У хвойных пород трахеиды летнего слоя имеют строение и форму, аналогичные трахеидам весеннего слоя, но более толстостенные и прочные.
У лиственных пород узкие клетки, вытянутые в длину с заостренными концами и сравнительно толстыми оболочками, образуют древесные волокна, называемые либриформ. Эти элементы равномерно распределены по годичному слою, плотно соединены между собой, что и придает лиственным породам необходимую прочность.
Клетки запасающей ткани
И для хвойных и для лиственных пород различают запасающие клетки — древесную и лучевую паренхиму. Древесная паренхима состоит из тонкостенных клеток шаровидной или кубической формы, располагающихся в древесине вертикальными рядами: в них создается запас питательных веществ. Лучевая паренхима состоит из таких же клеток, располагающихся горизонтально и образуя сердцевинные лучи, линии, расходящиеся по радиусам от сердцевины к коре, выполняют запасающую и проводящую функции.
В клеточной оболочке содержатся и другие природные полимеры — лигнин и гемицеллюлоза, которые размещаются преимущественно между микрофибриллами, а также небольшое количество неорганических веществ в виде солей щелочноземельных металлов.
75. Макроструктура древесины.
Макроструктурой называют строение ствола дерева, видимое невооруженным глазом или через лупу.
При рассмотрении разрезов ствола дерева невооруженным глазом или через лупу можно различить следующие основные его части: сердцевину, кору, камбий и древесину.
· Сердцевина состоит из клеток с тонкими стенками, слабо связанных друг с другом. Сердцевина совместно с древесной тканью первого года развития дерева образует сердцевинную трубку. Эта часть ствола дерева легко загнивает и имеет малую прочность.
· Кора состоит из кожицы или корки, пробковой ткани и луба. Корка или кожица и пробковая ткань защищают дерево от вредных влияний среды и механических повреждений. Луб проводит питательные вещества, от кроны в ствол и корни.
· Под лубяным слоем у растущего дерева располагается тонкий кольцевой слой живых клеток—камбий. Ежегодно в вегетативный период камбий откладывает в сторону коры клетки луба и внутрь ствола, в значительно большем объеме — клетки древесины. Деление клеток камбиального слоя начинается весной и заканчивается осенью.
· Поэтому древесина ствола (часть ствола от луба до сердцевины) в поперечном разрезе состоит из ряда концентрических так называемых годичных колец, располагающихся вокруг сердцевины. Каждое годичное кольцо состоит из двух слоев: ранней (весенней) древесины, образовавшейся весной или в начале лета, и поздней (летней) древесины, которая образуется к концу лета. Ранняя древесина светлая и состоит из крупных, но тонкостенных клеток; поздняя древесина более темного цвета, менее пориста и обладает большей прочностью, так как состоит из мелкополостных клеток с толстыми стенками.
В процессе роста дерева стенки клеток древесины внутренней части ствола, примыкающей к сердцевине, постепенно изменяют свой состав и пропитываются у хвойных пород смолой, а у лиственных — дубильными веществами. Движение влаги в древесине этой части ствола прекращается и она становится более прочной, твердой и менее способной к загниванию. Эту часть ствола, состоящую из мертвых клеток, называют у некоторых пород ядром, у других — спелой древесиной. Часть более молодой древесины ствола ближе к коре, в которой еще имеются живые клетки, обеспечивающие перемещение питательных веществ от корней к кроне, называют заболонью. Эта часть древесины имеет большую влажность, относительно легко загнивает, малопрочна, обладает большей усушкой и склонностью к короблению.
Породы, у которых ядро отличается от заболони более темной окраской и меньшей влажностью, называют ядровыми (сосна, лиственница, дуб, кедр и др.). Породы, у которых центральная часть ствола отличается от заболони только меньшей влажностью, называют спелодревесными (ель, пихта, бук, липа и др.). Древесные породы, у которых нельзя заметить значительного различия между центральной и наружной частями древесины ствола, носят название заболонные породы (береза, клен, ольха, осина и др.).
В древесине всех пород располагаются сердцевинные лучи, которые служат для перемещения влаги и питательных веществ в поперечном направлении и создания запаса этих веществ на зимнее время. У хвойных пород они обычно очень узки и видны только под микроскопом. Древесина легко раскалывается по сердцевинным лучам, по ним же она растрескивается при высыхании.
