Звукопроводность и звукопроницаемость древесины. Стойкость к действию воды и агрессивных жидкостей. Недостатки как материала, учитываемые при конструировании. Защита древесины от загнивания и поражения насекомыми. Пиломатериалы и продукты переработки.
Древесина - самый легкий строительный материал, который при хорошей теплоизоляции имеет высокую прочность, благодаря чему находит применение в качестве несущих конструкций.
Введение
Древесина - самый легкий строительный материал, который при хорошей теплоизоляции имеет высокую прочность, благодаря чему находит применение в качестве несущих конструкций. Древесина является экологическим материалом, так как для ее роста используется солнечная энергия. Современное деревянное домостроение всегда находит новые пути производства технологичных претенциозных конструкций, например, для строительства помещений и мостов. Древесина, по сравнению с другими строительными материалами, требует меньших затрат энергии при производстве, транспортировки и обработке. И в окружающих нас лесах всегда можно найти необходимое количество древесины.
Список литературы
Хотя древесная ткань имеется и у папоротников, почти всю древесину люди получают из деревьев двух главных отделов царства высших растений голосеменных и покрытосеменных. Голосеменные растения - очень древняя форма, представленная исключительно древесными видами, к которым относятся хвойные деревья («мягкие породы»), а именно сосна, ель, кедр, поставляющие основную часть древесины, используемой человечеством. Отдел же покрытосеменных отличается большим разнообразием и делится на два класса - однодольные и двудольные. Лишь некоторые из однодольных (бамбук, пальмы, юкка) дают древесную ткань, которая имеет ограниченное, в основном местное значение. Что же касается двудольных, то к этому классу относятся важные лиственные («твердые») породы - дуб, эвкалипт, клен, древесина которых особенно ценна для мебели, отделки интерьеров и пр. звукопроводность древесина вода агрессивный
Структура
Клетки древесины, как и клетки коры, возникают из многократно делящихся клеток прокамбия и камбия, которые составляют почти непрерывный слой образовательной ткани между корой и древесиной. Камбий возникает из клеток, отделившихся от конуса нарастания стебля или корня. Последний же берет начало в клеточно-образовательном центре зародыша в семени. В древесине имеются два класса клеток - паренхимные и прозенхимные. Паренхимные клетки обычно тонкостенные с простыми (неокаймленными) порами. В заболони они выполняют функцию физиологически активной живой ткани (обеспечивают хранение питательных веществ). Прозенхимные же клетки - толстостенные с окаймленными порами. Они теряют свой протопласт, когда вырастают и достигают окончательной толщины стенок, после чего превращаются в среду, проводящую жидкость и обеспечивающую опору.
Для древесины характерны годичные кольца, обусловленные изменениями размеров клеток и толщины их стенок в связи с изменениями условий роста. В зонах умеренного климата контраст колец связан с отличием «летней» древесины одного года от «весенней» следующего. По числу колец на уровне земли можно определить возраст дерева.
Химический состав
В состав древесины входит ряд сложных органических соединений. Полный химический анализ показывает, что она содержит около 50% углерода, 6% водорода и 44% кислорода. Стенка клетки имеет сетчатую структуру из взаимосвязанных длинноцепных молекул целлюлозы, наполненную другими углеводородами (гемицеллюлозами), а также лигнином и различными экстрактивными веществами. Цементирующим межклеточным веществом являются в основном пектаты кальция и магния, а в клеточных полостях, особенно в древесине лиственных пород, накапливаются смолы, камеди, жиры, таннины, пигменты и минеральные вещества. В состав древесины входит 45-60% целлюлозы, 15-35% лигнина и 15-25% гемицеллюлоз. Количество инородных, экстрактивных веществ в значительной мере зависит от породы и неодинаково в заболони и ядровой древесине. Содержание минеральных веществ (зольность) древесины обычно значительно меньше 1%.
Физические свойства
Относительная плотность древесины лежит в пределах от 0,1 (бальза) до ~1,3 (железное дерево и некоторые другие тропические породы). Относительная плотность большей части деловой древесины составляет 0,2-0,75, плотность - 190-850 кг/м3. Относительная плотность древесинного вещества равна приблизительно 1,5. Следовательно, лишь около 1/6 объема легкой деловой древесины составляет твердое вещество, тогда как в более тяжелых сортах на него приходится около половины объема. Относительная плотность может быть различной и для одной породы деревьев, что обусловлено переменчивостью условий произрастания. Так, для сосны длиннохвойной эта величина может составлять от 0,25 до 0,80 (среднее значение 0,53).
