Древесные породы, применяемые в строительстве

Можно выделить две группы древесных пород, встречающихся в лесах нашей страны: хвойные и лиственные.

Хвойные породы. Древесина хвойных пород обладает невысо­кой плотностью, по сравнению с лиственными она легче обрабатыва­ется, ствол обычно имеет правильную форму, что позволяет полнее использовать их в строительстве, а смолистость повышает их техниче­ские свойства.

Из хвойных пород чаще всего применяют сосну, лиственницу, ель, пихту, кедр.

Сосна — ядровая порода, обладает высокими физико-механи­ческими и эксплуатационными свойствами. Ядро у нее буро-красного цвета, а заболонь желто-белого, имеет смоляные ходы. Древесина со­сны легко обрабатывается, мягкая (плотность 470...540 кг/м3) и проч­ная. Ее применяют в строительстве в качестве конструкционного ма­териала: балок, стоек, свай; изготовляют деревянные несущие конструкции, столярные изделия, фанеру, пиломатериалы и т.д.

Лиственница имеет ядро красновато-бурого цвета и узкую за­болонь белого цвета, резко отличающуюся от ядра. Древесина лист­венницы плотная (630...790 кг/м3), твердая и прочная, имеет мелкие немногочисленные смоляные ходы, обладает стойкостью против за­гнивания. По физико-механическим свойствам превосходит все хвой­ные породы. Недостатком лиственницы является большая разница между радиальной и тангентальной усушкой, поэтому она склонна к растрескиванию. Ее применяют для гидротехнических и подземных сооружений; для изготовления шпал, рудничных стоек.

Ель — спелодревесная безъядровая порода, имеет белый цвет, иногда с желтоватым или розовым оттенком, имеет незначительное количество смоляных ходов, менее стойка против загнивания, чем со­сна. Средняя плотность и прочность ели ниже, чем у сосны. Из-за на­личия большого количества твердых сучков трудно обрабатывается. Ее применяют в виде бревен и пиломатериалов, изготовляют столяр­ные изделия, эксплуатируемые в сухих условиях.

Пихта по древесине схожа с елью, белого цвета, отсутствуют смоляные ходы. По техническим свойствам близка к древесине ели, однако менее стойка к загниванию. В строительстве древесину пихты используют для тех же целей, что и древесину ели, не рекомендуется применять во влажных условиях эксплуатации.

Кедр — ядровая порода, имеет смоляные ходы. По физико-механическим свойствам он приближается к сосне. Кедр имеет мяг­кую и легкую древесину, легкообрабатываемую. Применяют в виде круглых лесоматериалов, производстве фанеры, столярном и мебель­ном производстве.

Лиственные породы. По запасам древесины лиственные по­роды уступают хвойным, но по многообразию применения превосхо­дят их. В строительстве их используют значительно реже, чем хвой­ные. Наибольшее применение в строительстве имеют дуб, ясень, бук, береза, осина, ольха.

Дуб — ядровая порода с широкими и узкими сердцевинными лучами. Древесина дуба желтоватого цвета, плотная (около 720 кг/м3), очень прочная и твердая, отличается красивой текстурой, она сохра­няется как на воздухе, так и под водой. Обладает высокой стойкостью против гниения, высокой прочностью (при сжатии вдоль волокон око­ло 60 МПа).

Дуб применяют в ответственных конструкциях, гидротехниче­ских сооружениях, мостостроении. Дубовый паркет, мебель, столярные изделия, облицовочная фанера — характерные области применения дуба. Особенно ценится мореный дуб черного или темно-серого цвета.

Ясень — ядровая порода, по текстуре напоминает дуб, но имеет узкие сердцевинные лучи. Древесина ясеня тяжелая (660...740 кг/м3), вязкая, гибкая, прочная и твердая, более светлой окраски. Благодаря красивой текстуре применяется в качестве отделочного материала, при изготовлении мебели, столярных изделий и др.

Бук — спелодревесная порода; древесина плотная (около 650 кг/м3), прочная, белого цвета с красноватым оттенком, легко рас­калывается, поддается гниению. Применяют для производства парке­та, мебели, фанеры.

Береза — заболонная порода, широко распространенная в наших лесах. Древесина березы твердая, прочная, тяжелая (около 650 кг/м3), вязкая, относительно легко загнивает в сырых и плохо проветривае­мых местах. Цвет древесины белый с желтоватым или красноватым оттенком. В больших количествах березу используют для изготовле­ния фанеры, в качестве столярных изделий и отделочных материа­лов. Для отделочных работ особую ценность представляет карельская береза с красивой извилистой структурой.

Осина — заболонная порода. Древесина с зеленым оттенком, легкая (420...500 кг/м3), мягкая, в сухой среде довольно прочная, во влажных условиях быстро загнивает, по прочности уступает березе. Применяют для изготовления фанеры, древесных плит, тары.

Ольха — заболонная порода с мягкой, легкой древесиной, склонной к загниванию, ломкая и сильно коробится. Используют оль­ху для изготовления фанеры и столярных изделий.

Другие породы лиственной древесины (клен, липа) используют в строительстве лишь в небольшом количестве.

