ют древесные волокна, называемые либриформ. Эти элементы равномерно распределены по годичному слою, плотно соединены между собой, что и придает лиственным породам необходимую прочность. Истинная плотность древесины всех деревьев изменяется незначительно, так как древесина состоит в основном из одного вещества – целлюлозы. Среднее значение истинной плотности древесины можно принять равным 1,54 г/см³. Пористость древесины изменяется в широких пределах (от 30 до 80 %).

Гигроскопичность и влажность. Древесина, имея волокнистое строение

ибольшую пористость, обладает огромной внутренней поверхностью, которая легко сорбирует водяные пары из воздуха (гигроскопичность). По содержанию влаги различают мокрую древесину– с влажностью до 100 % и более; свежесрубленную – 35 % и выше; воздушно-сухую – 15...20 %; комнатно-сухую – 8...12 % и абсолютно сухую древесину, высушенную до постоянной массы при температуре 103 °С. Стандартной принято считать влажность древесины 12 %. Вода в древесине может находиться в трех состояниях – свободном, физически связанном и химически связанном. Свободная или капиллярная вода заполняет полости клеток и сосудов и межклеточные пространства. Физически связанная или гигроскопическая вода находится в стенках клеток и сосудов древесины в виде тончайших гидратных оболочек на поверхности мельчайших элементов, слагающих стенки клеток.

Усушка, разбухание и коробление. Как уже отмечалось, изменение влажности древесины от нуля до предела гигроскопической влажности вызывает изменение ее линейных размеров и объема – усушку или разбухание, величина которых зависит от количества испарившейся или поглощенной ею влаги

инаправления волокон. Вдоль волокон линейная усушка для большинства древесных пород не превышает 0,1 %, в радиальном направлении – 3...6 %, а в тангенциальном – 7...12 %. Разница в усушке древесины в тангенциальном и радиальном направлениях и неравномерность высыхания сопровождается возникновением внутренних напряжений в древесине, что может вызвать ее коробление и растрескивание. Боковые края досок стремятся выгнуться в сторону выпуклости годовых слоев, а наибольшему короблению подвержены доски, выполненные из древесины, расположенной ближе к поверхности бревна, и широкие доски

Стойкость к действию агрессивных сред. При длительном воздействии кислот и щелочей древесина медленно разрушается. В кислой среде древесина начинает разрушаться при рН<2. Слабощелочные растворы почти не разрушают древесину. В морской воде древесина сохраняется значительно хуже, чем в пресной (речной, озерной). В воде большой биологической агрессивности стойкость древесины низкая.

2.1.1. Механические свойства древесины

Прочность древесины определяют путем испытания малых чистых (без видимых пороков) образцов древесины. Прочность древесины характеризуется

14

пределами ее прочности при сжатии, растяжении, статическом изгибе, скалывании. Кроме того, могут определяться условный предел прочности при местном смятии и предел прочности при перерезании поперек волокон. Прочность древесины (пороки древесины) как анизотропного волокнистого материала в большой степени зависит от того, под каким углом к волокнам направлена сила. Предел прочности при растяжении вдоль волокон в 20...30 раз, а при сжатии в 5...10 раз больше, чем поперек волокон.

Пороками называют недостатки отдельных участков древесины, снижающие ее качество и ограничивающие возможность использования. Пороки образуются как при росте дерева, так и при хранении на складах и эксплуатации.

•Сучки – распространенный и неизбежный порок древесины. Сучки являются частью (основанием) ветвей, заключенной в древесине, и нарушают однородность строения древесины, вызывают искривление волокон и годичных слоев, уменьшают рабочее сечение пиломатериалов, что понижает прочность древесины, затрудняет ее механическую обработку и ухудшает внешний вид.

•Трещины представляют собой разрывы древесины вдоль волокон. Они могут появиться как на растущем дереве, так и при высыхании срубленного дерева. Они нарушают целостность лесоматериалов, уменьшают выход высокосортной продукции, снижают прочность, а в некоторых случаях, например в мелком сортименте, делают их непригодными для строительных целей. Кроме того, трещины задерживают влагу в древесине, что создает условия для развития в ней грибков, вызывающих гниение.

•Трещины усушки – радиально направленные трещины, возникающие в срубленной древесине под действием внутренних напряжений в процессе

еевысыхания ниже предела гигроскопической влажности.

•Пороки формы ствола легко устанавливаются на растущем дереве и поэтому стволы деревьев, имеющие такие дефекты, могут быть заранее отбракованы или переведены в низший сорт. К этой группе пороков относятся сбежистость, закомелистость и кривизна ствола.

•Сбежистость – значительное уменьшение толщины круглых лесоматериалов или ширины необрезных пиломатериалов на всем их протяжении, превышающее нормальный сбег '(1 см на 1 м длины).

•Закомелистость – резкое увеличение диаметра комлевой части круглых материалов или ширины необрезной пилопродукции. Если в поперечном сечении закомелистость имеет форму круга, то ее называют округлой, а если звездно-лопастную, то ребристой. Закомелистость увеличивает отходы при распиловке и раскрое лесоматериалов, искусственно вызывает косослой.

•Кривизна – искривление ствола дерева в одном или нескольких местах уменьшает выход пиломатериалов, изменяет направление волокон, а в ряде случаев переводит древесину в разряд дров.