Положительные характеристики древесины
Объемный вес древесины зависит от ее влажности и объема пор.
Объемный вес зависит от плотности и влажности древесины, и у большинства древесных пород он меньше единицы. Удельный вес самого древесного вещества в среднем равен 1,55 г/см3.
Теплопроводность и тепловое расширение древесины
Теплопроводность древесины зависит от влажности, температуры, направления волокон, объемного веса и породы дерева. Коэффициент теплопроводности А, зависит от направления, в котором передается тепло через древесину. Можно считать, что вдоль волокон он примерно в 1,8 раза больше, чем поперек волокон, и в среднем равен 0,15- 0,27 ккал/.ч • ч • град. Зависимость теплопроводности поперек волокон от температуры различна для сухой и влажной древесины; для влажной древесины - степенная, а для сухой - линейная. Это объясняется различием в изменении теплопроводности от температуры воды и воздуха: у воды оно подчинено закону кривой, а у воздуха- закону прямой. Данные таблицы показывают, что коэффициент линейного расширения древесины вдоль волокон значительно меньше, чем стали и бетона. В этом отношении деревянные конструкции выгодно отличаются от стальных и бетонных, при устройстве которых необходимы дополнительные мероприятия, например устройство температурных швов для компенсации увеличения размеров конструкции при повышении температуры. В поперечном же направлении коэффициент линейного расширения древесины значительно больше, чем стали и бетона.
Звукопроводность и звукопроницаемость древесины
Древесина является хорошим проводником звука, который распространяется в ней в 3-17 раз быстрее, чем в воздухе. Скорость распространения звука больше всего вдоль волокон и меньше всего в поперечном направлении. В древесине сосны вдоль волокон она равна приблизительно 5000, поперек волокон в радиальном направлении - 1450 и в тангентальном направлении - 850 м/сек. В среднем, учитывая значения скорости распространения звука в древесине других пород, можно считать, что звукопроводность вдоль волокон относится к звукопроводности в радиальном и тангентальном направлении как 14:5:3. Способность древесины пропускать звук называется звукопроницаемостью. Это свойство имеет весьма существенное значение в жилищном строительстве, так как древесина широко применяется для устройства стен, перегородок и полов. Звукопроницаемость древесины весьма высока, характеризуется она коэффициентом звукопроницаемости, представляющим собой отношения количества звуковой энергии, прошедшей через перегородку из испытываемого материала, к количеству звуковой энергии, действующей на перегородку. Для примера укажем, что коэффициент звукопроницаемости бетонной перегородки толщиной 2,5 см составляет 0,11, а деревянной - приблизительно 0,65.
Стойкость древесины к действию воды и агрессивных жидкостей
Стойкость древесины к действию воды изучена еще недостаточно. Установлено (исследование И. Д. Грачева), что у древесины ели, сосны, березы и осины, в течение длительного времени находящихся в воде (до 30 лет), несколько изменились механические свойства по сравнению со свойствами свежей древесины. В морской воде древесина сохраняется значительно хуже, чем в речной или озерной пресной воде. Исследования образцов древесины сосновых свай из сооружений Бакинского порта, пробывших в воде около 30 лет, показали, что ее механические свойства сильно понижены по сравнению со свойствами нормальной древесины. В воде большой биологической агрессивности стойкость древесины низка, поэтому применение ее в канализационных сооружениях не допускается. Длительное воздействие агрессивных жидкостей (кислот и щелочей) " разрушает древесину и степень этого разрушения тем больше, чем выше концентрация растворов и продолжительнее их действие. Она также зависит от рода действующих на древесину кислот и щелочей. Как показали исследования проф. С. И. Ванина, степень разрушения обусловливается количеством свободных водородных и гидроксильных ионов в растворе; слабощелочные растворы разрушают древесину в очень малой степени. В кислой среде древесина начинает разрушаться при РН^2. Для сравнения укажем, что разрушение бетона и стали начинается лишь при РН$:5. Поэтому кислоты, обладающие слабо выраженной диссоциацией (например, уксусная и молочная), могут вызывать лишь незначительное разрушение древесины даже при больших концентрациях. Проф. С. И. Ванин, исследуя стойкость различных пород древесины к действию серной, азотной, соляной и уксусной кислот, а также едкого натра, пришел к заключению, что древесина хвойных пород (сосны, ели, лиственницы) более стойка к действию этих реагентов, чем древесина лиственных пород (березы и бука). Установлено также, что из хвойных пород наибольшей стойкостью отличается древесина лиственницы. У всех хвойных пород ядровая и спелая древесина обладает большей стойкостью, чем заболонная.
