль волокон в 4−5 раз выше, чем поперек волокон.

5. Усушка.

Уменьшение общего объема древесины из-за испарения из нее влаги. Усушка прямо пропорциональна степени уменьшения влажности древесины. В различных направлениях древесина усыхает неодинаково. При уменьшении влажности от 30 до 0% усушка составляет следующие величины: вдоль волокон — 0,1%, по радиальному направлению — от 4 до 8%, по тангенциальному — от 8 до 12%.

6. Разбухание.

Процесс, обратный усушке. Высокая гигроскопичность является причиной того, что древесина хорошо впитывает влагу, при этом она разбухает, увеличивается в объеме, в результате чего небольшие трещины исчезают. Избыток влаги в древесине ухудшает ее физико-механические свойства. При сушке влага испаряется очень медленно. Повышенная влажность готового изделия приводит к изменению его геометрических размеров, короблению, что резко снижает ее качество.

Гниение древесины и защита

Гниение древесины может происходить лишь при создании определенных условий: температура — от 0 до 50 град. C, доступ кислорода, влажность воздуха — 80−100%, влажность самой древесины — не менее 15−20%. Оговорка при упоминании о температуре не случайна: существуют грибы, не останавливающие свой рост и при нескольких градусах ниже нуля.

В идеале, борьбу с возможным гниением древесины начинают еще на стадии производства и хранения пиломатериалов. Влажность свежесрубленной древесины меняется по сезонам, но в среднем составляет 60−80%, поэтому ее необходимо подвергать сушке. Самый доступный вариант — естественная сушка, заключающаяся в не менее чем годовом «вылеживании».

Особого внимания заслуживают конструктивные мероприятия, предупреждающие совместное воздействие избыточного увлажнения и промерзания деревянных конструкций, резкой смены температур, конденсации влаги, недостаточной циркуляции воздуха. Защиту древесины от атмосферной влаги обеспечивают водонепроницаемая кровля и окраска водостойкими лакокрасочными материалами, от капиллярной влаги — соответствующая гидроизоляция. Избежать конденсационного увлажнения можно, правильно разместив теплои пароизолирующие слои (первый — ближе к наружной, т. е. холодной поверхности, второй — напротив, ближе к внутренней, т. е. теплой).

Разумеется, деревянные конструкции должны опираться на фундаменты и располагаться выше уровня грунта. Не следует забывать об отводе грунтовых вод (дренаже) и устройстве отмосток. Повышению биостойкости способствует хорошее проветривание древесины, обеспечивающее ее естественное высыхание в процессе эксплуатации. Поэтому желательно, чтобы рядом с домом не росли большие деревья, создающие затенение и препятствующие аэрации. Весомый вклад в предупреждение гнилостных поражений деревянных стен может внести обшивка их досками. Особенно с торцов, поскольку торцевой срез является наиболее «слабым местом», и проникание влаги происходит здесь гораздо быстрее и глубже.

Своевременному обнаружению загнивания способствуют тщательные ежегодные осмотры деревянных конструкций. Оптимальное время для этого — весна. Признаками, определяющими начало разрушительной деятельности грибов, являются: изменение внешнего вида древесины, появление характерного запаха и деформация постройки. При обнаружении загнивания следует взять пробы поврежденной древесины для того, чтобы выяснить ее влажность и плотность, а также вид гриба-разрушителя.

В результате гниения физико-механические характеристики древесины заметно меняются. При 15%-ой влажности плотность гнилой древесины в 2−3 раза меньше, а ее твердость в 20−30 раз ниже, чем здоровой. От плотности зависит способность деревянных элементов справляться с ролью несущих конструкций. И если на окладных венцах обнаружены очаги загнивания и одновременно с этим наблюдаются перекосы оконных и дверных проемов или подвижки наружных и внутренних стен — значит, свои функции эти венцы уже не выполняют.

В зависимости от размеров и степени поражения древесины принимается решение либо о проведении полной замены поврежденных конструкций, либо о локализации поврежденных мест с целью предупреждения дальнейшего распространения «инфекции».

Локализация подразумевает:

вскрытие конструкций, если они были облицованы какими-либо отделочными материалами; удаление разрушенной части древесины с помощью карщетки, скребка или ножовки (при этом вся гнилая древесина тщательно собирается и сжигается); антисептирование.

