Шпаргалка по "Строительным материалам"

Кора имеет наружную часть - кожицу, среднюю часть - пробковый слой и внутреннюю часть - луб.

Древесина - основная масса ствола. На поперечном разрезе древесины можно различить годичные кольца прироста, которые светлее к поверхности ствола и темнее у центра. Каждый годичный слой состоит из двух зон: внутренней светлой - ранней, образовавшейся весной, и наружной темной - поздней, образовавшейся к концу лета, называемых соответственно ранней и поздней древесиной. Ранняя древесина более пористая и слабая, чем летняя. Чем больше в слоях поздней древесины тем прочнее материал. На поперечных разрезах дуба, бука, клена и др. пород заметны узкие радиальные линии, так называемые сердцевинные лучи, направленные от коры к древесине. В древесине хвойных пород имеются смоляные ходы, расположенные в продольном и поперечном направлениях, в них сосредотачивается смола. Светлая часть древесины называется заболонью, а темная - ядром. Ядро, в отличие от заболони состоит из мертвых клеток, оно не принимает участия в физиологических процессах, а обеспечивает прочность дереву. Некоторые породы деревьев не имеют ядра (береза, осина, ольха, липа) – это заболонные породы. Остальные, например, - сосна, дуб, лиственница, кедр - ядровые породы.

Камбий расположен однорядным цилиндрическим слоем (в виде кольца на поперечном разрезе), образует с наружной стороны луб, внутри - древесину.

Сердцевина находится в центре ствола и проходит по всей его длине - это слабая ткань первичного образования, легко поддающаяся гниению.

Древесные породы

Хвойные породы наиболее часто применяются в строительстве. Чаще всего применяются: сосна, лиственница, ель, пихта и кедр.

Сосна - имеет розовое или буро-красное ядро и желтовато белую заболонь, обладает повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами, хорошо поддается обработке.

Лиственница - древесине ее по внешнему виду напоминает древесину сосны, но обладает большей плотностью и прочностью. Весьма устойчива против загнивания в условиях переменной влажности, поэтому ее часто применяют в гидротехнических, подземных сооружениях и для изготовления шпал.

Ель - древесина ее мало смолиста, поэтому при использовании в сырых местах она быстро загнивает, поэтому применять ее следует в сухих условиях.

Пихта имеет древесину белого цвета, по внешнему виду напоминающую древесину ели, но отличается отсутствием смоляных ходов. Она еще менее стойка к загниванию, чем ель.

Кедр имеет прочную и хорошо обрабатываемую древесину, поэтому его чаще всего применяют в столярном и мебельном производстве.

Лиственные  породы используются в значительно реже, чем хвойные. Из них наиболее часто: дуб, ясень, бук и береза.

Дуб имеет плотную, твердую и очень прочную древесину желтоватого цвета и красивой текстуры, она хорошо сохраняется на воздухе и под водой.

Ясень имеет тяжелую, вязкую, твердую и прочную древесину по строению напоминающую древесину дуба, но более светлую.

Бук - у него древесина плотная и прочная с красноватым оттенком. Применяется в основном для изготовления высококачественных столярных изделий и мебели.

Береза  имеет твердую, прочную и вязкую белую с желтоватым или красноватым оттенком древесину, но она недолговечна в условиях переменной влажности и высушивания.

51 ВОПРОС

Физические  и механические свойства древесины

Древесина - анизотропный материал, обладающий весьма разнообразными физическими и механическими свойствами.

Цвет  и текстура (рисунок) древесины являются характерными для той или иной породы. Цвет зависит от многих факторов, с увеличением возраста дерева интенсивность окраски древесины увеличивается. Потускнение древесины, появление серой, зеленой, синей окрасок является признаком заболеваний.

Истинная  плотность древесины всех пород примерно одинакова - 1,55 г/см³.

Средняя плотность зависит от породы дерева, условий произрастания, влажности и др. факторов и колеблется в пределах 0,37 - 0,7 г/см³.