Недостатки древесины как материала, учитываемые при конструировании
Анизотропность, т.е. изменение механических характеристик в зависимости от породы, места произрастания, зоны в поперечном сечении ствола (заболонь, ядро, сердцевина), направления волокон, наличия пороков и их расположения, влажности и других факторов; это затрудняет отбор материала для ответственных изделий и сооружений.
Изменение размеров и формы в результате усушки, разбухания, коробления, особенно под воздействием изменения температуры и влажности воздуха. Изза неравномерного удаления влаги возникают напряжения, которые приводят к растрескиванию материала.
Растрескивание - отрицательное свойство древесины, но в некоторых случаях оно приносит пользу, обеспечивая плотность соединения (в емкостях, деревянных трубах, судах и т.п.). При закреплении разбухающих деталей из древесины возникает давление разбухания в пределах 8 - 32 кгс/см2.
Низкое сопротивление раскалыванию. Однако это свойство имеет положительные значения при заготовке колотых сортиментов.
Загнивание, повреждение насекомыми, возгорание в неблагоприятных условиях службы.
Структура
Клетки древесины, как и клетки коры, возникают из многократно делящихся клеток прокамбия и камбия, которые составляют почти непрерывный слой образовательной ткани между корой и древесиной. Камбий возникает из клеток, отделившихся от конуса нарастания стебля или корня. Последний же берет начало в клеточно-образовательном центре зародыша в семени. В древесине имеются два класса клеток - паренхимные и прозенхимные. Паренхимные клетки обычно тонкостенные с простыми (неокаймленными) порами. В заболони они выполняют функцию физиологически активной живой ткани (обеспечивают хранение питательных веществ). Прозенхимные же клетки - толстостенные с окаймленными порами. Они теряют свой протопласт, когда вырастают и достигают окончательной толщины стенок, после чего превращаются в среду, проводящую жидкость и обеспечивающую опору. Для древесины характерны годичные кольца, обусловленные изменениями размеров клеток и толщины их стенок в связи с изменениями условий роста. В зонах умеренного климата контраст колец связан с отличием "летней" древесины одного года от "весенней" следующего. По числу колец на уровне земли можно определить возраст дерева.
Макроструктура древесины
Достаточно полное знакомство с макроскопической структурой древесины можно получить при изучении разрезов ствола дерева по трем направлениям: тангентальный разрез, проходящий плоскостью по хорде поперечного сечения на некотором расстоянии от оси ствола; торцовый, или поперечный, разрез, проходящий плоскостью, перпендикулярной оси ствола, и радиальный разрез, проходящий плоскостью через ось ствола; торцовому, или поперечному разрезу, проходящему перпендикулярно оси ствола; радиальному разрезу, проходящему через ось ствола.
Толстый слой древесины, находящийся за камбием, состоит из ряда тонких концентрических слоев; наружная часть их называется заболонью и внутренняя часть - ядром. Ядро состоит из полностью отмерших клеток, заболонь - из более "молодых, растущих клеток, поэтому влажность заболони свежесрубленного дерева хвойных пород значительно выше влажности ядра. Эти два слоя древесины хорошо различаются на торцовом разрезе ствола некоторых древесных пород, так как окраска ядра, например у дуба, сосны и кедра, темнее заболони. У других пород дерева, например у бука, ели и пихты, центральная часть древесины, имеющая все свойства ядра, неразличима по цвету с периферийной частью (заболонью). Такая древесина носит название спелой древесины. Существуют породы дерева, например береза, клен, ольха, не имеющие ядра. В центральной части ствола на всем его протяжении расположена сердцевина, состоящая из клеток с тонкими стенками, слабо связанными между собой. Сердцевина и вырастающие в первый год существования дерева побеги образуют сердцевинную трубку диаметром 1- 10 мм в зависимости от породы и возраста дерева. Эта часть ствола является самой слабой, так как легко крошится и легче других - загнивает. На торцовом разрезе ствола при небольшом увеличении можно заметить значительное количество концентрически расположенных слоев. Каждый такой слой образуется в течение вегетационного периода и соответствует одному году жизни дерева, почему и носит название годового слоя или годичного кольца. В зависимости от условий роста годовые слои бывают различной ширины даже у деревьев одной и той же породы. Весной образуются тонкостенные клетки ранней древесины годового слоя, летом - прочные толстостенные клетки - поздней древесины. Различие в тканях ранней и поздней древесины сосны показано на 119 по всем трем разрезам. На свойствах древесины не так существенно отражается ширина годовых слоев, как процентное содержание в ней наиболее ценной и прочной поздней древесины, которое колеблется в значительных пределах.