В домашних условиях доступны следующие способы антисептирования: диффузионный (обмазка пастами); поверхностный, т. е. антисептирование растворами, наносимыми кистями или методом опрыскивания. Антисептические пасты состоят из антисептика, клея и наполнителя, обеспечивающего необходимую консистенцию пасты. Так, битумная паста получается путем добавления в расплавленный битум зеленого масла, фторида натрия и торфяного порошка. Силикатная паста представляет собой смесь кремнефторида натрия, жидкого стекла и каменноугольного масла. Используются также экстрактовые и глино-экстрактовые пасты на фтористом или кремнефтористом натрии. При влажности древесины более 40% входящий в состав пасты антисептик растворяется и интенсивно проникает (диффундирует) в древесину. При уменьшении влажности диффузия прекращается.

Для антисептирования здоровой древесины часто применяют 5%-ый раствор бихромата калия в 5%-ой серной кислоте. Им рекомендуется обрабатывать не только древесину, но и землю на глубину до 0,5 метра. Эффективным средством для пропитки балок и нижних венцов является водный раствор бихромата калия. Образующаяся окись хрома надежно защищает древесину не только от гниения, но и от поражения личинками насекомых.

Возгорание древесины и защита

Горение представляет собой процесс термического разложения древесины, состоящий из пламенной фазы и тления, при котором происходит движение кислорода в толщу древесины.

Горение может происходить только в том случае, когда имеется достаточный приток кислорода, а сама теплота сгорания не рассеивается, а идет на прогрев новых смежных участков древесины до температуры воспламенения. Температура воспламенения, т. е. момент вспышки горючих газов для различных пород древесины колеблется в сравнительно небольших пределах — от 250 до 300°. Длительный нагрев древесины при температуре 120—150° сопровождается медленным и постепенным обугливанием, с образованием при этом самовоспламеняющегося на воздухе угля, весьма опасного для незащищенных деревянных элементов.

Воспламеняемость древесины связана с ее объемным весом, влажностью, мощностью внешнего источника нагрева, формой сечения деревянного элемента, скоростью воздушного потока (тяги), положением элемента в тепловом потоке (горизонтальное, вертикальное) и т, п. Решающее значение для процесса горения имеет калорийность материала. Сухая и легкая древесина воспламеняется быстрее, чем плотная (дуб и т. п.). Мокрая древесина труднее воспламеняется, так как до воспламенения необходимо израсходовать дополнительное количество теплоты на испарение воды. Замедляющим фактором также является повышенная теплопроводность мокрой древесины; загоревшийся поверхностный слой ее скорее охлаждается. Круглые и массивные элементы горят хуже, чем с прямоугольным профилем и с малым сечением, с острыми ребрами и относительно развитой боковой поверхностью. Не струганная поверхность элементов, подобная рыхлой древесине, воспламеняется быстрее, чем гладкая.

Хорошие результаты дает пропитка древесины в горячих и холодных ваннах. Для такой пропитки применяется аммофос— белый кристаллический порошок, представляющий собой аммониальные соли фосфорной кислоты, сернокислый аммоний (технический), диаммонийсфат (технический), не вызывающие коррозии стали.

Для получения раствора, обладающего одновременно огнезащитными и антисептическими свойствами, в состав добавляется фтористый натрий.

Более простым, но менее эффективным средством огнезащиты деревянных элементов является поверхностная их пропитка путем погружения на 2—3 часа в водный раствор солей (фосфорнокислый, сернокислый аммоний и т. п.) или поверхностная двух трех кратная обработка (краскопультом или кистью) водными огнезащитными растворами того же состава. При этом раствор проникает на глубину 1 — 1,5 мм.

Наконец, еще одним и также простым средством является окраска поверхностей деревянных элементов специальными огнезащитными силикатными и другими красками или обмазка огнезащитным составом (суперфосфатом и др.).

Все огнезащитные окраски и обмазки частично задерживают возгорание. При высоких температурах древесина под покровом краски или обмазки подвергается сухой перегонке, с выделением продуктов разложения — горючих газов, выходящих наружу, с последующим выпучиванием и разрывом покрова. При этом горение газовых струй происходит в значительном отдалении от поверхности древесины при уменьшенном подогревающем действии пламени и замедленной скорости и распаде древесины. Огнезащитное действие окраски и обмазки объясняется также теплоизолирующим действием их покрова, который у некоторых красок способен при действии высоких температур значительно увеличиваться в объеме, образуя пену или пузыри, отдаляющие начало сухой перегонки дерева.

Полуфабрикаты и строительные изделия

Полуфабрикаты и строительные изделия изготовляют из хвойных и лиственных пород с влажностью не выше 12% для чистого пола и 15% -для других деталей.

