1.2. Породы древесины и области их применения

Все породы древесины, произрастающие на нашей территории, делятся на хвойные и лиственные. Для изготовления основных элементов деревянных конструкций и строительных деталей используют, как правило, хвойную древесину. Хвойные деревья имеют прямые стволы с небольшим количеством сучков относительно небольшой величины, позволяющие получать достаточно длинные прямолинейные лесоматериалы с ограниченным числом пороков. Смола, находящаяся в хвойной древесине позволяет лучше сопротивляться загниванию, чем лиственной. Наиболее высоким качеством обладает сосновая древесина из северных районов Европейской части страны. Там деревья растут медленно и дают более прочную древесину. К хвойным породам также относятся: ель, пихта, лиственница, кедр. Еловая древесина близка по своим качествам к сосновой, но в ней меньше смолы, поэтому она более подвержена загниванию. Древесина лиственницы по прочности и стойкости к загниванию превосходит сосновую, но имеет пониженную прочность по скалыванию.

Лиственные породы почти не применяются для изготовления несущих строительных элементов, потому что они хуже сопротивляются загниванию, в них больше крупных сучков, и они реже бывают прямослойными.

Все лиственные породы можно разделить на:

1. Твердые лиственные (дуб, бук, береза, ясень, клен, вяз, граб) и

2. Мягкие лиственные (осина, липа, тополь, ольха).

В свою очередь твердые лиственные делятся на ценные (дуб, бук, клен, граб) и малоценные (береза).

Древесину твердых лиственных можно использовать для изготовления небольших, но ответственных строительных деталей (например, вкладышей, шпонок, колодок, опорных подушек). Вне конкуренции древесина дуба, поскольку именно она обладает повышенной твердостью, прочностью и сопротивляемостью к загниванию. Березовая древесина при условии ее антисептирования часто используется взамен дубовой. Кроме того, береза является основным сырьем для производства фанеры.

Некоторые породы мягких лиственных используют для изготовления малонагруженных деталей временных зданий и сооружений.

1.3. Особенности строения древесины как конструкционного материала

Дерево состоит из ствола, кроны и корневой системы.

Срубленные стволы называются бревнами. Нижняя, более толстая часть ствола называется комлевой. Бревна получаются в результате распиловки ствола дерева (хлыста) на части длиной от 4,0 до 6,5м. Бревна имеют естественную усеченно-коническую форму. Естественное уменьшение диаметра ствола носит название сбега. Диаметр бревна (или его толщина, как принято в ГОСТах) измеряется в верхней части ствола и д.б. не менее 14см.

Из бревен, при продольной распиловке получаются доски, называемые пиломатериалом.

Древесина это материал растительного происхождения, поэтому имеет слоисто-волокнистое строение.

Основную массу древесины (до 95% от общего объема ствола) составляют древесные волокна, расположенные вдоль растущего дерева. Они состоят из удлиненных пустотелых оболочек отмерших клеток органических веществ – целлюлозы и лигнина, называемых трахеидами и имеющих в сечении почти прямоугольную форму. Множество волокон, объединенных межклеточным веществом, образуют прочный скелет ствола, который придает древесине механическую прочность. В поперечном разрезе древесный ствол состоит из пробкового слоя 1 (коры), лубяного слоя 2, годичных колец 3 и сердцевины 4. Кора составляет от 6 до 25% объема ствола. Лубяной слой служит для проведения воды с органическими веществами, выработанными листьями, вниз по стволу. Внутренняя, более окрашенная часть ствола называется ядром 5, а внешняя – заболонью 6.

Древесные волокна нарастают концентрическими слоями вокруг оси ствола, образуя годичные кольца, которые состоят из ранней и поздней древесины. Ранняя древесина, образованная весной (менее прочная), древесина образованная в летне-осенний период (более прочная), и она называется поздней. Поздняя древесина в своем строении имеет меньше пустоты и больше древесного вещества. Она плотнее и темнее по цвету. Содержание поздней древесины у хвойных пород колеблется в пределах от 10 до 30%. В конструкциях рекомендуется применять лесоматериалы с содержанием поздней древесины не менее 20%.

Качество древесины определятся степенью ее неоднородности. Эти неоднородности возникают как в процессе роста, так и в процессе хранения, сушки и обработки. Основными пороками древесины являются: сучки, гниль, червоточина, трещины, наклон волокон (косослой). В зависимости от пороков древесина делится на сорта: «отборный», 1, 2, 3.

Недопустимыми пороками древесины являются: гниль, червоточина, трещины в зонах скалывания и свиль.