В древесине лиственных пород движение влаги происходит по сосудам (трубочкам), расположенным вдоль ствола и на поперечном разрезе ствола, имеющим вид округленных отверстий.
В древесине некоторых лиственных пород (дуб, ясень, вяз) расположены крупные и мелкие сосуды; крупные находятся в ранней части годового слоя, а мелкие собраны в группы или распределены равномерно по площади поздней части. Такие, породы называются кольцесосудистыми. В древесине таких лиственных пород, как береза, осина, клен, липа и др., крупных сосудов нет и резкого различия между ранней и поздней частью годового слоя не наблюдается. Эти породы называют рассеянно-сосудистыми.
В отличие от лиственных пород, хвойные деревья не имеют сосудов, а состоят в основном из замкнутых удлиненных клеток, носящих название трахеид, причем у большинства хвойных пород между трахеитами преимущественно в поздней части годового слоя находятся смоляные ходы - межклеточные пространства, заполненные смолой. Они видны на торцовом разрезе лишь при некотором увеличении, но на продольном (радиальном) разрезе обозначаются значительно лучше - в виде темных линий.
На торцовом разрезе дерева кроме годичных колец можно видеть невооруженным глазом узкие полосы, направленные по радиусам и называемые сердцевинными лучами. На радиальном разрезе дуба они особенно хорошо заметны и имеют вид довольно широких лент. Многие древесные породы легко различаются именно по форме и расположению сердцевинных лучей и образуемому их сечением узору.
Микроструктура древесины
При изучении микроструктуры древесины при сильном увеличении под микроскопом можно видеть, что она состоит из очень большого числа живых и отмерших клеток, имеющих различную форму и величину. Каждая живая клетка имеет оболочку и находящиеся внутри нее протоплазму, клеточный сок и ядро.
Протоплазма представляет собой растительный белок, состоящий из углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Ядро по химическому составу очень близко к протоплазме и отличается от нее лишь содержанием фосфора. Ядра встречаются различных форм, но преобладает овальная форма. Оболочку клеток образует в основном природное высокомолекулярное полимерное вещество, называемое целлюлозой или клетчаткой (СБНЮО5). В процессе роста клетки происходит весьма важное изменение оболочки - ее одревеснение, которое обуславливается появлением в веществе стенок лигнина.
Клетки древесины весьма разнообразны по форме; по функции в живом дереве различают проводящие, механические и запасающие клетки. Проводящие клетки служат главным образом для передачи питательных веществ от корней к ветвям и листьям. Это упомянутые выше сосуды и некоторые трахеиды.
Механические клетки вытянуты в длину, имеют толстые стенки и узкие внутренние полости. Они плотно соединены между собой и в лиственных породах, равномерно распределены по годовому слою, что и придает древесине большую прочность. В древесине лиственных пород функции механических (опорных) клеток выполняют либриформ-клетки веретенообразной формы длиной 0,3-2 и диаметром 0,2 мм, которые составляют основную массу ствола, а в древесине хвойных пород - трахеиды поздней древесины. Прочность древесины бывает тем выше, чем большую часть ствола занимает летняя (поздняя) древесина, состоящая из механических клеток с более толстыми стенками, чем клетки весенней (ранней) древесины. Запасающие клетки находятся главным образом в сердцевинных лучах. Служат они для хранения питательных веществ и передачи их живым клеткам в горизонтальном направлении.
Пороки формы ствола: - сежистость
- закомелистость (округлая, ребристая)
- овальность
- нарост(3)
- кривизна (простая)
Описание: Нарост (взжутие)-резкое местное утолщение на боковой поверхности круглого лесоматериала различной формы и размеров. Сопровождается свилеватостью древесины. Встречается на всех породах, чаще на лиственных. Может являться признаком заросшего сучка, инородного тела, и т.п.