В зависимости от вида обработки к этой группе материалов из древесины относят: строганные бруски, строганные и шпунтовые доски для настила чистых полов, паркет, фанеру, профильные материалы — плинтусы, галтели, перильные поручни, наличники и др.

Шпунтовые доски в отличие от обычной обрезной доски имеют с одной стороны кромки шпунт (выемку), а с другой — гребень, входящий в шпунт соседней доски. Шпунт и гребень, с помощью которых доски плотно подгоняют, могут иметь различную форму — прямоугольную, треугольную, трапецеидальную и сегментную. Шпунтованные доски используют для настилки пола, устройства перегородок и других работ.

Профильные материалы — плинтусы и галтели — используют для заделки углов между стеной и полом, поручни — для устройства лестничных перил и наличники — для обшивки оконных и дверных проемов.

Паркет выпускают в виде паркетных досок, наборного и штучного паркета с влажностью древесины 8±2%. Паркетные доски состоят из двух слоев: верхнего — лицевого покрытия из паркетных планок толщиной 6−8 мм и нижнего — в виде реечного основания толщиной 18−19 мм. Планки паркета изготовляют из высококачественной древесины: дуба, бука, ясеня, сосны, лиственницы, клена, вяза и некоторых других пород.

Основанием для паркетных досок служит древесина различных пород дерева, в том числе кедра, сосны, ели, пихты, а также обработанная антисептиками древесина березы, ольхи, осины и т. п. Планки лицевого слоя паркетных досок склеивают с основанием водостойкими синтетическими клеями. Паркетные доски имеют с одной стороны кромки — паз, а с другой — гребень для плотного соединения при укладке досок в паркетный пол. Они имеют следующие преимущества по сравнению со штучным паркетом: меньший расход древесины ценных пород, более прочная наклейка паркетных планок, более высокая степень механизации производства и более высокая скорость настилки пола.

Наборный паркет представляет собой набор паркетных планок (13 твердых пород дерева: дуб, бук и др., наклеенных лицевой стороной на бумагу в определенном порядке). После укладки наборного паркета на подготовленное основание пола бумагу вместе с клеем снимают и соответствующим образом отделывают паркетный пол.

Штучный паркет состоит из планок твердых пород дерева определенного размера и формы.

Фанера — листы, получаемые склеиванием трех или более тонких слоев древесного шпона со взаимно перпендикулярным расположением волокон древесины. Фанерный шпон изготовляют на специальных лущильных станках путем срезания слоя древесины в виде непрерывной широкой ленты с последующим раскроем ее на форматные листы. Фанера бывает обычной (клееной), декоративной и бакелизированной. В зависимости от вида применяемого клея различают клееную фанеру марки ФСФ, обладающую повышенной водостойкостью — склеенную водостойкими фенолформальдегидными клеями; средней водостойкости марки ФК и ФБК — склеенную карбамидными или альбуминоказеиновыми клеями; ограниченной водостойкости марки ФБ — склеенную белковыми клеями. Для получения клееных видов фанеры широко используют древесину сосны, ели, пихты, ольхи, дуба, березы и бука.

Изготовление клееной фанеры состоит в основном из следующих технологических операций: пропаривания деревянных кряжей в горячей воде и лущения их для получения шпона, раскроя шпона на листы заданного формата, сушки и промазки клеем, укладки слоев шпона и прессования на горячих прессах в фанеру, выравнивания кромок фанеры путем обрезки, сушки и складирования. Клееную фанеру выпускают размерами 725X1230 мм при толщине от 1,5 до 12 мм. Клееная фанера, получаемая на основе синтетических клеев, достаточно водостойка, долговечна и широко применяется для обшивки наружных стен, кровельных работ, изготовления несущих и ограждающих конструкций (фанера ФСФ); для устройства внутренних перегородок в заводском домостроении и обшивки стен внутри помещений (фанера ФБ) и т. п.

Декоративную фанеру изготовляют также горячим прессованием нескольких слоев шпона, пропитанных синтетической смолой. В процессе горячего прессования текстура древесины поверхностных слоев становится более четкой, придавая фанере декоративный вид. Часто для получения лицевой поверхности фанеры одноцвет-. -ной или разнообразной окраски применяют специальные пропитанные синтетическими смолами текстурные бумаги, ткани или смоляные-тонкие пленки. Такие окрашенные бумаги, ткани и пленки в процессе горячего прессования прочно соединяются с древесиной, придавая поверхности фанеры оригинальную текстуру.

