Древесина, как строительный материал

Древесина, как материал для изготовления изделий имеет ряд достоинств, которыми не обладает ни один из конструкционных материалов. Изучением данных достоинств и недостатков, а так же свойств древесины занимается такая наука как древесиноведение.

Древесина обладает малым объемным весом при сравнительно высокой прочности; древесина сосны, лиственницы, пихты на каждый грамм своего веса выдерживает при растяжении такую же нагрузку, как сталь, в 3 раза большую, чем железное литье, в 4 раза большую, чем литой алюминий и в 7 раз большую, чем чугун.

Теплопроводность древесины в 2—4 раза меньше теплопроводности стекла, в 4—9 раз меньше теплопроводности железобетона и в сотни раз меньше теплопроводности стали.

Древесина легко обрабатывается режущими инструментами, хорошо склеивается различными клеями, скрепляется шурупами и гвоздями, окрашивается, лакируется, полируется. При различных направлениях среза получают красивую разнообразную текстуру древесины.

Древесина обладает высокой упругостью, хорошо поглощает звуки, возникающие при ударе, поэтому она широко применяется в вагоностроении и строительстве.

Высокие резонансовые свойства (особенно мелкослойной ели) делают древесину незаменимым материалом в производстве музыкальных инструментов (роялей, пианино, гитар, мандолин и др.).

Большая стойкость древесины против кислот и щелочей позволяет изготовлять фанерные трубы для агрессивной жидкости. Такие трубы находят большее применение по сравнению с металлическими.

Значительная пластичность древесины дает возможность делать из нее гнутые изделия.

Древесина хорошо прессуется, повышая при этом свои физико-механические свойства. Это позволяет применять ее вместо цветных металлов в ответственных деталях машиностроения (подшипниках и др.).

Обладая низкой электропроводностью, древесина применяется как диэлектрик в таких ответственных установках, как установки с применением токов высокой частоты (ТВЧ).

Пороки древесины

Вместе с тем древесина, как конструкционный материал, имеет существенные недостатки - это так называемые пороки древесины. Физико-механические свойства древесины неоднородны. Неоднородность свойств древесины зависит от пороков (сучков, косослоя и др.), от их расположения, направления волокон, влажности и ряда других факторов. Например, при сжатии вдоль волокон прочность древесины в 3—4 раза больше, чем при сжатии поперек волокон. Прочность древесины при растяжении поперек волокон в 30 раз меньше, чем при растяжении вдоль волокон. Сучки значительно снижают прочность древесины. Так, при ширине бруска 100 мм здоровый сучок 50 мм на пласти снижает прочность бруска в 2 раза.

Чем древесина суше, тем она прочнее. Древесина влажностью 30% имеет прочность на изгиб 70% от прочности при влажности 15%.

Значительным недостатком древесины является изменение формы и размеров в зависимости от температуры и влажности воздуха. Древесина усыхает, коробится, разбухает. Изменение влажности воздуха влечет за собой изменение объема древесины: чем выше влажность, тем больше объем древесины. Например, влажность древесины наружных дверей в течение года изменяется от 10 до 26%. При этом следует учесть, что усушка и разбухание древесины в разных направлениях различны. Вдоль волокон усушка практически равна нулю, наибольшую величину она имеет в тангенциальном направлении. В радиальном направлении усушка древесины примерно в 2 раза меньше, чем в тангенциальном. Это обстоятельство должно учитываться при конструировании изделий из древесины.

Для обеспечения формы и размеров узлов и изделий необходимо узлы и изделия делать так, чтобы неизбежные изменения формы и размеров (деформации) отдельных частей происходили свободно, без нарушения прочности самого изделия, и чтобы эти деформации были минимальными. Это обеспечивается склеиванием щитов и деталей, как указывалось раньше, из мелких частей древесины, правильным расположением годичных слоев и изготовлением многослойных щитов.

Направление волокон древесины должно совпадать с направлением сжимающих или растягивающих сил, оно должно быть перпендикулярно направлению изгибающих сил. Исходя из этого, волокна древесины, как правило, следует располагать по длине бруска.

К недостаткам древесины как конструкционного материала относят также легкую возгораемость, загниваемость, особенно в условиях переменных температур и влажности воздуха, изменение цвета под воздействием световых лучей и невысокое сопротивление изнашиванию, особенно вдоль волокон.

Одним из недостатков древесины (набуханием) пользуются при изготовлении бочковой тары для хранения и транспортировки вин, масел и других жидкостей.

Достоинства древесины как материала для конструкций настолько велики, что до сих пор, несмотря на значительный выпуск искусственных материалов и, в частности, пластмасс, заменить полностью древесину каким-либо другим материалом не представляется возможным. Еще долгие годы древесина будет с успехом применяться для производства самых различных изделий.

Сосна и ель - Свойства пород древесины
Надежда в этом случае на строгание ножом из крепкой стали под углом 45° к направлению волокон.
Утепляем деревянный дом
Волокна не впитывают влагу, при попадании воды вата долго сохнет.
Экструзионный пенополистирол имеет низкую теплопроводность и паропроницеаемость.
Выбор и заготовка материала
Не следует забывать — прочность столярно-плотницких изделий зависит, как правило, от его конструкции и способа соединения деталей.
Выбор древесины для резьбы
Из других особенностей и свойств древесины отметим следующие. Прочность и плотность древесины увеличивается от ядра (середины) к заболонной части. Также и влажность в середине ствола меньше, чем в заболони, а это значит, что доска...