Древесина

Из древесины получают химические продукты, являющиеся исходным сырьем для изготовления лаков, красок, пластификаторов, пенообразователей, скипидар, смолу, канифоль…

Древесина как строительный материал обладает многими положительными свойствами: малой объемной массой, малой теплопроводностью, высокой прочностью, упругостью, стойкостью к среде.

Недостатком древесины является неоднородность ее строения, резко отличающиеся в различных направлениях свойства:

• теплопроводность вдоль волокон в 2 раза больше, чем поперек

• вдоль волокон звук распространяется хорошо , поперек волокон – плохо

• механическая прочность древесины вдоль волокон на сжатие, изгиб и разрыв во много раз превышает прочность в поперечном направлении.

К недостаткам древесины относят:

• легкая возгораемость

• подверженность загниванию в переменно влажностных условиях

• коробление

• разбухание

• растрескивание

Строение дерева

Дерево состоит из ствола и образующих крону ветвей. Если ствол растет нормально и его форма близка к цилиндру , то он называется полно древесным, если диаметр ствола сильно уменьшается кверху, то называют сбежистым.

На поперечном разрезе ствола различают:

Кора (состоит из наружного покровного слоя и внутреннего – пробковой ткани и луба)

Камбий (тонкостенные клетки , образующие по мере роста луб и древесину)

Заболонь (переферическая, более светлая часть древесины, состоит из молодых живых клеток)

Ядро (не содержит живых клеток и не принимает участия в физиологических процессах.; обеспечивает прочность ствола)

Сердцевина (состоит из крупных тонкостенных слабо связанных между собой рыхлых клеток)

Годичные слои (образуются в период роста; они состоят из древесины, образовавшейся весной или летом)

Сердцевинные лучи (состоят из тонкостенных клеток и четко выражены у дуба, бука)

Микроструктура и химический состав

Основные элементы древесины – это живые и отмершие клетки различной величины и формы.

Древесина состоит из твердой части клеток, представляющих собой клетчатку или целлюлозу такого состава: 49,5% углерода, 6,3% водорода, 44,2% кислорода и азота 1%.

А также минеральные вещества, образующие после сжигания золу (1-1,5% от веса древесины)

Физические свойства

Свойства зависят от влажности древесины. Влагу различают свободную, или капиллярную и химически связанную.

По степени влажности различают древесину:

• мокрую (полностью насыщенную водой)

• свежесрубленную ( 35% воды)

• воздушно-сухую (15-20% воды)

• комнатно-сухую (8-10% воды)

• абсолютно сухую

Условная стандартная влажность древесины 15%.

При равномерном высыхании вначале испаряется свободная влага, затем гигроскопическая. Состояние древесины в момент отсутствия в ней свободной влаги называется точкой насыщения волокна . Она характеризуется влагосодержанием 25-35% к весу сухой древесины.

Колебания влажности древесины вызывают в ней изменения объемного веса , размеров и прочности.

Прочность древесины = 1,55 г/см³

Объемная масса = 450-900 кг/м³ ; при влажности 15% объемную массу определяют по формуле

В инженерных конструкциях , защищенных от увлажнения , древесина должна применятся с влажностью не более 18%.

Коробление – изменение формы древесины , вызванное неравномерной усушкой.

Теплопроводность древесины зависит от направления волокон, влажности и породы.

Температурный коэффициент расширения невелик и зависит от породы.

Кислоты и щелочи разрушают древесину при длительном воздействии.

Механические свойства зависят от направления волокон по отношению к действию усилий , от ее влажности, строения, возраста, условий роста дерева, а также от наличия пороков.

Важным техническим свойствам является способность удерживать винты, гвозди.

По степени твердости древесные породы можно разделить на:

• очень твердые (граб, акация, саксаул)

• твердые (береза, бук, клен, дуб)

• мягкие (сосна, ель, кедр, тополь)