Файл: Слободяник И.Я. Строительные материалы и изделия учебник.pdf

стоят из 50% целлюлозы, 25% лигнина и 25% гемицеллюлозы. Клетки древесины различают по форме и функциям. По форме клетки делят на паренхимные (большей частью живые) — круглые, многогранные или несколько вытянутые с протопластом и прозенхимные — вытянутые в виде волокон с заостренными концами, пре­ имущественно с отмершим протопластом. По выполняемым функ­

циям клетки делятся на проводящие, запасающие и опорные. Проводящие клетки проводят воду, засасываемую корнями из

почвы, и подразделяются на сосуды (трахеи) и трахеиды. Древе­ сина хвойных пород не имеет сосудов и состоит на 90—95% из трахеид. Трахеиды состоят из клеток длиной 1—5 и диаметром не менее 0,1 мм. Размеры трахеид даже в пределах одного годич­ ного слоя различны.

Запасающие клетки — это тонкостенные клетки с большой по­ лостью, назначение которых состоит в образовании запасов пита­ тельных веществ (масла, крахмала и др.).

У опорных клеток толстые стенки и небольшие полости. В ли­ ственных породах опорными клетками являются либриформы — волокна длиной 0,3—2, диаметром 0,1—0,2 мм. Роль опорных кле­ ток в хвойных породах выполняют трахеиды поздней древесины. Основная масса древесины лиственных пород состоит из опорных клеток, сосудов и запасающих клеток.

Древесина состоит из твердой части клеток, представляющих собой клетчатку такого состава: 49,5% углерода; 6,3% водорода; 44,2% кислорода и азота (в том числе азота около 1%). В древе­ сине имеются минеральные вещества, образующие после сжигания золу. Зола составляет 1—1,5% от веса древесины.

Физические свойства древесины. Свойства древесины зависят от ее влажности. Различают в древесине влагу свободную, или капил­ лярную, заполняющую полости клеток и межклеточное простран­ ство; гигроскопическую, находящуюся в стенках клеток, и химиче­ ски связанную. В свежесрубленной древесине имеется свободная, гигроскопическая и химически связанная вода, в сухой древесине — гигроскопическая и химически связанная.

По степени влажности различают древесину мокрую, полностью насыщенную водой; свежесрубленную, содержащую воды 35% и более; воздушно-сухую влажностью 15—20%; комнатно-сухую влажностью 8—10%; абсолютно сухую, полученную в лаборатории высушиванием до постоянного веса при температуре 100—105° С.

Условная стандартная влажность древесины 15%.

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

Сухая древесина способна поглощать из воздуха влагу и отда­ вать ее более сухому окружающему воздуху. Колебания влажности древесины вызывают в ней изменение объемного веса, размеров и прочности.

Процессы увлажнения или обезвоживания древесины на воз­ духе продолжаются до достижения состояния равновесной влаж­ ности, изменяющейся в зависимости от температуры и влажности воздуха. Продвижение влаги в древесине неодинаково в разных направлениях. В продольном направлении влага продвигается быстрее, чем в поперечном. В радиальном направлении скорость продвижения влаги большая, чем в тангенциальном.

Плотность древесинного вещества, образующего клетки древе­ сины, равна 1,55 г/смг. Объемная масса древесных пород 450—

При высушивании древесины до точки насыщения волокон не изменяются ее линейные размеры. При дальнейшем высыхании размеры древесины уменьшаются: вдоль волокон — на 0,1—0,4, в радиальном направлении — на 3—6, а тангенциальном — на 6— 12%. В конструкциях, защищенных от увлажнения, древесину сле­ дует применять с влажностью не более 18%.

Изменение формы древесины, вызванное неравномерной усуш­ кой, называется короблением. При неправильном высушивании в древесине возникают напряжения, вызывающие наружные и внут­ ренние трещины.

Ценным в древесине является ее текстура. Красивой текстурой обладает дуб, бук, орех, клен и другие породы. Каждая порода дерева имеет характерную окраску. Цвет древесины иногда вызы­ вается поражением ее дереворазрушающимл грибами. Древесные породы, содержащие танин, изменяют окраску под действием солей железа, находящихся в воде.

