Недостатки древесины

Содержание

Условия, в которых растет и развивается дерево, влияют не только на текстуру его древесины, но и приводят к различным отклонениям от строения и развития ствола. Это, в свою очередь, может вызвать наличие различных пороков, накладывающих ограничения на область применения древесины. К таким отклонениям относят различные искривления ствола, наросты, сучки и развилки по его длине, вызывающие нарушения в самой текстуре, изменение ее цвета и оказывающие влияние на механическую прочность древесины.

Трещины появляются в древесине по мере ее роста. На их образование влияют природные факторы и внутренние напряжения, возникшие в стволе. Различают морозные, отлупные и метиковые трещины.

Морозные трещины появляются в результате расширения внутренней влаги при сильных морозах. В результате возникают сквозные трещины, направленные радиально.

Внутренние напряжения, возникающие в стволе, приводят к появлению отлупных (отслоение друг от друга годичных слоев) и метиковых (идущих вдоль ствола от комеля к вершине) трещин. Помимо этого при сушке древесины могут появиться трещины, являющиеся результатом усушки.

Сучки возникают в месте прорастания веток и значительно снижают ценность древесины. В местах сучков уменьшается механическая прочность древесины, так как после высыхания сучок теряет связь с основой и ослабляет конструкцию. Помимо этого, сучки оказывают влияние на внешний вид текстуры древесины, предназначенной под прозрачную отделку.

Косослой (наклон волокон) представляет собой различные отклонения направления волокон от продольной оси дерева. Древесина с таким пороком плохо воспринимает поперечную нагрузку. К разновидностям косослоя можно отнести свилеватость (волнистое размещение волокон) и завиток (местное искривление годичных слоев).

Прорость — дефект на участке дерева, возникший в результате механических повреждений клетчатки. Такой участок древесины портит внешний вид и затрудняет отделку. Часто в этом месте встречаются грибные пятна и засмолки.

Грибные поражения древесины возникают в результате воздействия на нее гнилостных процессов. В результате этого изменяются механические свойства древесины и ее цветовые тона.

www.apxu.ru

Достоинства и недостатки древесины как материала

Древесина является материалом растительного происхождения. Это наносит большой отпечаток на её свойства и в полной мере дает преимущества и недостатки этого материала по сути отличающихся от других.Широкое распространение и применение древесных растений объясняет простоту добывания и довольно небольшую её цену.

Все местное распространение древесины до определенной степени понижает негативное значение малой транспортабельности , т к есть возможность использования для перевозки крупных масс самым дешевым видом транспорта-сплавом, не используемых для другого типа материалов.

Огромное достоинство древесины является ресурсо возобновляемость; хозяйственное значение станет понятным, если учесть , что в наших лесах есть быстрорастущие деревья , такие как тополь.

Древесина имеет высокую прочность при своем весе , что дало ей большое приемущество в сравнении с другими материалами. По проценту качества (отношение прочности и обьема) древесина конкурентно способна с металлами и в отдельных случаях лучше их.

Все же древесина, в сравнении с металлом , не имеет текучести (пластическая деформация мала) ; в это же время она имеет хорошее сопротивление ударным и вибрационным нагрузкам.

К сожалению, для древесины характерна неровность свойств поперек и вдоль волокн. Такую большую изменчивость свойств объясняется её растительным происхождением.

Древесина имеет исключительное свойство, которое особенно ценным является в горном и лесном деле, это её способность »предупреждать» своим треском о своем скором разрушении.

Древесина имеет гигроскопичность (способность поглощать влагу из окружающей среды), что в следствии ведет к увеличению собственного веса и размера, а также ведет к уменьшению прочности ; при обратном процессе размер и вес древесины уменьшается и прочность увеличивается.

Из-за этих изменений может происходить формоизменение и треск дерева. Эти действия показывают плохие особенности древесины , но в некоторых случаях-это полезно(деревянные трубы,тары и т.п.).

Древесина имеет высокие теплоизоляционные свойства благодаря пористому строению, следовательно деревянные стены в жилых домах могут быть в несколько раз тоньше кирпичных. Малое расширение от тепла дает возможность при возведении больших зданий не использовать температурных швов, которые обязательны при пользовании другими материалами.

