Строение древесины
Деревянные строительные конструкции в основном изготавливают из древесины хвойных пород (сосна, ель, лиственница), поэтому рассмотрим строение древесины хвойных пород.
Древесина состоит из клеток двух видов – прозенхимных и паренхимных.
Прозенхима – от греческого
проз – удлиненное
енхима – наполненное.
Паренхима – латинское
«пар» - одинаковый
енхима – наполненное.
Паренхимные клетки имеют одинаковые размеры во всех 3х направлениях.
К прозенхимным – относятся трахенды – полые клетки, сильно вытянутые в длину с заостренными концами. Среднее отношение длины к др. размерам поперечного сечения – 50 – 60. В 1 см3 – 420000 трахенд. Основными элементами хвойных пород являются трахенды – 90% объема древесины. На основе современных исследований установлено, что стенки клеток трахенд представляют собой слоистую оболочку. Стенка трахенды состоит из тонкой первичной облочки Р и значительно более толстой вторичной оболочки S состоящей в свою очередь из 3х слоев. Трахеинды связаны между собой аморфным межклеточным веществом срединной пластинки М, окружающей каждую клетку.
(схема строения оболочки трахеиды)
Влага в древесине
Различают 2 вида влаги в древесине – связанную (гигроскопическую) и свободную (капиллярную).
Связанная влага находится в толще клеточных оболочек, а свободная в полостях клеток и в межклеточных пространствах. Кроме свободной и связанной различают влагу, входящую в химический состав веществ, которые образуют древесину (химически связанная влага).
Максимальное кол-во связанной влаги называется пределом гигроскопичности или пределом насыщения волокон древесины и составляет 30% . Дальнейшее увеличение влажности может происходить только за счет свободной влаги, т.е. путем заполнения пустот в древесине. При изменении влажности от 0 до предела насыщения клеточных оболочек объем древесины увеличивается (разбухает), а снижение влажности в этих пределах уменьшает его размеры (усушка). Чем плотнее, тем больше разбухание и усушка. При увеличении влажности свыше точки насыщения волокон, когда влага занимает полости клеток древесины, дальнейшего разбухания не происходит.
Физические свойства древесины
Плотность. Плотность зависит от породы, количества пустот, толщины стенок клеток и содержания влаги. Она может быть различна даже в пределах одной и той же породы.
Температурное расширение. Линейное расширение при нагревании, характеризуемое коэффициентом линейного расширения, в древесине различно вдоль волокон и под углом к ним. Коэффициент линейного температурного расширения вдоль волокон в 7 – 10 раз меньше, чем поперек волокон и в 2 – 3 раза меньше чем у стали.
Так как линейное расширение от тепла вдоль волокон незначительны, можно отказаться от устройства температурных швов.
Теплопроводность. Трубчатое строение клеток превращает ее в плохой проводник тепла.
Теплопроводность древесины вдоль волокон больше, чем поперек волокон. Чем больше плотность и влажность древесины, тем больше ее теплопроводность.