76. Физические свойства древесины (плотность, пористость, влажность, усушка, разбухание, коробление, теплопроводность) – определение и взаимосвязь с другими свойствами.
· Истинная плотность древесины всех деревьев изменяется незначительно, так как древесина состоит в основном из одного вещества — целлюлозы. Среднее значение истинной плотности древесины можно принять равным 1,54 г/см3.
· Средняя плотность древесины разных пород и даже древесины одной и той же породы колеблется в весьма широких пределах, поскольку строение и пористость растущего дерева зависят от почвы, климата и других природных условий. У большинства древесных пород в абсолютно сухом состоянии она меньше 1 г/см3.
· Пористость древесины изменяется в широких пределах (от 30 до 80 %).
· Гигроскопичность и влажность. Древесина, имея волокнистое строение и большую пористость, обладает огромной внутренней поверхностью, которая легко сорбирует водяные пары из воздуха (гигроскопичность). Влажность, которую приобретает древесина в результате длительного нахождения на воздухе с постоянной температурой и влажностью, называется равновесной. Она достигается в тот момент, когда упругость паров над поверхностью древесины оказывается равной упругости паров окружающего ее воздуха. Между равновесной влажностью древесины и параметрами окружающего воздуха (относительная влажность и температура) существует зависимость, которая выражается диаграммой.
По содержанию влаги различают мокрую древесину— с влажностью до 100% и более; свежесрубленную — 35 % и выше; воздушносухую— 15...20 %; комнатносухую— 8...12 % и абсолютно сухую древесину, высушенную до постоянной массы при температуре 103±2°С. Стандартной принято считать влажность древесины 12 %..
Вода в древесине может находиться в трех состояниях — свободном, физически связанном и химически связанном. Свободная или капиллярная вода заполняет полости клеток и сосудов и межклеточные пространства. Физически связанная или гигроскопическая вода находится в стенках клеток и сосудов древесины в виде тончайших гидратных оболочек на поверхности мельчайших элементов, слагающих стенки клеток.
Влажность древесины, при которой стенки клеток насыщены водой (предельное содержание гигроскопической влаги), а полости и межклеточные пространства свободны от воды (отсутствие капиллярной воды), называют пределом гигроскопической влажности. Для древесины различных пород она колеблется от 23 до 35 % (в среднем 30 %) от массы сухой древесины. Гигроскопическая вода, покрывая поверхность мельчайших элементов в стенках клеток водными оболочками, увеличивает и раздвигает их. При этом объем и масса древесины увеличивается, а прочность снижается. Свободная вода, накапливаясь в полостях клеток, существенно не изменяет расстояния между элементами древесины и поэтому не влияет на ее прочность и объем, увеличивая лишь массу, теплопроводность и теплоемкость.
· Усушка, разбухание и коробление. Как уже отмечалось, изменение влажности древесины от нуля до предела гигроскопической влажности вызывает изменение ее линейных размеров и объема — усушку или разбухание, величина которых зависит от количества испарившейся или поглощенной ею влаги и направления волокон (рис. 10.7). Вдоль волокон линейная усушка для большинства древесных пород не превышает 0,1 %, в радиальном направлении — 3...6 %, а в тангенциальном — 7 12 %. Разница в усушке древесины в тангенциальном и радиальном направлениях и неравномерность высыхания сопровождается возникновением внутренних напряжений в древесине, что может вызвать ее коробление и растрескивание. Боковые края досок стремятся выгнуться в сторону выпуклости годовых слоев, а наибольшему короблению подвержены доски, выполненные из древесины, расположенной ближе к поверхности бревна, и широкие доски.
Степень усушки древесины характеризуется коэффициентом объемной усушки ky, который вычисляют на 1 % влажности с точностью 0,01 % по формуле
ky = У v mах/wп.г.в,
где У v mах — объемная усушка; wп.г.в — значение предела гигроскопической влажности.
Объемную усушку определяют без учета продольной усушки с точностью 0,1 %:
У v mах = (aba0b0)/ ab,
где а и b — размеры поперечного сечения образца при влажности, соответствующей пределу гигроскопической влажности; а0 и b0 — то же, в абсолютно сухом состоянии.
По величине коэффициента объемной усушки (ky,%) древесные породы разделяют на группы: мало усыхающие (ky <0,40), среднеусыхающие (ky = 0,40...0,47) и сильноусыхающие (ky = 0,47 и более).
