Древесные материалы
1 |
Дерево широко используется в строительстве и в других отраслях народного хозяйства. В машиностроении древесина идет на изготовление тары, литейной оснастки, деталей
конструкций грузовых автомобилей (борта и днище кузова). Годовое потребление
древесины, исключая дрова, составляет 1000 млн. т, что существенно превышает
мировое производство стали (400 млн. т). Все растения состоят из одного и того
же полимера, но расположение молекул у различных видов растений не одинаково. В
сухой древесине содержится 50—60% линейного полимера, называемого целлюлозой (
cell — клетка + ose (лат.) — конечный
продукт разложения сахара) и порядка 25% жидкого компонента с высокой вязкостью
— лигнина. Оставшаяся масса состоит из родственных целлюлозе химических соединений.
Молекула основного компонента древесины целлюлозы — состоит из колец глюкозы
(до 5000 колец), соединенных атомами кислорода.
На микроуровне древесина состоит из длинных закрытых трубчатых клеток, называемых трахеидами, полые центры
которых — люмены — заполнены водой или соком (рис.).
В период интенсивного роста стенки клеток тонкие, при замедлении роста сердцевина клетки становится меньше,
а стенки — толще. На поперечном срезе дерева эти различия проявляются в виде
характерных годичных колец.
К достоинствам древесины можно отнести малую объемную массу, относительно высокую удельную прочность, низкую
теплопроводность, незначительный коэффициент температурного расширения, хорошую
технологичность. Но у древесины имеется склонность к влагопогло-щению и
загниванию, она также легко воспламеняется.
Рис. 1. Структура древесины:
а — система клеток (трахеидов) длиной до 1 мм, шириной 10 мкм; б — слои (7 — внутренний; 2 — средний;
3 — внешний; 4 — первичный) в стенках клеток с различной ориентацией волокон целлюлозы (5 — люмен)
Защиту дерева от влаги и гниения производят с помощью покрытий красками, пластмассой, прибегают к опрыскиванию или пропитке антисептическими растворами солей NaF, ZnCl2, CuSO4 и др., при соприкосновении с бетоном делают прокладки из гидроизоляционных материалов.
Воспламеняемость древесины снижают пропиткой алюминиевыми солями, солями фосфорной или борной кислоты, а также покрытием специальными огнезащитными лаками и красками.
Основными характеристиками древесины считаются влажность, усушка (уменьшение линейных размеров или объема при высыхании), набухание (связанное с водопоглощением), объемная масса, прочность и твердость, отсутствие пороков (трещины, сучки, морозобоины, продольные трещины на стволе, грибковые заболевания).
Древесные материалы поступают для использования в виде пиломатериалов, которые делят на брус и доски (отношение сторон поперечного сечения в первом случае меньше 2, во втором — больше двух). Распространены также такие виды древесных материалов, как шпон (широкая ровная стружка толщиной 0,55—1,5 мм), фанера (результат склейки листового шпона с общей толщиной 1—12 мм), плиты (более толстые клееные конструкции), прессованная древесина, получаемая прессованием дерева в нагретых прессформах, древесностружечные плиты, получаемые горячим прессованием стружки со связующими смолами.