Бровки-образование на боковой поверхности лиственных лесоматериалов с более тонкой корой в форме овального изгиба, являющееся признаком внутренних пороков, обычно сучков.
Кап-большой древесный нарост с путанным расположением волокон, дающий возвышение, с характерным рисунком.
Кривизна-отклонение продольной оси круглого лесоматериала от прямой линии.
Простая кривизна-кривизна, характеризующаяся одним изгибом.
Сложная кривизна-кривизна, характеризующаяся двумя или более изгибами в одной или в нескольких плоскостях.
Местная кривизна-кривизна, вызванная обломом вершины дерева при росте.
Сбежистость-постепенное уменьшение диаметра круглых лесоматериалов на всем протяжении, превышающее нормальный сбег, равный 1см на 1м длины.
Закомелистость-резкое увеличение диаметра комлевой части круглых лесоматериалов когда диаметр (ширина)торца не менее чем в 1,2 раза превышает диаметр торца, измеренный на расстоянии 1м от этого торца.
Округлая закомелистость-закомелистость с округлой формой поперечного сечения круглого лесоматериала.
Ребристая закомелистость-закомелистость со звездчато-лопастной формой поперечного сечения круглого лесоматериала.
Овальность-поперечное сечение круглого лесоматериала со значительной разницей между наибольшим и наименьшим диаметрами.
Ребристость-продольные узкие углубления и/или гребни на поверхности круглого лесоматериала.
Пороки строения древесины
Наклон волокон-отклонение направленияволокон от продольной оси лесоматериала. В круглых лесоматериалах наклон обусловлен спиральным расположением волокон.
Реактивная древесина-древесина с особыми анатомическими характеристиками, формирующимися обычно в частях ствола или ветвей с наклоном или изгибом и стремящаяся вернуть первоначальное положение, которое было нарушено. Для лиственной древесины реактивную древесину также называют тяговой древесиной, а для хвойной -кренью.
Крень-изменение строения древесины хвойных пород в сжатой зоне ствола и сучьев, проявляется в виде кажущегося резкого утолщения поздней древесины годичных слоев. Проявляется на торцах круглых лесоматериалов в виде дугообразных, реже кольцевых участков темно окрашенной древесины. Свойственна искривленным и наклонно стоящим стволам, а также всем сучьям, особенно часто встречается в древесине ели.
Местная крень-крень в виде узких дугообразных участков или полос, захватывающих один или несколько годичных слоев
Сплошная крень-крень в виде значительных сплошных участков, расположенных по одну сторону от сердцевины и захватывающих половину и более площади поперечного сечения.
Двойная сердцевина-наличие в лесоматериалах двух и более сердцевин с самостоятельными системами годичных слоев, окруженных с периферии одной общей системой. Сопровождается овальностью сечения ствола.
Рак-каверна или полость на поверхностикруглого лесоматериала, вызванная воздействием на живую древесину грибов или иных микробов.
Открытый рак-рак с плоским или углубленным дном, ступенчатыми краями и наплывами по периферии.
Закрытый рак-рак с ненормальными утолщениями тканей коры и древесины возле пораженных мест
Роза-концентрические складки, являющиеся признаком внутренних пороков, обычно сучков.
Спиральные волокна-волокна, расположенные по спирали вокруг сердцевины.
Защита древесины
Сушка древесины. Сушка уменьшает возможность гниения древесины и повышает прочность. Различают естественную и искусственную сушку.
Естественная сушка производится на открытом воздухе, под навесами (для защиты от дождя и солнечных лучей) или в закрытых помещениях, с тем чтобы материал принял воздушно-сухое состояние (15... 20%). Такая сушка длится недели и даже месяцы, она не исключает поражения древесины грибами. Ее достоинством является отсутствие расхода тепловой энергии (топлива).
Искусственная сушка осуществляется в короткие сроки, например в течение нескольких дней или часов. Она полностью исключает возможность заражения грибами и обеспечивает высокое качество древесины. Имеется несколько разновидностей искусственной сушки.
Камерная сушка производится в сушилках периодического и непрерывного действия в течение нескольких суток. Теплоносителем служат нагретый воздух, пар или дымовые газы с температурой 70 ... 80°С. Также производится сушка древесины в электрическом поле высокой частоты. Древесина быстро и равномерно прогревается между электродами и высушивается в 10... 20 раз быстрее, чем при камерной сушке. Но этот вид сушки очень дорог и требует большого расхода электроэнергии.