По виду облицовки декоративную фанеру разделяют на марки: ДФ-1 с поверхностью, облицованной бесцветной или окрашенной пленкой, и ДФ-2 — облицованной декоративной бумагой и сверх нее пленкой. Декоративную фанеру с глянцевой или матовой поверхностью выпускают длиной 1220−1830 мм, шириной 725- 1220 мм при толщине 1,5−12 мм и применяют для внутренней отделки стен, перегородок, интерьеров, дверных полотен, встроенной мебели и т. п. Бакелизированную фанеру изготовляют главным образом из листов древесного шпона березы, покрытых водостойкими бакелитовыми клеями. Ее выпускают толщиной 5−16 мм и применяют для изготовления легких конструктивных элементов.

Конструкции из древесины

Распространенная ошибка считать, что здание, построенное из дерева, уступает качеством бетонным, каменным или кирпичным домам. На самом деле это совсем не так. Дома из дерева очень практичны, экологически чисты и надежны. Современные строительные технологии позволяют строить деревянные дома, которые отвечают самым высоким стандартам и соответствуют современным нормам.

Кровля, стены, отделка и перекрытия, а также все прочие элементы здания выполняются из древесины. Исключение составляет лишь цоколь и подвал.

Стены из дерева.

Древесину, как материал, можно применить практически для любого вида стен — как для межкомнатных перегородок и стен жесткости, так и для несущих стен.

Деревянное каркасное строительство подразумевает установку несущих балок, расположенных на одинаковом расстоянии. Это касается как межкомнатных, так и несущих стен. Пространство между балками заполняется любым изоляционным материалом, будь то минеральная вата, пенопласт или другой изоляционный материал. Обшиваются такие стены древесно-стружечными плитами, гипсокартоном либо фанерой. Также пространство между балками может попросту закладываться кирпичом, блоком или любым другим строительным материалом.

Такой вид строительства называют деревянным каркасным строительством. Сюда же относится и строительство из фахверковых панелей. Последний способ имеет несколько разновидностей, одна из которых — строительство из деревянных рам.

Эти способы строительства произошли от строительства из бревен, позже это строительство выделилось в два направления — описанное выше строительство из деревянных рам и строительство из сборных брусчатых панелей и клееных элементов.

Фахверк.

Основа фахверковой стены — деревянный каркас из бруса, соединенный при помощи цапф. Внутри такой каркас имеет перегородки, призванные укрепить конструкцию до прочности несущей стены. Элементы каркаса фахверковой стены могут соединяться при помощи врубок и накладок.

Перемычки в раме фахверковых стен служат не эстетическим, а сугубо практическим целям. Вертикальные перемычки несут нагрузку, а наклонные — снимают ее и распределяют равномерно по всей раме. Таким образом, создается практически идеальная несущая стена.

Конечно же, выполнять опорные детали и цоколь из дерева было бы верхом легкомыслия. Дерево, к сожалению, являясь прекрасным строительным материалом в проветриваемой сухой среде, не подходит для применения в качестве фундамента. Поэтому цоколь и подвал здания выполняют из бетона или камня.

Деталь, соединяющая деревянную стену и цоколь, называется ригель. Ригели соединяются с деревянными панелями при помощи башмаков.

Фахверковая стена обшивается снаружи подходящим материалом. Если дизайн предполагает заполнять панели фахверковых стен кирпичной кладкой без лицевой обшивки, необходимо соблюсти два важных правила. Первое — позаботиться о том, чтобы края рамы выступали на 20 мм, для того, чтобы влага могла стекать вниз. Второе — обязательно уложить под деревянный порог гидроизоляционный материал.

Каркасные конструкции из дерева.

Фахверковые панели дали толчок развитию родственных технологий. Одна из них — каркасное строительство. Эта технология превратилась в целую индустрию. Особенно широко распространено каркасное строительство в США и Канаде.

Основные несущие балки из цельного деревянного массива соединяются при помощи накладок, дюбелей, шурупов, скобами и формовыми стальными элементами, пластинами с крюками. Кроме цельного дерева может применяться дощатая клееная древесина или конструкционная древесина.

Как правило, стойка выполняется в этаж, реже — в два этажа. К конструкции добавляются ригели, на которые укладываются балки перекрытия. Преодоление ветровой нагрузки достигается за счет применения стальных откосов. Обшивка стен также придает конструкции необходимую жесткость и устойчивость.

Рамное строительство из дерева.

Концепция рамного строительства предполагает сборку и последующую установку деревянных рам непосредственно на стройплощадке. Все детали каркаса имеют постоянное сечение. Детали соединяются при помощи гвоздей и стальных накладок. В рамном строительстве практически не применяются откосы, поэтому обшивка их древесно-стружечными плитами обязательна. Внутренние межкомнатные стены обшиваются гипсокартоном.