· Теплопроводность древесины — материала высокопористого и волокнистого строения—относительно низкая. Однако вследствие анизотропности строения теплопроводность вдоль и поперек волокон отличается примерно в 2 раза.
· Стойкость к действию агрессивных сред. При длительном воздействии кислот и щелочей древесина медленно разрушается. В кислой среде древесина начинает разрушаться при рН>2. Слабощелочные растворы почти не разрушают древесину. В морской воде древесина сохраняется значительно хуже, чем в пресной (речной, озерной). В воде большой биологической агрессивности стойкость древесины низкая..
77. Прочность и твердость древесины.
Прочность древесины определяют путем испытания малых чистых (без видимых пороков) образцов древесины. Прочность древесины характеризуется пределами ее прочности при сжатии, растяжении, статическом изгибе, скалывании. Кроме того, могут определяться условный предел прочности при местном смятии и предел прочности при перерезании поперек волокон.
Прочность древесины как анизотропного волокнистого материала в большой степени зависит от того, под каким углом к волокнам направлена сила. Предел прочности при растяжении вдоль волокон в 20......30 раз, а при сжатии в 5... 10 раз больше, чем поперек волокон.
Прочность древесины зависит также от породы дерева, средней плотности, косвенно характеризующей пористость древесины, наличия пороков и влажности. Прочность древесины понижается, когда ее влажность возрастает от 0 до 30 % (до предела гигроскопической влажности), при этом в интервале влажности 8...20 % понижение прочности прямо пропорционально приросту влажности:
R12 = Rw [1 + α (w 12)],
где R12, Rw — предел прочности образцов соответственно при 12 %ной и фактической влажности в момент испытаний; α — коэффициент изменения прочности при изменении влажности на 1 %, при сжатии и изгибе α =0,04, при скалывании α =0,03; w — влажность образца в момент испытаний, %.
Предел прочности древесины с влажностью в момент испытания равной или больше предела гигроскопической влажности приводят к влажности 12 % по формуле
R12 = Rw k12,
где k12 — пересчетный коэффициент, имеющий различные значения для разных пород и вида испытаний.
Стандартные методы определения механических свойств на малых «чистых» образцах позволяют сравнивать между собой прочность древесины одной породы или разных пород и оценивать общее качество древесины из данного лесонасаждения. Вместе с тем фактическая прочность строительной древесины в элементах стандартных размеров (досок, брусьев, бревен), в которых имеются те или другие дефекты строения и другие особенности, может быть значительно ниже. Поэтому при нормировании допускаемых напряжений (расчетных сопротивлений) устанавливаются относительно большие коэффициенты запаса прочности.
По этой причине в отличие от других строительных материалов сорта лесоматериалов устанавливают не по прочности образцов, а на основании тщательного осмотра материала и оценки имеющихся в нем пороков.
Твердостью называется способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. Твердость торцовой поверхность выше тангенциальной и радиальной на 30% у лиственных породи на 40 % у хвойных. На величину твердости оказывает влияние влажность древесины. При изменении влажности на 1% торцовая твердость изменяется на 3%, а тангенциальная и радиальная на 2%.
По степени твердости все древесные породы при 12% ной влажности можно разделить на три группы:
A. мягкие сосна, ель, кедр, пихта, тополь, липа, осина, ольха,
B. твердые лиственница сибирская, береза, бук, вяз, ильм, карагач, клен, яблоня, ясень,
C. очень твердые акация белая, береза железная, граб, кизил, самшит.
Твердость древесины имеет существенное значение при обработке ее режущими инструментами: фрезеровании, пилении, лущении, а также в тех случаях, когда она подвергается истиранию при устройстве полов, лестниц перил.
78. Пороки древесины (сучки и трещины) – виды, определение и влияние на качество пиломатериалов.
Пороками называют недостатки отдельных участков древесины, снижающие ее качество и ограничивающие возможность использования. Пороки образуются как при росте дерева, так и при хранении на складах и эксплуатации.
· Сучки — распространенный и неизбежный порок древесины. Сучки являются частью (основанием) ветвей, заключенной в древесине, и нарушают однородность строения древесины, вызывают искривление волокон и годичных слоев, уменьшают рабочее сечение пиломатериалов, что понижает прочность древесины, затрудняет ее механическую обработку и ухудшает внешний вид. В отдельных случаях понижение прочности достигает 30...40 %, а в тонких досках и брусках и более.
