Глава 2. Строительные материалы и изделия из древесины

2.1 Общие сведения

Древесина наряду с природными каменными материалами является самым древним строительным материалом. В разное время на территориях различных государств, в том числе России и Белоруссии, создавались замечательные сооружения из древесины: мосты, крепостные сооружения, храмы, дворцы – смелые в плане инженерных решений и великолепные по своей архитектурной выразительности. Некоторые из них сохранились до наших дней как памятники архитектуры и зодчества.

В Норвегии до нашего времени сохранились деревянные церкви XII…XIII веков, как, например, Андреевская церковь в г. Боргунне. В средней полосе России также сохранились сотни памятников русского деревянного зодчества. В Костромской области (д. Стрельниково) сохранился дом, построенный более 300 лет назад, и церковь, возведённая в 1628 году. Более двух с половиной столетий сохраняются деревянные здания в Кижах (Россия), а некоторые и более 600 лет. В пинских болотах археологи обнаружили древнейшие селения на деревянных сваях – им более 6 тыс. лет.

Древесину используют с глубокой древности благодаря редкому сочетанию положительных свойств. Это весьма лёгкий и в то же время прочный материал, экологически чистый, хорошо сопротивляется статическим и динамическим нагрузкам. Благодаря высокой пористости (30…80%) древесина имеет малую теплопроводность (0.16…0.30 Вт/м·К).

Древесина легко поддаётся механической обработке, хорошо склеивается, удерживает металлические крепления (гвозди, шурупы, скобы). Современные передовые технологии в сочетании с уникальными природными свойствами древесины позволяют создавать долговечные деревянные конструкции, восхищающие своей красотой и совершенством.

В отличие от других строительных материалов древесина «дышит». В ее клеточном строении происходит постоянный обмен воздуха, а относительная влажность внутри деревянных зданий поддерживается, как правило, на уровне 45…57%, что соответствует оптимальному диапазону влажности (40…60%), при котором суммарное влияние вредных факторов на организм оказывается наименьшим. При этом бытует мнение, и не без основания, что древесина сосны и лиственницы обладает целительным действием.

Древесина обладает также высокой химической стойкостью, декоративностью и постоянно восполняемой сырьевой базой. В настоящее время, например, в Республике Беларусь покрытые лесом земли составляют 38,7% всей площади, что почти в два раза больше, чем 50 лет назад. Общий запас древесины на корню составляет 1,4 млрд.м³, а на душу населения нашей страны приходится 143 м³ древесины, что в 2,2 раза больше, чем в других странах мира. К сожалению надо констатировать, что более половины древесины приходится на малоценное сырье, а действующие мощности по его химико-механической переработке не позволяют использовать и половины этих ресурсов, что сдерживает объемы заготовок.

Нашли применение и побочные продукты лесозаготовок, деревообработки и лесопиления (стружка, дробленка, опилки и др.), что значительно повышает эффективность её применения. Из них получают древесностружечные и древесноволокнистые плиты, древесно-слоистый пластик, арболит, ксилолит, фибролит и др.

Вместе с тем древесина обладает и некоторыми недостатками, ограничивающими область её применения: анизотропностью, т.е. неоднородностью строения и свойств в разных направлениях и повышенной гигроскопичности. Это приводит к неравномерному набуханию, короблению и растрескиванию пиломатериалов и изделий. К недостаткам древесины относят также лёгкую возгораемость, загниваемость в переменно-влажностных условиях, наличие разнообразных пороков снижающих её сортность.

Однако большинство этих недостатков можно преодолеть технологическими защитными мероприятиями, созданием благоприятных условий эксплуатации и др. Например, путём изготовления клееных деревянных изделий и конструкций. В клееных конструкциях, где при их изготовлении убираются все дефекты и пороки, прочность древесины увеличивается в несколько раз, а в древеснослоистых пластиках прочность достигает 150…250 МПа. Возможно создание композиционных материалов на основе древесины в сочетании с полимерами, минеральными вяжущими, волокнами и металлами.