 

ПОРОКИ ДРЕВЕСИНЫ

Пороками древесины называют различные отклонения строения древесины и ствола от нормального, а также повреждения, существенно понижающие качество древесины и ограничивающие области ее применения в строительстве. К порокам также относят по­ражения древесины грибами и насекомыми. Пороки механического происхождения, возникающие в древесине в процессе ее добычи и об­работки, называют дефектами.

Всего насчитывается свыше 200 пороков. Пороки могут быть на растущем дереве и на древесных материалах. Их подразделяют на восемь групп: сучки, трещины, пороки формы ствола, пороки строе­ния древесины, ненормальная окраска и гнили, грибные поражения, повреждения насекомыми, дефекты.

Сучки представляют собой основания ветвей, заключенные в древесине ствола. В жизни дерева сучки представляют собой нор­мальное явление, но для деловой древесины они являются пороком. Сучки затрудняют обработку древесины, влияют на механи­ческие свойства, ослабляют сечение изделий, снижают сортность.

Трещины нарушают целостность лесоматериалов, уменьшают выход вы­сокосортной продукции, снижают прочность, а в некоторых случаях де­лают древесину непри­годной для строитель­ных целей.

Пороки формы ствола уменьшают полезный выход продук­ции. К ним относят кривизну ствола, сбежистость, закомелистость.

Кривизна представляет собой искривление ствола по длине. Ствол может быть искривлен в одной или разных плоскостях.

Сбежистост ь представляет собой резкое уменьшение диаметра ствола от комля к вершине. Сбежистость древесины значительно по­нижает предел прочности при поперечном изгибе.

Закомелистость — резкое утолщение комля по сравнению с ос­тальной частью ствола. Этот порок увеличивает отходы, древесины при распиловке, уменьшает выход пиломатериалов и шпона.

Пороки строения древесины (рис. 2.3) образуются вследствие ненормальных условий роста дерева и климатических воздействий. К ним относят косослой, свилеватость, крень, двойную сердцевину. Косослой выражается в винтообразном направлении древесных воло­кон. Он значительно ухудшает физико-механические свойства древе­сины. Косослойная древесина подвергается значительному коробле­нию и скручиванию.

 

 

Рис. 2.3. Пороки строения дерева: а — косослой (наклон волокон):

1 — в бревне; 2 — в пиломатериалах; б — крень;;7 6 — свилеватость; г — двойная сердцевина

Свилеватость — неправильное строение древесины, выражен­ное в резко волнистом или беспорядочном расположении волокон. Чаще всего встречается у лиственных пород в нижней комлевой части ствола (осины, клена, ясеня, березы, тополя). Этот порок снижает у древесины прочность при растяжении, изгибе, сжатии, но увеличива­ет прочность при скалывании. Свилеватую древесину используют как отделочный материал с красивой текстурой.

Крень — ненормальное утолщение летней древесины (поздней) годичного слоя со значительным повышением его твердости на более узкой стороне и смещением сердцевины. Повышенная твердость за­трудняет механическую обработку древесины. Чаще встречается у хвойных пород.

Двойная сердцевина характеризуется наличием двух сердцевин в одном поперечном сечении ствола. Этот порок снижает качество сортимента.

Ненормальная окраска, гнили и грибные поражения. Ненор­мальное окраски и гнили древесины вызываются поселившимися в ней грибами. Грибы — это простейшие растительные организмы, питающиеся за счет клеток древесины. Начинают развиваться при благоприятных условиях: наличие кислорода, влага, температура (+5...+35 °С), отсутствие вентиляции. Некоторые грибные волокна развиваются лишь на растущем дереве, другие — только на срублен­ном, но есть грибные волокна, которые развиваются и на растущем, и на срубленном дереве. Одни грибные волокна только изменяют окра­ску древесины (синева, краснина, плесень) и почти не влияют на фи­зико-механические свойства. Другие не только изменяют цвет, но и разрушают древесину.

Древесина, пораженная грибами, не только быстро теряет свои механические свойства, но и опасна для здоровой древесины, так как споры легко переносятся на большие расстояния. Ее следует сжигать, приняв необходимые меры по защите окружающих деревянных кон­струкций от заражения.

Повреждение древесины насекомыми, или червоточина. Червоточиной называют ходы и отверстия, проделанные в древесине насекомыми, а чаще всего их личинками. К ним относятся жуки-короеды, жуки-усачи, долгоносики, домовые жуки-точильщики, термиты и др. По глубине поражения различают червоточину по­верхностную, проникающую в древесину не более чем на 3 мм; неглу­бокую— на 5...15 мм; сквозную— выходящую наружу с противопо­ложной стороны материала.

Поверхностная червоточина не снижает прочности древесины и при распиловке уходит в горбыли. Другие виды червото­чины нарушают целостность древесины и ухудшают ее механические свойства. Такую древесину не разрешается использовать для изготов­ления несущих деревянных конструкций.

Дефекты древесины могут возникнуть при неправильных режи­мах обработки древесины. К ним относят механические повреждения (отщеп, откол), покоробленность, образующуюся при сушке и хранении.