По степени срастания древесины сучков с древесиной ствола различают сучки следующих разновидностей: сросшиеся, частично сросшиеся и несросшиеся. Сросшиеся и частично сросшиеся сучки имеют годовые слои, сросшиеся или не полностью сросшиеся с окружающей древесиной. У несросшихся сучков годичные слои не имеют срастания с окружающей древесиной. Сюда же относятся выпадающие сучки и отверстия от них.
По состоянию древесины самого сучка различают здоровые сучки (светлые, темные, с трещинами), загнившие, гнилые и табачные. Здоровые сучки имеют древесину твердую и плотную без признаков мягкой гнили. Загнившие и гнилые сучки окружены здоровой древесиной, но древесина самих сучков частично или полностью утратила первоначальную структуру и размягчилась (содержит мягкую гниль), хотя и сохраняет еще форму. Табачные сучки имеют совершенно выгнившую древесину, которая превратилась в рыхлую массу ржавобурого (табачного) или белесого цвета, распадающуюся в порошок при растирании пальцами.
Для изготовления несущих деревянных конструкций допускается древесина, имеющая лишь здоровые сросшиеся сучки, число и размеры которых ограничены для каждого сорта материала.
· Трещины представляют собой разрывы древесины вдоль волокон. Они могут появиться как на растущем дереве, так и при высыхании срубленного дерева. Они нарушают целостность лесоматериалов, уменьшают выход высокосортной продукции, снижают прочность, а в некоторых случаях, например в мелком сортименте, делают их непригодными для строительных целей. Кроме того, трещины задерживают влагу в древесине, что создает условия для развития в ней грибков, вызывающих гниение.
Различают следующие типы трещин: метиковые (простые и сложные), морозные, отлупные и трещины усушки. Метиковые трещины представляют собой внутренние продольные трещины. Простые метиковые трещины (одна или две) расположены на обоих торцах сортимента в одной плоскости. Сложные метиковые трещины расположены на торцах сортимента в разных плоскостях. Они возникают в растущем дереве и увеличиваются на срубленном при его высыхании. Морозные трещины, идущие вдоль ствола, возникают в растущем дереве. Они направлены радиально от внешней его части и суживаются к сердцевине. Отлупные трещины возникают в растущем дереве в результате сильного усыхания центральной части ствола или под действием мороза и проходят между годичными слоями.
Трещины усушки — радиально направленные трещины, возникающие в срубленной древесине под действием внутренних напряжений в процессе ее высыхания ниже предела гигроскопической влажности.
79. Пороки формы ствола дерева (сбежистость, закомелистость, кривизна и нарост) – определение и влияние на качество пиломатериалов.
Пороки формы ствола легко устанавливаются на растущем дереве и поэтому стволы деревьев, имеющие такие дефекты, могут быть заранее отбракованы или переведены в низший сорт. К этой группе пороков относятся сбежистость, закомелистость и кривизна ствола.
· Сбежистость — значительное уменьшение толщины круглых лесоматериалов или ширины необрезных пиломатериалов на всем их протяжении, превышающее нормальный сбег (1 см на 1 м длины). Этот порок увеличивает количество отходов при распиловке и раскрое лесопродукции. Пиломатериалы из сбежистых бревен получаются со многими перерезанными волокнами и, следовательно, с меньшей прочностью.
· Закомелистость — резкое увеличение диаметра комлевой части круглых материалов или ширины необрезной пилопродукции. Если в поперечном сечении закомелистость имеет форму круга, то ее называют округлой, а если звездно лопастную, то ребристой. Закомелистость увеличивает отходы при распиловке и раскрое лесоматериалов, искусственно вызывает косослой.
· Кривизна — искривление ствола дерева в одном или нескольких местах уменьшает выход пиломатериалов, изменяет направление волокон, а в ряде случаев переводит древесину в разряд дров.
· Осложняют переработку древесины наросты в виде местного утолщения ствола различных форм и размеров. Наросты образуются в результате разрастания тканей под воздействием различных раздражителей – грибов, низких или высоких температур и т. д., а также при пожарах, механических повреждениях и по другим причинам.
