Строение, плюсы и минусы, пороки древесины

Как строительный материал древесина обладает рядом положительных свойств:

- Сравнительно высокая прочность

- Небольшая объемная масса

- Достаточная упругость

- Малая теплопроводность

К недостаткам древесины можно отнести:

1) анизотропность – неоднородность строения, обуславливающую различие показателей прочности и теплопроводности, а также и других физических и механических свойств вдоль и поперек волокон;

2) гигроскопичность – способность получать и отдавать влагу в значительных количествах при изменении при изменении влажности и t⁰C окружающего воздуха, что ведет к набуханию и усушке древесины с изменением его объема;

Вследствие анизотропности древесины эти изменения размеров в различных направлениях неодинаковы, они вызывают внутренние напряжения, приводящие к образованию трещин и короблению материалов.

3) загниваемость – способность древесины разрушаться под действием микроорганизмов;

4) сгораемость и легкая воспламеняемость;

5) изменение прочности даже в пределах одной и той же породы в зависимости от условий роста дерева или наличия тех или иных пороков.

Строение древесины

Изучая строения древесины, различают макро и микро структуру. Достаточно полное представление о макроструктуре – строении, видимом невооруженным глазом или при небольшом увеличении – получают, рассматривая разрезы ствола дерева по 3-м направлениям

Рис. 1 Основные части ствола

Основные части ствола дерева:

- сердцевина

- ядро

- заболонь

- камбий

- кора

- сосуды или смоляные ходы

Сердцевина представляет собой рыхлую ткань, состоящую из клеток с тонкими, слабо связанными друг с другом стенками. Размеры сердцевинной трубки (сердцевина + слой 1-ого года жизни дерева) невелики: до 10 мм или чуть больше. У спиленного дерева это самая слабая часть ствола может крошиться и легко загнивать. Поэтому сердцевина не допускается в тонких досках и брусьях, предназначенных для растянутых и изгибаемых элементов строительных конструкций. Нежелательна сердцевина и в столярных изделиях.

Ядро – внутренняя часть ствола, образующаяся по мере роста дерева, когда внутренняя наиболее старая часть древесины ствола отмирает, проводящая и запасающая системы перестают функционировать, клетки уплотняются. Движение влаги по этим клеткам прекращается, поэтому древесина ядровой части отличается прочностью и стойкостью к загниванию.

Заболонь состоит из колец более молодой древесины. По живым клеткам заболони перемещается влага с растворенными в ней питательными веществами. Древесина заболони более влажная, легче загнивает

Кора – защищает дерево от механических повреждений (состоит из корки и луба).

Камбий – тонкий слой, находящийся под лубом и состоящий из живых клеток. Слой камбия откладывает в сторону луба лубяные клетки, а к центру дерева – клетки древесины, причем число и размеры откладываемых клеток древесины больше чем число и размеры клеток луба, вследствие чего древесина растет значительно быстрее, чем лубяной слой коры.

Сосуды и ходы (в зависимости от породы древесины) представляют собой трубки, каналы различной величины.

Образование годичных колец (слоев) связано с ежегодным приростом древесины. Внутри каждого слоя различают раннюю (весеннюю) и позднюю (летнюю) зоны.

Микроструктуру древесины (Рис. 2) можно наблюдать при сильном увеличении. Древесина состоит из большого количества живых и отмерших клеток различной формы и размеров.

По функциональному назначению живые клетки делят на:

- проводящие – для передачи питательных веществ от корней к ветвям и листьям (сосуды и трахеиды)

- механические – вытянуты в длину, имеют толстые стенки и узкие внутренние полости. Плотно соединены между собой, оставляют основную массу ствола.

- запасающие – находятся в основном в сердцевинных лучах. Служат для хранения питательных веществ и передачи их в горизонтальном направлении.

Клетка имеет оболочку, внутри ее находится растительный белок – протоплазма и ядро.

Древесина может иметь пороки – недостатки ее отдельных участков, снижающие качество и ограничивающие возможность использование материала (Рис. 3):

- сучки, заключенные в древесине ствола основания ветвей, живых или отмерших

- трещины

- пороки строения

- отклонения от норм формы ствола

- грибные поражения

- повреждения насекомыми

Дефекты, образующиеся в результате обработки, покоробленность при сушке, хранении, выпиливании.

Пороки древесины определяют в соответствии с требованиями ГОСТа.

Трещины образуются не только при высыхании срубленного дерева, но также и при его жизни (из-за неравномерного усыхания ядра, сильного раскачивания ветром, повреждения сильными морозами).

Пороки строения выражаются в неправильном развитии годовых слоев или неправильном расположении частей ствола.

Ненормальный наклон волокон (косослой) – отклонение от продольной оси.

Свилеватость – извилистое или путаное размещение волокон.

Крен – местное изменение строения древесины с ненормальным утолщением летней древесины годового слоя при значительном повышении его прочности на более узкой половины и смещении сердцевины.

Отклонение от правильной формы ствола: сбежистость ствола – резкое уменьшение толщины бревна на всем его протяжении, закомелистость – резкое утолщение Ø нижней части (l=1 м), кривизна – искривление ствола по длине.

Наросты, повреждения грибами и насекомыми → червоточины, изменение окраски, структуры, гниение.