Более дешевым является способ сушки в жидких средах, в частности в ваннах с петролатумом (отходом при депарафинизации нефтяных масел) при температуре 130... 140 С. За несколько часов влага в древесине вскипает, превращается в пар с давлением выше атмосферного и удаляется; при этом материал не растрескивается и не коробится. Сушка в петролатуме не дороже камерной сушки, продолжительность ее 8 ... 12 ч.
Защита древесины от загнивания и поражения насекомыми
Существует ряд конструктивных мер для предотвращения загнивания древесины - изоляция ее от грунта, каменной кладки, бетона, устройство проветривания деревянных конструкций, защита от атмосферных осадков лакокрасочными покрытиями или гидроизоляционными материалами. Но эти меры не всегда могут полностью предохранить древесину от увлажнения и возникает необходимость в антисептировании деревянных материалов и изделий.
Антисептики - это химические вещества, которые убивают грибы, вызывающие гнили, или создают среду, в которой их жизнедеятельность прекращается. Антисептики должны обладать токсичностью только по отношению к грибам и быть безвредными для людей и животных, не ухудшать качества древесины, по возможности не вызывать коррозию металлических креплений.
Антисептики подразделяют на водорастворимые, применяемые только в сухих условиях, главным образом внутри помещений, и нерастворимые в воде, маслянистые, применяемые для антисептирования шпал, столбов, свай; также применяют иногда препараты, растворимые в зеленом масле, мазуте, керосине и сольвент-нафте.
К водорастворимым антисептикам относятся: фтористый натрий NAF порошок без запаха, белого цвета, применяемый в растворах 3... 4%-ной концентрации. При соприкосновении с известковыми, цементными и гипсовыми материалами фтористый натрий теряет свои токсические свойства. Кремнефтористый натрий - белый или серый порошок, применяется совместно с фтористым натрием или кальцинированной содой, а также в силикатных пастах. Кремнефтсристый аммоний - белый порошок более высокой токсичности, чем фтористый натрий; повышает огнестойкость древесины, но вызывает слабую коррозию металла. Препарат ББК-3-смесь борной кислоты и буры, хорошо растворяется в воде, для людей практически безвреден. Препараты ХХЦ (смесь хлористого цинка и хромпика) и МХХЦ (смесь хлористого цинка, хромпика и медного купороса) трудно вымываются водой, но окрашивают древесину в желто-зеленый цвет и вызывают коррозию металлов. Препарат ГР-48 - антисептик на основе пентахлорфенола, применяют в растворе 1 ... 1,5%-ной концентрации для поверхностной защиты пиломатериалов, например от синевы и плесени.
К маслянистым антисептикам относятся: антраценовое, креозотовое и сланцевое масла. Это темно-коричневые жидкости с резким запахом и сильными токсическими свойствами. Они не растворяются в воде, не вызывают коррозию металла, но скрашивают древесину в бурый цвет. Применяются для пропитки шпал, деталей мостов, свай, деревянных подводных конструкций и др. Нельзя применять в жилых помещениях.
К органикорастворимым антисептикам относятся препараты типа ПЛ (растворы пентахлорфенола) и НМЛ (растворы нафтената меди в легких нефтепродуктах); они окрашивают древесину в зеленый цвет, затрудняют ее склеивание, являются высокотоксичными антисептиками.
Применяют также антисептические пасты, приготовляемые из фтористого натрия, связующего вещества (битума, глины, жидкого стекла и др.) и наполнителя (например, торфяного порошка); пастами защищают элементы древесины с повышенной влажностью (выше 40%), а также концы балок в каменных стенах, столбы и др. Элементы открытых сооружений, обработанных пастой, защищают гидроизоляционным покрытием.
Пропитку антисептиками производят поверхностной обработкой, в горяче-холодных ваннах и под давлением в автоклавах.
Поверхностную обработку делают кистями или краскопультом в 2... 3 раза, иногда погружают изделия в ванну с антисептиком. Более глубокая пропитка получается при последовательном погружении изделия сначала в горячую (t = 90 ... 95С), а затем в холодную (t = 20... 30С) ванну с антисептиком: в горячем антисептике из пор древесины уходит излишек воздуха, а при погружении в холодную ванну в порах образуется вакуум и антисептик пропитывает древесину на большую глубину.
Наиболее глубокая пропитка антисептиком получается в специальных автоклавах под давлением: сначала в автоклаве создается вакуум, из пор древесины удаляется воздух, а затем автоклав наполняют горячим антисептиком с давлением до 0,6...1,5 МПА. Получается почти сплошная пропитка древесины.