Гладкие наросты (рис. а) часто возникают на стволах сосны и березы. Годичные слои в местах наростов обычно шире, чем в стволе. Бугристые наросты, или капы (рис. б), образуются в основном на стволах березы, ореха, а также клена, ольхи черной, ясеня, бука, тополя и др.
80. Пороки строения древесины (косослой, свилеватость, завиток, крень, двойная сердцевина) – определение и влияние на качество пиломатериалов.
Пороки строения древесины представляют собой отклонения от нормального строения древесного ствола.
Наклон волокон (косослой) — непараллельность волокон древесины продольной оси сортимента. При наличии этого порока особенно при больших углах наклона волокон или годичных слоев наблюдается резкое снижение прочности древесины, затрудняется механическая обработка древесины, а пилопродукция отличается повышенной продольной усушкой и короблением.
Крень — местное изменение строения древесины, когда кольца поздней и ранней древесины имеют разную толщину и плотность по обе стороны от сердцевины. Сплошная крень захватывает половину, и более площади поперечного сечения ствола. Местная крень в виде узких дугообразных участков захватывает один или несколько годичных слоев. Крень нарушает однородность древесины.
Свилеватость — извилистое или беспорядочное расположение волокон древесины. Свилеватость снижает прочность древесины, затрудняет ее обработку, особенно строжку и теску. Свилеватая древесина некоторых пород (орех, карельская береза, ясень) имеет красивый рисунок текстуры, поэтому они используются в отделочных работах.
Двойная сердцевина характеризуется наличием двух, иногда и более, сердцевин в одном поперечном сечении ствола. Этот порок затрудняет обработку древесины, увеличивает количество отходов и склонность к растрескиванию.
Завиток – местное искривление годичных слоев около сучков или проростей. Древесина с таким пороком используется в мебельном производстве и художественных промыслах. Выглядит как частично перерезанный, скобкообразно выгнутый контур. Сильно снижает прочность древесины при расположении в растянутой зоне опасного сечения.
81. Круглые лесоматериалы (перечень, основные характеристики и назначение).
Ствол поваленного дерева, опиленный от корневой части и очищенный от сучьев, называют хлыстом. Процесс деления хлыстов на части называют раскряжевкой. При раскряжевке хлыстов получают отрезки разной длины — бревна, кряжи и чураки. В строительстве используют главным образом бревна, как в круглом виде, так и в качестве сырья для выработки пиломатериалов. Чаще всего в строительстве применяют бревна хвойных пород, иногда лиственных. Для производства фанеры используют березовые, осиновые и ольховые кряжи.
Круглые лесоматериалы по толщине (диаметру верхнего отруба) разделяют на мелкие, средние и крупные. Мелкие, называемые часто подтоварником, имеют диаметр 6...13 см, средние—14...24 см, крупные — 26 см и более. Более тонкие части ствола или тонкий лес (3...7 см) строители называют жердями. Длина бревен — 3...6,5 м, с градацией — через 0,5 м.
В зависимости от качества древесины и дефектов обработки круглые лесоматериалы разделяют на четыре сорта. В строительстве преимущественно используют бревна 2го и 3го сортов.
82. Пиломатериалы (пластины, четвертины, брусья, бруски, доски) – определение, характеристики и применение.
Пиломатериалы по геометрической форме и размерам поперечного сечения делят на пластины, четвертины, брусья, бруски, доски, горбыль. Брусья имеют толщину и ширину более 100 мм; бруски — толщину до 100 мм и ширину не более двойной толщины; доски — толщину до 100 мм, ширину более двойной толщины. По характеру обработки пиломатериалы делят на обрезные и необрезные. У необрезных пиломатериалов кромки не пропилены. По степени обработки пиломатериалы разделяют на нефрезерованные и фрезерованные (строганые). При толщине материалов до 32 мм их называют тонкими, при большей толщине — толстыми. Тонкие доски называют еще тесом.
Пиломатериалы хвойных пород изготовляют длиной 1...6,5 м с градацией 0,25 м. Доски и бруски разделяют на пять сортов (отборный; 1, 2, 3 и 4й); брусья отборного сорта не имеют. В строительстве используют все сорта, а в столярном производстве 1го и 2й сорта. Ширина пиломатериалов увязана с толщиной и максимально может быть: у досок — 250 мм, брусков — 200 мм, брусьев — 250 мм.
Пиломатериалы лиственных пород изготовляют длиной 0,5...6,5 м с градацией через 0,25 м. По качеству эти пиломатериалы разделяются на три сорта.