Древесина устойчива к воздействию газов и кислот. Это используют на химических производствах, на вокзальных депо и предприятиях для укрепления перекрытий помещения деревянными конструкциями , т.к. металлы быстро разрушаются выделяемыми парами и газами.

Древесина может гореть , что объясняет её легкую возгораемость. Все же при пожаре деревянные конструкции , в сравнении с металлическими , разрушаются не сразу. Так как вещество органического происхождения , древесина служит пищей для некоторых животных и нисших организмов, откуда и появляется её способность загнивать при определенных факторах и подвергаться поражению различными насекомыми.

Очень ценная особенность древесины-это способность склеиваться и способность быстрого соединения деталей гвоздями.

Сезонности у древесины нет: конструкции можно собирать и изготавливать в любое время года, что имеет большое значение для постоянного строительства.

Все вышеперечисленные достоинства древесины как строительного материала , несмотря на его недостатки , показали очень разнообразное и весьма широкое применение во все времена , от глубокой древности и до настоящего времени.

Александр Максимчук, главный редактор интернет-издания «AtmWood. Дерево-промышленный вестник»

Насколько информация оказалась для Вас полезной? Loading …

Как сгладить недостатки древесины

Несколько тысячелетий назад люди строили себе дома из того материала, который был под рукой. Где-то это камни, где-то — глина, а на Руси принято было возводить постройки из дерева. И до сих пор данной традиции многие не спешат изменить, несмотря на то, что у натуральной древесины есть не только достоинства, но и недостатки.

К счастью, прогресс не стоит на месте, а в жизни постоянно происходят изменения, которые коснулись и древесины. Теперь используют новые технологии, с помощью которых можно обработать дерево так, чтобы извлечь их него положительные качества и снизить отрицательные.

Содержание:

Недостатки натуральной древесины

Итак, чем же страдает натуральная древесина и каким образом можно исправить ситуацию.

Влажность

Влажность — главный враг дерева. Под ее влиянием может появиться грибок, плесень, а так же могут начаться процессы разложения и гниения. Все это крайне неприятные моменты, которые могут свести на нет всю радость от построенного дома. Способ борьбы — постоянная обработка дерева специальными составами. Причем данные работы нужно проводить почти что круглогодично.

Усадка

Усадка — враг тех, кто старается получить дом побыстрее. Действительно, древесный материал способен скручиваться, изгибаться. В результате чего дому нужно немного отстояться, чтоб произошла усадка. В противном случае выполненная отделка здания может пойти трещинами. Не говоря уж о том, что все это может привести к деформации оконных и дверных проемов. Причем такие неприятности можно ожидать даже в том случае, если древесина хорошо высушена. Что же делать? Все просто. Уже давно активно строятся дома из клееного бруса. Благодаря сложной технологии, в ходе которой не только подготавливается и выбирается лучший материал, но и происходит процесс прессования, усадка дома минимальна. А это значит, что сразу, как будут установлены стены, можно выполнять отделку, а так же прокладывать коммуникации для создания «умного дома».

Сучки

Сучки — вполне обычное явление для дерева. Однако именно эти элементы способны снизить качество древесины. Так, например, не всегда следы от них смотрятся эстетично. И если данную проблему можно решить с помощью краски (правда, при применении ее снижается часть достоинств деревянного дома), то вот другие неприятности это не решает. В этих местах древесина наиболее уязвима. Вывод — либо эти элементы придется обрабатывать самым тщательным образом, либо вновь отказаться от натурального дерева, выбирая клееный брус. В процессе производства здесь избавляются от дефектной древесины, а на изготовление ламелей идет лишь хорошо просушенный и без изъянов древесный материал.

Как видно, преимуществ у клееного бруса множество. Поэтому нет ничего удивительного в том, что в основном именно из него строят дома те, кто предпочитает природный материал.

Древесина в строительстве — достоинства и недостатки.

Рассматривая древесину как материал, из которого изготавливают изделия, необходимо отметить ряд ее достоинств, которых нет ни у одного конструкционного материала.