Для борьбы с дереворазрушающими насекомыми используют главным образом химические средства, ядовитые вещества, убивающие насекомых и их личинки. Древесину обрабатывают опрыскиванием, обмазкой, пропиткой, опылением порошками или окуриванием газами. Можно использовать маслянистые и органикорастворимые антисептики, а также специальные инсектициды - хлорофос (диметилтрихлорксиэтилфосфонат), порошок и пасту ДДТ, дуст, а также некоторые газы (хлорпикрин).
Защита древесины от возгорания
Древесина относится к легковозгораемым материалам. Ее возгорание происходит при температуре 260... 290С, а при нагревании выше 350°С она может воспламенится изза выделяющихся газов, поэтому деревянные конструкции удаляют от источников нагревания; деревянные элементы покрывают штукатуркой или облицовывают несгораемыми материалами (например, асбестоцементными); окрашивают огнезащитными красками или пропитывают специальными веществами - антипиренами.
Огнезащитное действие антипиренов основано на том, что при нагревании древесины одни из них образуют оплавленную пленку на поверхности древесины, а другие - выделяют негорючие газы, оттесняющие воздух и выделяемые деревом при нагревании горючие газы от поверхности древесины. В качестве антипиренов применяют буру, хлористый аммоний, фосфорнокислый натрий и аммоний, сернокислый аммоний. Обработка антипиренами производится теми же способами, что и антисептирование.
Пиломатериалы и продукты переработки
Древесные материалы бывают в виде распиленной, измельченной и клееной древесины, а также шпона Распиловочный сортамент, используемый в столярном производстве, получается в результате распиловки ствола дерева (рис. 1). Сортамент пиломатериалов определяется наличием различных дефектов древесины и зависит от точности ее распиловки, чистоты обработки и степени покоробленности. Приобретая или заготавливая материал, исходят из его размеров и необходимого объема. Материала заготавливают всегда чуть больше, чем необходимо, учитывая скрытый брак заготовок.
Наиболее употребительные размеры пиломатериалов следующие: досок - толщина 13...45, ширина 80...250 мм; брусков - соответственно 50... 100 и 80...200 мм; брусьев - сечение 130...250Х130...250 мм. Длина пиломатериалов - не более 6,5 м.
Для столярной заготовки используют обычно необрезные доски, выпиленные ближе к центру ствола. Они в меньшей степени подвержены усадке и высыханию. Для небольших изделий используют и дефектные в целом доски: со сбежистостью, кривизной, трещинами, незначительным косослоем, сучковатостью.
Материал для столярных изделий покупают в магазинах. Но не следует забывать, что для их изготовления можно использовать старую мебель, тарную дощечку, отходы пиломатериалов, старый паркет, элементы разбираемых деревянных построек, балочных перекрытий и т. д.
Продуктами переработки древесины являются строганый и лущеный шпон, фанера, древесностружечные и древесноволокнистые плиты.
Строганый и лущеный шпон служит материалом для облицовочных и мозаичных работ. В магазины шпон поступает с деревообрабатывающих комбинатов или мебельных фабрик в пачках различной длины и ширины. Получают его при строгании или лущении древесины: лущеный-березы, ольхи, ели, сосны, бука, липы и других пород со слабовыраженной текстурой, строганый - грецкого ореха, ясеня, бука и т. д. Строганый шпон используют, как правило, для облицовывания мебели, а лущеный - столярных и древесностружечных плит. Для облицовывания рекомендуется шпон толщиной 0,6...1,5 мм.
Кроме строганого и лущеного шпона, для облицовывания изделий в столярном деле используют еще пиленый шпон толщиной от 1 до 12 мм. Такой шпон получают, распиливая древесину обыкновенной одноручной пилой с соответствующим разводом зубьев. Пиленый шпон используют для облицовывания небольших изделий.
Фанера состоит из нескольких (три, пять и более) склеенных слоев лущеного шпона. Основными породами древесины, используемой для изготовления фанеры, являются ольхе, береза, бук, сосна, липа и др. В продажу фанера поступает шлифованной и нешлифованной с маркировкой согласно применяемым клеевым составам. Фанеру применяют в качестве конструкционного и облицовочного материала. Оклеивают ее строганым шпоном ценных пород - дуба, ясеня, березы, бука, грецкого ореха, красного дерева, клена и т. д. Вместо шпона фанеру можно облицовывать декоративными пленками или декоративной бумагой. Толщина фанеры - от 3 до 18 мм.