Пластина половина бревна, получаемая при продольном распиливании.
Четвертина одна четвертая часть бревна, получаемая при распиливании по двум взаимно перпендикулярным направлениям.
Горбыль крайние спилы, получаемые при распиле бревен на брусья и доски.
Горбыли, пластины и четвертины используются в строительстве в качестве подсобных и вспомогательных материалов.
Пиломатериалы хранят в штабелях, защищают сверху и с боков от дождя и снега. Транспортируют чаще всего на железнодорожных платформах.
83. Паркетные изделия (штучный, мозаичный, щитовой и ламинированный паркет, паркетные доски) – получение и основные характеристики.
Паркетные изделия разделяют на штучный паркет, паркетные доски, паркетные щиты и мозаичный (наборный) паркет.
Штучный паркет состоит из отдельных планок (дощечек), имеющих на кромках и торцах шпунт (паз и гребень) для соединения между собой. Он прост в изготовлении, но требует значительного расхода сырья и затрат труда на изготовление и укладку, что сказывается на его себестоимости.
Паркетные доски — двухслойные изделия. Нижний слой (основание) состоит из фрезерованных брусков или досок, верхний слой (лицевое покрытие) — из одинаковых паркетных планок. Оба слоя прочно склеены между собой водостойким клеем. Кромки паркетных досок D нижнем слое имеют пазы и гребни, с помощью которых доски соединяют между собой. Паркетные доски изготовляют длиной 1200...3000 мм, шириной 145 и 160 мм и толщиной 25...27 мм. Паркетные доски имеют ряд преимуществ по сравнению со штучным паркетом: меньше расход древесины ценных пород, прочная наклейка паркетных планок, возможность механизации и автоматизации их производства, резко снижается трудоемкость и ускоряется процесс настилки паркетного пола. Недостатком пола из паркетных досок является однотонность рисунка.
Паркетные щиты состоят из деревянного основания, собранного из брусков и верхнего лицевого покрытия из паркетных планок одинаковой ширины, наклеенных на основание в виде квадратных элементов, располагаемых в шахматном порядке. Щиты между собой соединяются на вкладные торцовые шпонки или в паз — гребень. Паркетные щиты выпускают размером 400X400 и 800X800 мм.
Мозаичный (наборный) паркет представляет собой ковер, набранный из планок одинаковой ширины в виде взаимно перпендикулярных квадратов и наклеенных лицевой пластью на бумагу, которая снимается вместе с клеем после укладки паркета на основание пола.
Не смотря на то, что основой ламинированного паркета служит ДВП, этот вид материала является износоустойчивым и его смело можно применять для полов рабочих и транзитных зон. ДВП для ламинированного паркета изготавливают высокой плотности, после чего его оклеивают бумагой, имитирующей структуру дерева, и наносят слой синтетических смол (до 1 мм) для герметизации волокнистой структуры и препятствия истиранию. По степени нагрузки ламинированный паркет маркируют показателями износостойкости 21 (низкая), 22 (средняя), и 23 (высокая). С нижней стороны ламинированный паркет защищен слоем пропитанной водоотталкивающей бумаги или пластика.
Монтируется ламинат очень быстро. Его можно садить на клей, смазывая только гребень и паз, собирать, как плавающий пол либо собирать на имеющихся защелках. Покрытие, собранное бесклеевым способом, может быть демонтировано и перенесено в другое помещение.
84. Шпон и фанера (разновидности, получение, характеристики и применение).
Фанера представляет собой листовой материал, склеенный из трех и более слоев лущенного шпона. Наружные слои шпона в фанере называют "рубашками", а внутренние "серединками". Лицевая "рубашка” имеет меньше пороков древесины (сучков и др.) и дефектов обработки, чем оборотная “рубашка" и "серединки". При нечетном числе слоев шпона уменьшается коробление фанеры. Обычно фанеру склеивают из листов шпона, расположенных так, чтобы волокна смежных листов шпона были взаимно перпендикулярны (рис. 12.16). Однако в диагональной фанере волокна "рубашек" направлены под углом 45° к волокнам "серединок". Выпускают также фанеру с направлением волокон шпона в соседних слоях под углом 30° или 60°.