Достоинства древесины:

У нее, при сравнительно большой прочности, малый объемный вес. Древесина лиственницы, пихты, сосны способна выдержать осевую растягивающую нагрузку подобно стали, больше железного литья в 3, алюминия в 4 и чугуна в 7 раз.

Теплопроводность ее меньше в сотни раз такой же характеристики стали, до 9 раз бетона и до 4 раз стекла.

Материал хорошо скрепляется гвоздями, саморезами, шурупами и склеивается клеями, легко обрабатывается разными режущими инструментами, полируется, окрашивается и лакируется. Имеет разнообразную текстуру, которую легко менять, делая срез по разным направлениям.

К ее достоинствам относится высокая упругость и наличие эффекта поглощения звуков от ударов, что востребовано в строительстве. Из нее делают трубы для перекачки или отвода агрессивных газов и жидкостей. Это возможно из-за стойкости материала к кислотам и щелочам.

Она хорошо гнется, приобретая нужные формы, прессуется, улучшая при этом свои несущие и другие свойства. Обладает низкой электропроводностью.

Описанные свойства определяют широкий спектр применения древесины и ее значение, в частности, в строительстве.

Недостатки древесины:

Наряду с большим перечнем достоинств, у древесины имеется ряд недостатков (пороков), которые ограничивают или сокращают возможности ее использования.

Это, в первую очередь, неоднородность свойств по объему изделия. На это влияет наличие косослоя, сучков, их расположения, влажности самого материала и окружающей среды, направление волокон.

К примеру, изгибная прочность древесины возрастает в 1,3 раза при изменении влажности материала с 30 до 15%. Прочность на сжатие вдоль волокон больше в 4 раза, чем поперек, а показатель на растяжение еще значительнее и составляет 30 раз.

В процессе эксплуатации изделия из древесины усыхают, разбухают, коробятся. Влияют на это влажностьокружающего воздуха и еготемпература. При этом изменяется объем материала, причем различно вдоль и поперек волокон.

Такой недостаток, к примеру, является причиной заклинивания дверей или окон при попытке их открыть или закрыть.

При проектировании и изготовлении деталей и узлов из древесины необходимо учитывать возможные изменения материала в дальнейшем. Делают так, чтобы деформации в опасных направлениях были минимальными и не влияли на прочность самого изделия.

К недостаткам древесины относится ее легкая возгораемость, изменение цвета от солнечных лучей, слабое сопротивление изнашиванию. Она также легко загнивает, особенно при частом изменении влажности воздуха и температур окружающей среды.

lepata.ru

Достоинства и недостатки древесины как строительного материала

Достоинства:

· Наличие широкой и возобновляемой сырьевой базы

· Относительно малая плотность

· Высокая удельная прочность

· Стойкость к солевой агрессии и другим химическим веществам

· Биологическая совместимость с человеком и животными – в зданиях из дерева наилучший микроклимат

· Высокие эстетические и акустические свойства

· Малый коэффициент теплопроводности поперёк волокон

· Малый коэффициент линейного расширения вдоль волокон

· Меньшая трудоёмкость механической обработки, возможность создания гнутоклееных конструкций

Недостатки:

· Анизотропия строения древесины

· Подверженность загниванию и поражению насекомыми

· Сгораемость в условиях пожара

· Изменение физико-механических характеристик под воздействием внешних факторов (влага, температура)

· Усушка, разбухание, коробление и растрескивание под действием атмосферных воздействий

· Наличие пороков

· Ограниченность сортамента лесоматериалов

Многие недостатки можно устранить или ограничить. КДК снимает проблему ограниченного сортамента. Фанера, ДСП, ДВП и другие листовые материалы – анизотропию строения древесины. С помощью конструктивных и химических мер защиты уменьшается опасность загнивания и возгорания ДК.

