Глава 4. Материалы на основе древесины.

Среди природных видов сырья древесина занимает третье место после угля и нефти.

Под собственно древесиной понимают лишенные коры стволы, ветви и корни хвойных и лиственных деревьев и кустарников.

Важнейшими видами сырой (не подвергавшейся обработке и переработке) древесины являются бревна (пиломатериалы), слоистая древесина для производства древесностружечных и древесноволокнистых плит, а также шпон.

Древесина, имея волокнистое строение и большую пористость (30-80%), является гигроскопичным материалам и впитывает влагу из атмосферы. В зависимости от температуры и влажности воздуха между ним и древесиной устанавливается гигроскопическое равновесие, что определяет влажность древесины. Гигроскопическая влажность древесины составляет 30%.

Древесина характеризуется сравнительно высокой прочностью при любой плотности, небольшой теплопроводностью, легкостью обработки, простотой скрепления между собой отдельных элементов, высокой морозостойкостью и удовлетворительным сопротивлением действию многих химических реагентов. К недостаткам древесины относят гигроскопичность, загниваемость и возгораемость, анизотропность (неоднородность физико-механических свойств в разных направлениях), наличие пороков. Для оценки качества древесины как сырья для получения различных строительных конструкций изучают ее макро- и микроструктуру, определяют физические, механические и эксплуатационные свойства, а также пороки.

При изучении раздела «Материалы на основе древесины» необходимо уяснить значение и причины широкого применения древесины в строительстве. Обратить внимание на связь свойств древесины со строением (макро и микро), составом, пороками, на зависимость свойств от влажности и других факторов. Изучить способы защиты древесины от гниения и возгорания.

4.1. Вопросы для самоконтроля.

1. Перечислите основные древесные породы, чаще других применяемых в строительстве. 2. Назовите положительные свойства и недостатки древесины как материала. 3. Химический состав древесины. 4. Что собой представляет макроструктура древесины? 5. Какова макроструктура древесины? 6. В каком виде находится влага в древесине и как она влияет на физико-механические свойства? 7. Перечислите способы защиты древесины от гниения и возгорания. 8. Какие известны пороки древесины (по группам). 9. Виды и сорта лесоматериалов, применяемых в строительстве. 10. Как используют древесные отходы в строительстве?

Глава 5. Металлические материалы.

Большинство химических элементов относится к металлам (76 из 106). Металлы остаются важнейшими конструктивными строительными материалами. Они обладают особыми свойствами такими, как блеск, пластичность, высокая прочность, теплопроводность, ковкость, свариваемость, способность работать при высоких и низких температурах. Свойства металлов, в том числе и химические (способность к окислению и восстановлению) обусловлены особой природой металлической связи.

Изучая этот раздел, прежде всего необходимо усвоить классификацию металлов по их свойствам, имеющим значение в технике. Металлы подразделяют на черные и цветные. В строительстве в основном используют черные металлы – сталь и чугун. Однако во все возрастающих масштабах применяют и сплавы цветных металлов, особенно на основе алюминия.

Приступая к изучении металлических материалов необходимо усвоить сущность процессов получения чугуна и стали, обратить внимание на новые достижения в производстве, разливе и обработки металлов.

Следует обратить внимание на роль русских и советских ученых в становлении металлургии.

Кроме того, необходимо усвоить наиболее прогрессивные методы обработки металла давлением ( прокатка, волочение, ковка, штамповка, литье), рассмотреть их теоретическую сущность и принципы практического использования.

Особое внимание следует уделить вопросу о строении металлов, изучить атомно-кристаллическую структуру, полиморфизм и анизотропию, влияние строения металлов на их свойства.

Необходимо рассмотреть основы термической обработки стали, рассмотреть превращения стали при нагреве и охлаждении, образование новых структур, обеспечивающих более высокие или специально заданные свойства изделий из металлов и сплавов. Здесь же необходимо уяснить виды термической обработки стали (отжиг, нормализация, закалка и отпуск), их сущность и режимы.

После изучения структуры и строения металлов, методов их обработки и свойств, следует рассмотреть основные группы металлов, применяемые в строительстве (стали углеродистые; обыкновенного качества; углеродистые качественные конструкционные; инструментальные; низколегированные конструкционные; некоторые виды чугуна и цветных метолов и сплавов.)

Очень важно рассмотреть причины и сущность коррозии металлов и способы защиты от коррозии.

Изучая этот раздел, необходимо ясно представлять себе основные тенденции в развитии металлических материалов. Это касается нового способа производства стали прямым восстановлением приготовленной железной руды газом-восстановителем, минуя доменные процессы. При этом образуется губчатое железо, состав которого в отличие от доменного чугуна очень близок к стали. Нелегированные стали производятся в основном мартеновским способом, а при получении легированных применяются электродуговые печи.

При производстве стали все большую роль играют прогрессивные методы воздушного и кислородного дутья.

Свойства металлов постоянно улучшаются, что позволяет заменить один вид металлов другим. Например, прочность новых марок чугуна (со сферическим гранитом и ковкого), сравнима с прочностью стали и даже превосходит ее.

Применение этих видов чугуна вместо стали дает значительный технический и экономический эффект.