Лущеный шпон. Короткие (до 2 м) бревна пропаривают или выдерживают в бассейнах с горячей водой, чтобы придать древесине пластичность. Затем на лущильных станках с поверхности бревна, вращающегося вокруг своей оси, снимается тонкая непрерывная стружка шпон; строганый шпон применяют только для производства декоративной фанеры. Клеевую фанеру изготовляют из березы, бука, ольхи, клена, ясеня, дуба, сосны, ели, кедра, лиственницы. Пакеты шпона, набранные по заданной схеме из определенным образом промазанных клеем листов, поступают в гидравлический пресс, плиты которого обогреваются паром. Отверждение полимерного клея происходит при температуре 120-160°С и удельном давлении прессования 1,42 МПа в течение 2030 мин.
В зависимости от вида примененного клея и его водостойкости различают фанеру повышенной водостойкости (марка ФСФ на фено формальдегидном клее), средней водостойкости (марки ФК и ФБА соответственно на карбамидном и альбуминказеиновом клеях) и ограниченной водостойкости (марка ФБ на казеиновом клее).
По виду обработки поверхности фанера может быть нешлифованной или шлифованной с одной или двух сторон. По числу слоев шпона различают трехслойную, пятислойную и многослойную фанеру толщиной 1,518 мм и размером листа до 240051525 мм. Фанеру марки ФСФ применяют для обшивки наружных стен, кровельных работ, изготовления несущих и ограждающих конструкций, а других марок для устройства внутренних перегородок и обшивки стен и потолков внутри помещений.
Декоративная фанера производится с пленочным покрытием с одной или двух наружных сторон и применяется для изготовления мебели.
Бакелизированную фанеру получают из березового лущеного шпона, пропитанного и склееного фенолоформальдегидными клеями. Бакелизированную фанера имеет высокие конструктивные качества: ее предел прочности при растяжении 6080 МПа, при этом она почти так же легка, как и древесина. Эта фанера обладает повышенной водостойкостью, атмосферостойкостью и прочностью. Ее применяют для изготовления легких конструктивных элементов. Декоративную клееную фанеру изготовляют из березового, ольхового или липового шпона и облицовывают с одной или двух сторон строганым шпоном из ценных пород дерева (дуба, груши и т.п.) с красивой текстурой либо полимерными пленками. Декоративную фанеру (марки ДФ) применяют для внутренней отделки стен, перегородок, дверных полотен, встроенной мебели и т.п.
Фанерные плиты представляют собой многослойные изделия из шпона, склеенного полимерными клеями; их толщина 830 мм и 35- 78 мм. Столярные плиты это реечные щиты, оклеенные с обеих сторон березовым или другим шпоном. Толщина плит 1650 мм. Их применяют для дверей, перегородок, встроенной мебели.
85. ДСП, ДВП, МДФ (получение, основные характеристики и применение).
Древесностружечные плиты (ДСП) изготовляют горячим прессованием специально приготовленных древесных стружек с термореактивными жидкими полимерами (карбамидными или фенолоформальдегидными). Расход полимера составляет 82 % (от массы стружек). Стружку получают на специальных стружечных станках, используя сырье в виде отходов деревообработки, фанерного и мебельного производства, а также в виде неделовой древесины. Средний слой трехслойных плит состоит из относительно толстых стружек (толщина до 1 мм), наружные слои выполняются из тонких стружек (толщиной до 0,2 мм), которые повышают прочность изделий. В качестве декоративной отделки, защищающей плиты от увлажнения и истирания, применяют полимерные пленочные материалы и бумагу, пропитанную смолами. Нередко поверхность плит (предварительно отшлифованную) покрывают водостойкими фенольными или эпоксидными лаками. Выпускают древесностружечные плиты различной плотности (г/см3): очень высокой 0,81 1,0, высокой 0,66 0,8, средней 0,51 0,65, малой 0,36 0,5, очень малой 0,35. Плиты средней и высокой плотности применяют как конструкционный и отделочный материал. Плиты малой плотности служат тепло и звукоизоляционным материалом. В целях уменьшения набухания плит во влажном воздухе в исходную массу вводят гидрофобизующие вещества (парафиновую эмульсию, раствор кремнийорганического полимера и др.). Размеры плит: длина 1800 3500 мм, ширина 1220 1750 мм, толщина 4100 мм.