Внешние стены наполняются плитами из минеральной ваты, пароизоляционной пленкой и гидроизоляционными прокладками по стыкам и соединениям. Внутренние стены заполняются минеральной ватой или пенопластом в качестве шумоизоляции.

Панельное строительство из дерева.

Панельное строительство — технология, согласно которой панели из дерева изготавливают на заводе и доставляют на стройплощадку уже в готовом виде. Обычно панели из древесины изготавливают на высоту этажа. Детали каркаса, наполнение и обшивка панелей аналогичны применяемым в рамном строительстве. Элементы каркаса соединяются с помощью скоб, болтов, клея и нагелей. Монтируют панели при помощи болтов, скоб или специальных монтажных нагелей.

Основное в панельном деревянном строительстве — устройство швов. Теплоизоляция и гидроизоляция их — залог теплого сухого жилища.

Брус как материал для строительства.

Самый экологически чистый вариант деревянного здания — сруб. Современные технологии производства дали возможность для развития принципиально новой отрасли — изготовления срубных панелей. Производная от срубных панелей — панели из клееного бруса и дощатого штабеля.

Рубленая стена изготовляется либо как полнотелый сруб, либо как двойной сруб с утеплителем. В любом случае швы уплотняются шовными лентами. Между собой брусья соединяются болтами, углы же соединяют обычно врубками или в пол лапы.

Клееные панели из дерева изготавливаются по высоте этажа. Они состоят обычно из нескольких слоев склеенных досок. Как правило, это три, пять или семь слоев. Склеиваются доски полиуретановым клеем.

Внутренние пластины склеивают с расчетом прокладки внутренних коммуникаций — электропроводку, водопровод и связь. Рамы, пороги и подоконники могут также выполняться из клееного массива. Любая брусчатая панель должна быть дополнена уплотнителями, гидроизоляцией и теплоизоляцией. Изоляционные материалы могут располагаться между стенами, если выбран как вариант двойной сруб, или между стеной и внутренней облицовкой.

Брусчатая стена не требует внутренней пароизоляции, что считается большим плюсом таких стен.

Стена из слоистой штабельной древесины состоит из досок шириной 8−12 см, и толщиной 20−35 мм. Скрепляются доски гвоздями или нагелями.

Для распределения нагрузки сверху и снизу устраиваются обвязки. Обшивка, как внутренняя, так и наружная, придает жесткость конструкции.

Легкие деревянные перегородки.

Легкие перегородки — это внутренние стены из гипсокартона или древесных плит.

Каркас легких перегородок — это вертикальные стойки от пола до потолка помещения. В легких перегородках жесткость обеспечивается за счет обшивки.

Деревянные перекрытия.

Деревянные перекрытия выполняются из балок, реже — из массивных деревянных деталей или деревянно-бетонных конструкций.

Балочные перекрытия.

Балочные перекрытия из дерева обыкновенно применяют в фахверковом или каркасном строительстве. Однако балочные перекрытия можно использовать и в зданиях из кирпича или деревянных панелей.

Балочное устройство различается в зависимости от положения в здании и функций в конструкции. Междуэтажное перекрытие подразумевает разделение полноценных этажей, чердачное перекрытие — разделение верхнего этажа и чердака. В мансардных домах перекрытия чердака устроены обычно таким образом, что они же являются и затяжками стропил. Также перекрытия мансарды могут отделять пространство чердака от мансардного помещения. Любое балочное перекрытие должно опираться на анкеры, расположенные в стенах. При устройстве балочного перекрытия учитывают также и вероятность расширения древесины в зависимости от времени года, оставляя некоторое пространство внутри стены. При укладке балок на стену следует позаботиться о гидроизоляции участков, соприкасающихся с кирпичом или бетоном, а также о теплоизоляции торцов балок. Теплоизоляция необходима, чтобы избежать конденсирования влаги от перепада внешней и внутренней температур на торцах, что может стимулировать гниение древесины.

Массивные системы перекрытий из дерева.

Разработаны такие системы для облегчения монтажа перекрытий, а также для повышения несущей способности и шумозащиты.

Существуют следующие типы массивных перекрытий:

* Дощатые штабельные перекрытия

* Элементные перекрытия

* Перекрытия из перекрестных балок

* Перекрытия из дощатой слоистой древесины

* Элементы из толстой древесины

* Клееные ребристые плиты

* Деревобетонные связанные конструкции.

Приложения

Таблица 1.

Таблица 2.