Древесина – строительный материал

Структура древесины

Макроструктура

Микроструктура

Химический состав

Химический состав древесины зависит от породы дерева. Органическое вещество абсолютно сухой древесины содержит в среднем, % :

· 49,5 – углерода (С)

· 44,2 – кислорода с примесью азота (О+N)

· 6,3 – водорода (H)

Эти элементы образуют сложные соединения, % :

· Целлюлозу – высокомолекулярный линейный полимер — 48…56

· Гемицеллюлозу – более сложный полимер, чем целлюлоза – 23…26

· Лигнин – вещество, сложной макромолекулярной структуры – 26…30

Кроме выше перечисленных веществ в состав древесины входят неорганические соединения, которые при сгорании образуют золу. Остальные вещества называют экстрактивными – извлекаемые из материала различными способами (смолы, эфирные масла, дубильные вещества).

Конструкции из дерева — Достоинства и недостатки древесины

Достоинства и недостатки древесины

К основным достоинствам древесины относятся:

Малый вес. Древесина имеет в среднем плотность 550 кг/м3 и в 14 раз легче стали, в 4,5 раза легче бетона, что позволяет значительно снизить материальные затраты по транспортировке, по устройству фундаментов, обходиться без тяжелых грузоподъемных механизмов при возведении зданий и сооружений.

Прочность. Одним из показателей эффективности применения конструкций из различных материалов является показатель удельной прочности материала, который выражается отношением плотности материала к его расчетному сопротивлению. Для клееной древесины это отношение составляет 3,66-10″4, для углеродной стали 3,7-Ю-4, для бетона класса 22,5 -1,85-10″3. Это подтверждает целесообразность применения наряду со стальными деревянных клееных конструкций в большепролетных зданиях, где собственный вес имеет решающее значение.

Деформативность и вязкость. Из всех традиционных строительных материалов только древесина в меньшей степени реагирует на неравномерную осадку оснований фундаментов. Вязкий характер разрушения древесины (за исключением скалывания) позволяет перераспределять усилия в элементах, что не вызывает мгновенного отказа конструкций.

Температурное расширение. Коэффициент линейного расширения древесины различен вдоль волокон и под углом к ним. Вдоль волокон значение этого коэффициента в 7-10 раз меньше, чем поперек волокон, и в 2-3 раза меньше, чем у стали. Этот факт дает возможность не учитывать влияние температуры и не требует членения здания на температурные блоки.

Теплопроводность. Малая теплопроводность древесины, обусловленная ее структурой, является основой широкого применения в стенах ограждающих конструкций. Коэффициент теплопроводности древесины в 6 раз ниже, чем у керамического кирпича, в 2 раза ниже, чем у керамзитобетона, газо-пенобетонов плотностью 800 кг/м3 и эквивалентен газо-пенобетонам плотностью 300 кг/м3, т.е. плотностью почти вдвое ниже, чем у древесины.

Химическая стойкость древесины. Древесину можно использовать без дополнительной защиты или защищая ее покраской, поверхностной пропиткой в условиях химически агрессивной среды. Деревянные конструкции применяются при строительстве складов для химически агрессивных сыпучих материалов таких, как калийные и натриевые соли, минеральные удобрения, разрушающие бетон и сталь. Большинство органических кислот не разрушает древесину при обычной температуре.

Самовозобновляемость древесины. Основным достоинством древесины по сравнению с другими конструкционными материалами является постоянное возобновление ее запасов. При производстве других конструкционных материалов (стали, бетона, пластмассы и др.) расходуется большое количество исходного сырья, запасы которого постоянно иссякают. Кроме того, при производстве большинства конструкционных материалов требуются большие затраты энергии, дефицит которой ощущается во многих странах.

Простота обработки. Древесина легко обрабатывается простым ручным или электрическим инструментом. Деформативность древесины позволяет придавать конструкциям из нее различные прямолинейные и криволинейные формы. Производство конструкций небольших пролетов из цельной древесины можно освоить практически на лесопунктах, на любой базе строительной индустрии, что невозможно для производства металлических или железобетонных конструкций.

Древесине, как и другим материалам, присущи недостатки:

Неоднородность, анизотропность древесины и пороки. Неоднородность древесины проявляется в различии строения и свойств годовых слоев, образующихся в процессе роста дерева в зависимости от условий внешней среды, т.е. климатических условий, различных районов, экологии, продолжительности зимнего и летнего периодов. Неоднородность древесины сказывается на изменчивости показателей прочности, что усложняет получение достоверных расчетных характеристик древесины.