Древесноволокнистые плиты (ДВП) изготовляют измельчением неделовой древесины или других растительных материалов (камыша, костры, соломы) в водной среде до получения волокнистой массы. В смесь добавляют парафиновую эмульсию, антисептики и антипирены. Из этой массы отливкой формуют плиты, а затем сушат. Таким образом производятся мягкие изоляционные плиты плотностью от 100 до 400 кг/м3. Если перед сушкой плиты уплотняют или высушивают под горячим прессом, то получают полутвердые и твердые плиты меньшей толщины, но большей прочности. Применяют древесноволокнистые плиты в конструкциях сборнощитовых зданий, для изоляционноотделочной обшивки стен, а также устройства звукоизоляционных прокладок в конструкциях пола.
Плиты МДФ новый вид ДВП европейского производства. Готовятся из тонкодисперсной древесной муки, спрессованные с синтетическими смолами. В отличие от традиционно применяющейся ДВП (оргалит) эти плиты фрезеруются и покрываются декоративными пленками.
86. Арболит и фибролит (получение, основные характеристики и применение).
Фибролит плитный материал из древесной шерсти и неорганического вяжущего вещества. Древесную шерсть (стружку длиной 2500, шириной 25 и толщиной 0,3-0,5 мм) получают на специальных станках, используя короткие бревна ели, липы, осины или сосны.
Вяжущим чаще всего служит портландцемент и раствор минерализатора хлористого кальция. Формы с массой последовательно проходят камеру начеса, прессовочный вал, пост разделки на плиты, камеру твердения и сушки. Влажность цементнофибролитовых плит ограничивается. Плиты выпускают плотностью 3500 кг/м3, теплопроводностью 0,1-0,15 Вт/(м°С), с пределом прочности при изгибе 0,4-1,2 МПа, Толщина плит 25, 50,75,100 мм.
Плиты применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций, для устройства перегородок, каркасных стен и перекрытий в сухих условиях. Фибролит хорошо обрабатывается его можно пилить, сверлить, в него можно вбивать гвозди.
Арболитовые изделия изготовляют из портландцемента и органического коротковолокнистого сырья (древесных опилок, дробленой станочной стружки или щепы, сечки соломы или камыша, костры и др.), обработанного раствором минерализатора. Химическими добавками служат: хлористый кальций, растворимое стекло, сернокислый глинозем. Применяют теплоизоляционный арболит плотностью до 500 кг/м3 и конструкционнотеплоизоляционный плотностью до 700 кг/м3. Прочность арболита при сжатии 0,5-3,5 МПа, растяжение при изгибе 0,4-1,0 МПа; теплопроводность 0,08-0,12 Вт/(м°С).
87. Защита древесины от разрушения (причины, вызывающие разрушение, и способы защиты).
Срок службы древесины ограничивает ее способность гнить и гореть. Кроме того, древесину повреждают насекомые. Только на ремонт и замену деревянных конструкций, разрушенных гниением, ежегодно используется более 30 % всей расходуемой древесины.
Гниение древесины происходит в тех случаях, когда на ней начинают развиваться грибы, использующие древесину как питательную среду. Для их развития необходимы определенные условия: влажность древесины не менее 18...20 %, свободный доступ кислорода и температура +(5...40) °С. Если какоелибо условие не выполняется, то гниения не происходит.
Предохраняют древесину от гниения сушка, различные конструкции, защищающие от увлажнения, антисептирование (химическая обработка древесины для повышения ее биологической стойкости).
Наиболее радикальный и реальный с конструктивной точки зрения путь защиты древесины от гниения сухой режим эксплуатации (влажность древесины должна быть не более 15 %). Сушка древесины может быть естественной и искусственной.
Естественную сушку осуществляют на открытом воздухе, под навесом или в закрытых помещениях до воздушносухого состояния (влажность 15.. 20 %). Эта сушка требует много времени (недели и даже месяцы) и применяется при необходимости тщательного и длительного вылеживания или небольшом объеме работ.
Искусственная сушка древесины производится в сушильных камерах горячим воздухом, паром, газом или токами высокой частоты, а также путем погружения в нагретый (температура +(130...140) °С) петролатум (отход при депарафинизации нефтяных масел) Наиболее распространена искусственная сушка древесины в камерных сушилках непрерывного или периодического действия с герметически закрывающимися дверями. В камерах создается многократная циркуляция нагретого воздуха, газа или перегретого пара.
К преимуществам искусственной сушки по сравнению с естественной следует отнести более коротк