Столярные плиты - это склеенные между собой рейки, облицованные лущеным шпоном или фанерой. Для облегчения конструкций изготовляют также плиты, в которых рейки размещены блоками с образованием пустот. Щиты, изготовленные таким образом, не гнутся и не трескаются. Толщина столярных плит - 16...50 мм. Мастер может изготовить столярную плиту сам, используя соответствующие материалы и инструмент. Столярные плиты используют для изготовления предметов мебели.
Древесностружечные плиты (ДСП) изготовляют из древесины и ее отходов, которые измельчают, сушат, сортируют, смешивают со связующим, формуют и при определенном давлении и температуре прессуют. Толщина плит - 10... 20 мм.
Плиты бывают водостойкие и неводостойкие, разной плотности, шлифованные и нешлифованные. ДСП применяют в основном для устройства перегородок, обшивки каркасов конструкций и изготовления отдельных предметов мебели.
Древесноволокнистые плиты (ДВП) также изготовляют из дробленой древесины, которая проходит дополнительную специальную обработку. Толщина ДВП - 2,5...25 мм. Плиты имеют различные плотность, водостойкость и степень звукопоглощения.
ДВП повышенной твердости применяют для облицовывания каркасов мебели, щитовых конструкций раздвижных дверей, перегородок и т. д.
Использование коры. В мозаичных работах наиболее широко применяется кора березы (береста), сосны в возрасте 45... 60 лет, ивы, В мозаичных работах наиболее широко применяется кора березы (береста), сосны в возрасте 45... 60 лет, ивы, молодых побегов розового куста и т. д.
Применение древесины
Применение в строительстве.
Древесина применяется в строительстве в таких формах, как пиломатериалы прямоугольного сечения (брус, доски), шпон, фанера, железнодорожные шпалы, столбы, сваи, стойки, гонт и древесноволокнистые плиты. Больше всего потребляется пиломатериалов прямоугольного сечения. Их производят распиловкой бревен, затем отделывают до стандартной ширины и длины, сортируют по качеству, сушат и поставляют потребителям в необработанном с поверхности, обработанном или формованном виде. Фанеру изготавливают, склеивая нечетное число тонких слоев древесины (шпона) так, чтобы волокна соседних слоев были взаимно перпендикулярны. Фанерные панели отличаются от обычных пиломатериалов тем, что (наряду с отсутствием ограничений по ширине) их прочность более равномерна в разных направлениях, они лучше сопротивляются раскалыванию, а их размеры меньше изменяются в условиях переменной влажности.
Топливо и древесная масса
Применение древесины как топлива в масштабах всего мира имеет все еще очень важное значение. В высокоразвитых промышленных странах топливное потребление древесины на протяжении последних десятилетий непрерывно уменьшалось в связи с переходом на уголь, газ, нефть и электричество. Такая тенденция, по-видимому, сохранится и в будущем по мере того, как с дальнейшим развитием техники будут все более доступны другие виды топлива и источники тепла.
Применение же древесины в виде древесной массы в последнее время, наоборот, непрерывно увеличивалось и, по прогнозам, будет продолжать увеличиваться в обозримом будущем. Древесина превращается в древесную массу механическим истиранием с применением воды или путем обработки химикатами, разрушающими лигниновую связь и освобождающими волокна. Затем древесная масса переделывается в различные виды бумаги, коробочный картон, древесноволокнистые плиты. После специальной обработки она используется как целлюлозное сырье для изготовления синтетических тканей и пластиков.
Усовершенствования технологии
Благодаря новым технологическим разработкам древесина стала шире использоваться в традиционных областях и нашла новые области применения. К таким достижениям относятся усовершенствования в технологии сушки, противогнилостная и противопожарная обработка, слоистые конструкции, сборные конструкции заводского изготовления, высокоэффективные столярные клеи. Достигнуты большие успехи в целлюлозно-бумажной промышленности, а также в производстве таких материалов на основе химической переработки древесины, как синтетическое волокно, целлофан, спирт, дрожжи, древесноволокнистые плиты, древесина с полимерной пропиткой, древесный слоистый пластик и различные формованные изделия. Прогресс в области переработки и применения древесины явился стимулом к дальнейшему развитию лесного хозяйства.
Размещено на .ur
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