Влажность. По степени влажности различают древесину: мокрую (сплавную), свежесрубленную (влажностью 35% и более), воздушно-сухую (влажностью 15 - 20%), комнатно-сухую (влажностью 8 - 12%) и абсолютно сухую, высушенную в лаборатории до постоянной массы при температуре 100 - 105⁰С. Условно стандартной считают влажность 12%, поэтому, показатели полученные при определении прочности и плотности должны быть приведены к стандартной влажности. Повышенная влажность древесины приводит к короблению, усушке и растрескиванию деревянных конструкций и деталей и способствует поражению древесины различными грибками.

Гигроскопичность - в результате изменения влажности окружающей среды все время меняется влажность древесины. Максимальное количество влаги в древесине при отсутствии свободной влаги называют точкой насыщения волокон или пределом гигроскопичности. Ее величина для разных пород колеблется в пределах 25 - 35%.

Величина  усушки и разбухания древесины неодинакова  в разных направлениях. Линейная усушка вдоль волокон составляет 0,1 - 0,3%, в радиальном направлении - 3 – 6%, а  в тангенциальном - 6 - 12%.

Теплопроводность сухой древесины незначительна - 0,171 - 0,28 Вт/(м·⁰С), но с повышением ее влажности, теплопроводность повышается.

Сопротивление древесины механическим воздействиям неодинаково в различных направлениях, кроме того, оно зависит от породы древесины, ее влажности, наличия пороков.

Древесина хорошо воспринимает сжатие поперек волокон, при изгибе и растяжении она хорошо работает вдоль волокон.

С увеличением влажности древесины ее прочность снижается, особенно при статическом изгибе и сжатии.

Наличие пороков в древесине (сучки, косослой и др.) также значительно ухудшает ее механические свойства.

При длительном воздействии кислот и щелочей  древесина медленно разрушается. Интенсивность разрушения зависит от концентрации растворов. В морской воде древесина хуже сохраняется, чем в речной воде.

52 ВОПРОС

Пороки  древесины

Пороками  древесины называют как отклонения в древесине, связанные с нарушением внешней формы ствола дерева, так и различные повреждения оказывающие влияние на ее технические свойства и др. Пороки древесины снижают ее сортность и ограничивают области применения. Выделяют следующие группы пороков: сучки, трещины, неправильности формы ствола и строения древесины, ненормальная окраска, гниль, повреждения насекомыми.

Сучки - это основания ветвей, заключенные в древесине ствола. Они нарушают однородность древесины, затрудняют обработку и ухудшают механические свойства древесины.

Трещины могут быть как на растущем, так и на срубленном дереве в результате неравномерного сжатия древесины при высыхании, резкого колебания температур в зимнее время и др. причин. Трещины, кроме снижения сортности и механических свойств, способствуют образованию гнили. Трещины бывают следующих видов: метик, отлуп, морозобоина и трещины усушки.

Метик - одна или несколько продольных трещин, проходящих через сердцевину и суживающихся от центра к периферии ствола. Метик бывает простой - одна или две трещины, расположенные по диаметру, и крестовый - трещины расположены под углом одна к другой, а также согласный (с трещиной в одной плоскости) и несогласный, когда трещина идет винтообразно.

Отлуп - это кольцевая трещина (полный отлуп) или дугообразная трещина (частичный отлуп).

Морозобоина - наружная продольная трещина, широкая с внешней стороны ствола и суживающаяся к центру его.

Трещины усушки часто имеют радиальную направленность и резко снижают сортность древесины.

Отклонения  от нормальной формы  ствола

кривизна (односторонняя и разносторонняя);

сбежимость (резкое уменьшение толщины ствола от комля к вершине);

закомелистость (резкое утолщение комля);

косослой (винтообразное расположение волокон в стволе) - сильно ухудшает механические свойства древесины и способствует ее усушке и короблению;

свилеватость - сильно волнистое или спутанное расположение волокон.