Древесина представляет собой тело с тремя осями анизотропии по главным структурным направлениям — вдоль и поперек волокон в тангенциальном и радиальном направлении. Ввиду малого различия между прочностными характеристиками по двум последним направлениям на практике используются характеристики по двум направлениям вдоль и поперек волокон с нелинейной интерполяцией под углом к волокнам. Значительные расхождения прочности древесины при приложении усилий вдоль и поперек волокон значительно усложняют вопросы конструирования деревянных конструкций и, в первую очередь, узловых соединений, что зачастую ведет к нерациональному увеличению сечений соединенных элементов.

К основным порокам относятся сучки, трещины и косослой. Наличие сучка изменяет направление волокон древесины либо прерывает их, что значительно влияет на прочность, особенно при растяжении, т.к. происходит неравномерное нагружение всех волокон по сечению. Также снижает прочность древесины наклон волокон относительно оси ствола (косослой), что наглядно демонстрируют опыты на крупных и мелких (чистых) образцах (без пороков) древесины.

Зависимость физико-механических свойств древесины от влажности. Древесина обладает способностью впитывать в себя влагу ввиду своей гигроскопичности. От количества влаги в древесине в значительной мере зависят и ее физико-механические свойства. Большое количество влаги может в значительной мере нивелировать некоторые достоинства древесины. Так, плотность свежерубленой древесины хвойных пород (кроме лиственницы) и мягких лиственных пород (осина, тополь, ольха, липа) равна 850 кг/м3. По мере удаления влаги плотность уменьшается. При 15-25% влажности плотность принимается 600 кг/м3, а при 6-12% влажности плотность принимается 500 кг/м3. Лиственница имеет плотность соответственно 800 кг/м3 и 650 кг/м3 при влажности в пределах 15-25% и 6-12% соответственно.

Для строительства различают древесину:

— сырую с влажностью выше 25%;

— полусухую с влажностью 12-25%;

— воздушно-сухую с влажностью 6-12%.

Ползучесть древисины. При кратковременном действии нагрузки древесина работает практически упруго, но при длительном действии неизменной нагрузки деформации во времени увеличиваются. Даже при малом уровне напряжений ползучесть может продолжаться годами. С увеличением уровня напряжений ползучесть проявляется более ярко и может привести к разрушению конструкции. Отслеживанием деформаций ползучести, путем замера прогибов можно прогнозировать эксплуатационное состояние деревянных конструкций.

Но если для деревянных конструкций ползучесть является недостатком, то в отдельных случаях при изготовлении изделий из древесины это свойство может обернуться достоинством, например, необходимо придать изделию криволинейную форму.

Биопоражение древесины. Напрямую связано с влажностью древесины. При влажности более 18%, а также при наличии кислорода и положительной температуры возникает условие для жизнедеятельности дереворазру-шающих грибов. Также древесина разрушается жизнедеятельностью насекомых, которые разделяются на две группы: насекомые, повреждающие неокоренную древесину в лесу, на складах и лесосеках, и насекомые, которые разрушают окоренную древесину в процессе ее переработки и при эксплуатации в конструкциях.

Распространение огня происходит в результате соединения углерода древесины с кислородом. Примерно при 250 °С клетчатка древесины начинает разлагаться, образующиеся при этом вещества начинают гореть и своим теплом разлагают моховые части древесины. И если с наружной стороны древесина быстро обгорает, то ввиду малой ее теплопроводности и появлению толщины обуглевающего слоя, препятствующему поступлению кислорода, дальнейший процесс сильно замедляется. Поэтому деревянные конструкции массивного сечения имеют большую огнестойкость по сравнению с металлическими конструкциями.

Все вышеперечисленные достоинства и недостатки древесины обусловлены, в первую очередь, анатомическим строением древесины.

derevok.narod.ru

Достоинства и недостатки древесины — Мои статьи — Каталог статей