Теплопроводность древесины зависит от направления волокон,

сосна проводит звук вдоль волокон со скоростью 5030, в радиаль­ ном направлении 1450, в тангенциальном 850 м/сек.

Температурный коэффициент расширения древесины невелик и зависит от породы: для древесины вдоль волокон он равен 0,000002—0,00001, поперек волокон 0,00003—0,00006.

Кислоты и щелочи разрушают древесину при длительном воз­ действии. Слабощелочные растворы разрушают древесину незна­ чительно. Кислоты начинают разрушать древесину при pH < 2 , т. е. она сопротивляется значительно лучше, чем бетон, который разрушается при pH = 5. Хвойные породы более стойки к действию кислот и щелочей, чем лиственные.

Механические свойства древесины (табл. 34) зависят от направ­ ления волокон по отношению к действию усилий, от ее влажности, строения, возраста и условий роста дерева, а также от наличия пороков. Предел прочности при сжатии хвойных пород поперек волокон в 10—12 раз меньше предела прочности при сжатии вдоль

§ 95. Лесные породы

Строительные лесные породы делятся на хвойные и лиственные. Породы древесины. Хвойные породы (сосну, ель, лиственницу,, пихту, кедр, тисс) применяют главным образом для инженерных,

конструкций.

Сосна — ядровая порода, обладающая высокой прочностью и малой объемной массой. В зависимости от условий произрастания различают сосну рудовую, растущую на сухих песчаных грунтах и обладающую прочной древесиной, и мяндовую, растущую в низ­ ких местах на суглинистых грунтах. Древесина мяндовой сосны широкослойная, менее прочная.

Древесина сосны смолистая, поэтому трудно поддается загни­ ванию. Ее применяют в виде кругляка и пиленых лесоматериалов, а также для изготовления различных строительных столярных из­ делий и мебели.

Ель — порода с прямым высоким цилиндрическим стволом, дающая большой выход деловой древесины. Это — порода со спе­ лой древесиной, малосмолистая, обладает относительно высокими показателями прочности и малой объемной массой. Древесину ели применяют для изготовления строительных конструкций и столяр­ ных изделий. В сухих местах ель хорошо сохраняется.

Лиственница — смолистая ядровая порода с повышенной твер­ достью, обладающая высокой стойкостью против загнивания. Она является прекрасным строительным материалом для гидротехни­ ческих и подземных сооружений.

Пихта — порода безъядровая, годичные слои широкие, не со­ держат смоляных ходов; менее стойка по сравнению с другими хвойными породами.

Кедр — порода ядровая, легкая, произрастающая главным об­ разом в Сибири. Применяется в основном для столярных изделий и в качестве строевого леса.

Тисс — порода ядровая (вечнозеленое дерезо); применяется в мебельном производстве, в токарном деле.

Лиственные породы насчитывают много наименований (дуб, бук ■ольха, клен, осина, береза, липа, тополь, ясень, ива, бакаут, орех)- Дуб — ядровая, кольцесосудистая порода, обладающая высокой механической прочностью и вязкостью. Существует много разно­ видностей дуба. В СССР растут летний дуб и зимний, отличающие­ ся по внешнему виду листьев и желудей. Древесина летнего дуба более плотная. Зимний дуб свои побуревшие листья сбрасывает обычно весной. Ранняя часть годичного слоя древесины дуба со­ стоит из нескольких рядов крупных сосудов, а поздняя — характер­ на высокой прочностью и мелкососудистостыо. Дуб обладает красивой текстурой. Его применяют для изготовления мебели, облицовочной фанеры, высококачественных столярных изделий и паркета. При долгом пребывании в воде дуб темнеет до черно-се­

рого цвета, превращаясь в мореный дуб.

Бук относится к группе рассеянно-пористых спелодревесных по­ род. Древесина бука твердая, обладает большой объемной массой и высоким пределом прочности, плотная, упругая, легко колется. Цвет древесины белый с красноватым оттенком. Бук в основном применяют для изготовления высококачественных столярных изде­ лий, мебели и паркета. Растет бук главным образом на Кавказе и в западных областях УССР.