Поражение древесины грибами происходит как на растущем дереве, так и на складе и в деревянных конструкциях. Грибы хорошо развиваются при повышенной влажности древесины (20 - 60%), отсутствии вентиляции и температуре 0 - 60⁰С. При отрицательной температуре грибы не развиваются, но и не погибают - погибают только при температуре свыше 60⁰С и при нахождении древесины под водой.

Некоторые грибы не разрушают древесину, а  только окрашивают ее в синий, красный  или пятнистый цвет. Не разрушают  древесину и пушистые налеты плесени  на поверхности.

Наиболее  опасными являются домовый, домовый белый, домовый пленчатый, шахтный, которые в короткий срок разрушают древесину как хвойных, так и лиственных пород. Шахтный гриб поражает древесину, находящуюся в темных и сырых местах, признак его появления - возникновение на древесине хвойных пород пленки золотисто-белого оттенка, переходящего в дальнейшем в бурый цвет, древесина при этом разрыхляется.

Зараженную  грибами древесину следует сжигать, следя при этом, чтобы другая древесина  не заразилась.

Повреждения насекомыми могут быть как у растущих, так и у срубленных деревьев (жуками-короедами, жуками-усачами, мебельными или домовыми точильщиками, шашнем и др.). Червоточины могут быть поверхностными, неглубокими и сквозными, а также некрупными (диаметром не более 3 мм) и крупными. Древесину со сквозными червоточинами не разрешается применять в несущих деревянных конструкциях.

53 ВОПРОС

Повышение долговечности деревянных конструкций

Существуют  следующие способы защиты древесины: сушка, антисептирование, нанесение на поверхность стойких огнезащитных составов, меры по предотвращению увлажнения конструкций в процессе эксплуатации.

Сушка может быть естественная и искусственная (горячим воздухом, газом, паром или токами высокой частоты, а также за счет погружения в нагретый петролатум). Искусственная сушка - более быстрая, чем естественная. При искусственной сушке достигается малая конечная влажность (6 - 8%), уничтожаются грибковые заболевания и споры.

Защита  от гниения и поражения  насекомыми - за счет изоляции от грунта, камня и бетона, проветривания, защиты от осадков.

Также защищают древесину антисептиками. Антисептики бывают как водорастворимыми - фтористый натрий, кремнефтористый натрий и аммоний, препараты ББК-3, ХХЦ, ГР-48 и др., так и маслянистыми (они токсичны, с резким запахом, поэтому их применяют для конструкций эксплуатируемых на воздухе) - каменноугольное, креозотовое, антраценовое, сланцевое масло. Применяют также антисептические пасты из водорастворимого антисептика с добавлением связующего вещества-битума, экстракта сульфитного щелока, глины и др.

Древесину антисептируют различными способами: опрыскиванием, последовательной пропиткой  в горячей и холодной ваннах, пропиткой  под давлением в автоклавах, обмазкой антисептичными пастами. Глубина пропитки зависит от ее влажности, способа  антисептирования и строения древесины.

От поражения  насекомыми древесину защищают химическими  инсектицидами: каменноугольным маслом с растворителями, хлорофосом и др. в виде дустов, суспензий, эмульсий, аэрозолей и в газообразном состоянии.

Защита  от возгорания - прежде всего отдалением деревянных элементов от источников нагревания, покрытию древесины штукатуркой, асбестовым картоном и асбоцементными листами. Кроме того, наносят огнезащитные составы (краски или пасты на основе жидкого стекла), которые при повышенной температуре сплавляются и образуют плотный стекловидный слой предотвращающий доступ кислорода или пропитывают древесину химическими веществами - антипиренами (растворами фосфорнокислого аммония, буры, борной кислоты и др.). При нагревании пропитанной антипиреном древесины соли разлагаются с образованием химических веществ, препятствующих горению.