Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный

технический университет

Древесина

Методические указания к лабораторным работам

по курсу «Материаловедение»

для студентов по направлению 653500 «Строительство»

Электронное издание локального распространения Одобрено

Редакционно-издательским

советом Саратовского

государственного

технического университета

Саратов – 2010

Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком.

Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.

Составители: Мещеряков Дмитрий Васильевич, Тимохин Денис Константинович, Щукин Андрей Иванович.

Под редакцией Мещерякова Д.В.

Рецензент П.К. Желтов

410054, Саратов, ул. Политехническая, 77. Научно-техническая библиотека СГТУ тел. 52-63-81, 52-56-01

http://lib.sstu.ru

Регистрационный

номер

© Саратовский государственный

технический университет, 2006

Введение

Древесина издавна служит важным строительным материалом, и широкое применение ее в строительстве объясняется тем, что ей присущи следующие положительные свойства:

а) высокая прочность при небольшой объемной массе;

б) малая теплопроводность;

в) высокая морозостойкость;

г) достаточная стойкость к действию многих химических реагентов;

д) легкость обработки.

Наряду с положительными свойствами древесина обладает многими недостатками, которые сильно ухудшают строительные свойства лесных материалов. Недостатками древесины являются:

а) анизотропность, т.е. неоднородность строения;

б) недостаточная твердость;

в) подверженность разрушительному действию различных грибов и насекомых;

г) легкая воспламеняемость;

д) гигроскопичность.

Для повышения строительных качеств древесины разработаны методы устранения основных недостатков: облагораживание различными техническими приемами, применение различных способов консервации дерева, применение огнезащитных красок и пр.

Свойства древесины колеблются в широких пределах в зависимости от породы древесины, условий его роста и наличия пороков. Этим обусловливается особая тщательность изучения свойств древесины, влияющих на ее качество и пригодность к использованию в различных строительных конструкциях.

Древесину используют в строительстве для несущих конструкций (балок, стоек, стропил и т.д.); для производства столярных изделий (полотна дверей, оконных переплетов, наличников, плинтусов и т.д.); для подсобных работ и временных строек (опалубки лесов, временных креплений, оград, сараев и т.д.).

Для изготовления несущих конструкций применяют древесину хвойных пород, а для мелких деталей – дуб. Древесину лиственных пород используют для временных сооружений и подсобных работ и, наряду с хвойными породами, для изготовления некоторых столярных изделий, находящихся в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Изготовление деревянных конструкций путем склеивания тонких элементов водостойкими полимерными клеями уменьшают усушку, предотвращают коробление древесины.

СТРОЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ

Строение древесины можно изучать невооруженным глазом или с помощью лупы (макроструктура) и при сильном увеличении (микроструктура).

Макроструктуру изучают по трем разрезам (см. рис.1) ствола дерева:

Тангентальный Радиальный

Рис. 1. Схема разрезов древесины

а) поперечному или торцевому, образуемому плоскостью сечения, перпендикулярной к оси ствола;

б) радиальному, образуемому плоскостью сечения, проходящей по оси ствола через диаметр;

в) тангентальному, образуемому плоскостью сечения, проходящей по хорде ствола;

На поперечном разрезе ствола (рис. 2) видны:

1. кора, служащая для защиты ствола от неблагоприятных воздействий внешней среды. Состоит из наружной кожицы и пробкового слоя;

2. луб – тонкая внутренняя часть коры, служащая для передвижения и отложения питательных веществ;

3. камбий – тонкий слой ткани, располагающийся непосредственно за лубом, в результате жизнедеятельности, которого происходит нарастание древесины. За один вегетационный период нарастает слой, состоящий из весенней и летней древесины и называемый годичным слоем или годичным кольцом. Более толстая часть слоев в большинстве случаев характеризует весеннюю (раннюю) древесину и окрашена в более светлые тона. Узкий темный слой характерен для летней (поздней) древесины;

4. древесина – толстый слой, находящийся за камбием, наружную часть которого составляет заболонь (или оболонь), а внутреннюю – ядро, имеющее темную окраску. Ядро, окраска которого не отличается от окраски заболони, носит название спелой древесины;

5. сердцевина – древесина, появившаяся в раннем возрасте и расположенная в центральной части ствола (сердцевинная трубка);

6. Сердцевинные лучи – сосудисто-волокнистые ткани, служащие для проведения питательных веществ в поперечном направлении, от коры к сердцевине. У хвойных пород сердцевинные лучи видны менее отчетливо, чем у лиственных.

Рис 2. Строение древесины

1 – кора, 2 – луб, 3 – камбий, 4 – древесина, 5 – сердцевина, 6 – сердцевинные лучи.

Все древесные породы делятся на ядровые, имеющие ядро и заболонь (дуб, сосна, кедр, ясень, лиственница и др.); заболонные, не имеющие ядра (береза, ольха, липа, клен и др.); спелодревесные, имеющие спелую древесину и заболонь (ель, пихта, бук, осина и др.).

Микроструктура изучается с помощью микроскопа. Это позволяет выявить различия в строении древесины, обусловленные характером расположения сосудов, предназначенных для движения влаги вдоль ствола. По этому признаку древесина лиственных пород может иметь структуру:

а) кольцесосудистую, когда крупные сосуды собраны в весенней части годичного слоя в виде кольца, а сосуды, находящиеся в летней части этого слоя, и более мелкие равномерно распределены. Сосуды хорошо видны на поперечном разрезе ствола;

б) рассеяннососудистую, когда нет четкого различия между весенней и летней частями годового слоя. Узкая полоска толстостенных клеток отделяет один годовой слой от другого. Сосуды мелкие, бессистемно рассеяны по всей ширине слоя.

Отличительным признаком хвойных пород является наличие в древесине смоляных ходов, располагающихся преимущественно в летней части годичного слоя. Смоляные ходы хорошо видны на продольном разрезе в виде темных штрихов в зоне летней древесины годичного слоя. На поперечном разрезе смоляные ходы обнаруживаются только при значительном увеличении в виде светлых точек.