15

•Пороки строения древесины представляют собой отклонения от нормального строения древесного ствола – наклон волокон, крень, свилеватость, двойная сердцевина и др.

•Наклон волокон (косослой) – непараллельность волокон древесины продольной оси сортимента. При наличии этого порока, особенно при больших углах наклона волокон или годичных слоев, наблюдается резкое снижение прочности древесины, затрудняется механическая обработка древесины, а пилопродукция отличается повышенной продольной усушкой и короблением.

•Крень – местное изменение строения древесины, когда кольца поз д- ней и ранней древесины имеют разную толщину и плотность по обе стороны от сердцевины. Сплошная крень захватывает половину и более площади поперечного сечения ствола. Местная крень в виде узких дугообразных участков захватывает один или несколько годичных слоев. Крень нарушает однородность древесины.

•Свилеватость – извилистое или беспорядочное расположение волокон древесины. Свилеватость снижает прочность древесины, затрудняет ее обработку, особенно строжку и теску. Свилеватая древесина некоторых пород (орех, карельская береза, ясень) имеет красивый рисунок текстуры, поэтому они используются в отделочных работах.

•Грибные поражения вызываются простейшими растительными организмами – грибками, которые развиваются из спор, заносимых в древесину ветром, водой, насекомыми и т. п. Одни грибки изменяют только окраску древесины, почти не влияя на физико-механические свойства (деревоокрашивающие), другие не только изменяют цвет, структуру и свойства древесины, но и разрушают ее, образуя гниль (дереворазрушающие). Питательной средой для деревоокрашивающих грибов служит только содержимое клеток. Эти грибы не затрагивают клетчатку и поражают преимущественно растущий лес и срубленную древесину, пока она не утратила своих соков (при хранении в лесу, на складах, транспортировании). Наличие на древесине признаков грибных поражений всегда требует принятия мер по их ликвидации.

•Повреждения насекомыми (червоточина) представляют собой ходы и отверстия, проделанные в древесине насекомыми. По глубине червоточина разделяется на поверхностную, неглубокую, глубокую и сквозную, а по размеру отверстий – на некрупную (диаметр отверстий меньше 3 мм) и крупную (диаметр отверстий более З мм).

Поверхностная червоточина не влияет на механические свойства древесины и при распиловке уходит в отходы, поэтому она допускается в пиломатериалах и в фанерном сырье. Другие виды червоточины нарушают целостность древесины и снижают ее механические свойства, а также стойкость против загнивания, так как насекомые могут занести споры грибов. Такую древесину не применяют для изготовления несущих конструкций.

16

2.2. Основные породы древесины, применяемые в строительстве

2.2.1. Хвойные породы

Широкое применение в строительстве хвойных пород (сосны, ели, лиственницы, меньше – кедра и пихты) объясняется их большой территориальной распространенностью, высотой и прямизной стволов, повышенным по сравнению с некоторыми лиственными породами качеством, в частности стойкостью против загнивания.

Сосна – ядровая порода, ядро буровато-красного' цвета, заболонь желто- вато-белого. Различают рудовую сосну, растущую на возвышенных песчаных местах, и мяндовую, растущую на низменных местах. Рудовая сосна имеет плотную мелкослойную смолистую древесину. У мяндовой сосны древесина крупнослойная, рыхлая, с широкой заболонью и поэтому ниже качеством, чем у рудовой сосны.

Ель. Наибольшее хозяйственное значение имеют два вида ели – европейская (обыкновенная) и сибирская. Древесина ели имеет однородный белый цвет со слабым желтоватым оттенком, широкую заболонь и спелую древесину, не отличающуюся по цвету от заболони. Древесина ели мягкая, легкая, как у сосны, но с меньшим содержанием смолистых веществ, что снижает сопротивляемость ее загниванию. Наличие в древесине ели большого количества твердых сучков затрудняет ее механическую обработку. Применяют ель для тех же целей, что и сосну, но с учетом ее пониженной стойкости к загниванию.

Лиственница – имеет ядро красновато-бурого цвета и узкую заболонь белого цвета. Древесина лиственницы мелкослойная. Прочность, твердость и средняя плотность лиственницы выше, чем у сосны и ели, примерно на 30 %. Она отличается повышенной глиностойкостью, но склонна к растрескиванию.

Кедр – имеет ядро светло-бурого цвета и широкую заболонь, мало отличающуюся по цвету от ядра. Древесина кедра мягкая и легкая, ее механические свойства ниже, чем сосны. Применяют кедр в виде круглого леса и пиломатериалов, для столярных изделий и отделки мебели– в виде декоративной фанеры.

Пихта – по древесине схожа с елью, но не имеет смоляных отходов. Легко загнивает, поэтому в строительстве применяют наравне с елью, но не используют во влажных условиях эксплуатации.

2.2.2. Лиственные породы

Лиственные породы имеют стволы менее правильной формы и более сбежистые, чем хвойные. В строительстве более широкое применение получили дуб, ясень, береза, осина, ольха, бук, липа, тополь.

Дуб – кольцесосудистая порода, имеющая ярко выраженное ядро от светло- до темно-бурого цвета и узкую светло-желтую заболонь. Древесина дуба характеризуется высокой прочностью и стойкостью против гниения, красивой текстурой и цветом, но дает значительную усушку и склонна к растрескиванию.

17