Древесина представляет собой продукт жизнедеятельности живого организма — дерева.
Древесина служит одним из основных материалов в промышленном и жилищном строительстве, сырьем для лесопильного, спичечного, мебельного, фанерного, деревообрабатывающего, целлюлозно-бумажного и химического производств.
Особую ценность составляют хвойные породы, обладающие высокими физико-механическими свойствами.
Древесина — это вещество клеточных стенок (оболочек клеток дерева), состоит в основном из органических веществ (около 99%), и лишь небольшую часть (около 1%) составляют минеральные вещества, которые при сжигании древесины образуют золу.
Основные органические компоненты древесины являются высокомолекулярными соединениями (полимерами), которые в древесине между собой прочно связаны.
Органические вещества древесины подразделяют на три основные части: углеводную, ароматическую и экстрактивные вещества. Главными компонентами древесины являются: целлюлоза (45–55%), близкие к ней гемицеллюлоза (24–30%) и лигнин (20-29%).
Целлюлоза идет на изготовление бумаги, искусственного шелка, взрывчатых веществ, ниток, целлулоида, нитроцеллюлозных лаков и других веществ. Гемицеллюлозы по своему химическому составу являются веществами, близкими к целлюлозе. Под действием кислот они легко гидролизуются и переходят в раствор.
Лигнин представляет собой сложное органическое растительное вещество. От целлюлозы лигнин отличается большим содержанием углерода и меньшей стойкостью: она легко подвергается действию горячих щелочей и окислителей.
Физическими называются такие свойства древесины, которые можно определить без нарушения целостности испытуемого образца, без изменения его химического состава.
К физическим свойствам древесины относятся: внешний вид и запах, объемная масса, влажность, гигроскопичность, водопроницаемость, теплопроводность, звукопроводность, пористость, усушка, разбухание и коробление, газопроницаемость и др.
Плотная древесина обладает обычно большим блеском (бук, клен, ильм, платан, акация). Текстурой называется рисунок, который получается на разрезах древесины при перерезании ее волокон, годовых слоев и сердцевинных лучей.
Объемная масса характеризует древесину при стандартной 15% влажности. От ее величины зависят строительно-технические свойства.
Так как древесина имеет поры, то в практике важен вес единицы объема древесины в ее естественном состоянии, т. е. объемный вес древесины.
Объемная масса древесины в воздушно-сухом состоянии колеблется в значительных пределах — от 380 кг/м3 для очень легких пород деревьев (пихта сибирская) до 1050 кг/м3 для наиболее тяжелых (саксаул, фисташка).
В зависимости от величины объемной массы в воздушно сухом состоянии древесину можно разделить на следующие группы:
* породы легкие, объемный вес до 0,55 (сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, осина, каштан, ива, черемуха);
* породы среднетяжелые, объемный вес 0,56–0,75 (лиственница, тис, берест, вяз, береза, ильм, бук, дуб, клен, рябина, черешня, яблоня, ясень, можжевельник);
* породы очень тяжелые, объемный вес выше 0,76 (акация белая, береза железная, граб, груша, самшит, саксаул, фисташник, хмелеграб, кизил).
В практике приняты следующие понятия, характеризующие степень влажности срубленной древесины:
= мокрая (находящаяся долгое время в воде) — доходит до 150-200%;
= свежесрубленная древесина: для хвойных пород 80–100%, для мягких лиственных пород 60–93%, для твердых лиственных пород — 36–78%;
= транспортная — влажность не выше 22%;
= воздушно-сухая — 15–20%;
= комнатно-сухая — 8–13%.
Гигроскопичность (влагопоглощение) — способность древесины поглощать пары воды из окружающего воздуха и отдавать содержащуюся в ней влагу.
Гигроскопичность является отрицательным свойством древесины, так как обусловливает изменение плотности, объемной массы, теплопроводности и прочности древесины, изменяемость размеров деревянных конструкций в процессе их эксплуатации в зданиях и сооружениях, восприимчивость к бактериальному поражению.
Водопроницаемость древесины определяется количеством воды, профильтровавшейся через поверхность образца за определенное время (г/см3) и зависит от породы древесины, ее исходной влажности, характера среза и других факторов.
Теплопроводность древесины неодинакова: в направлении вдоль волокон коэффициент теплопроводности примерно в 1,5–3 раза больше, чем поперек.
Звукопроводностью называется свойство материала пропускать сквозь свою толщу звук. Древесина является хорошим проводником звука, который распространяется в ней в 2-17 раз быстрее, чем в воздухе.
Большая звукопроводность древесины является ее отрицательным свойством, вызывая необходимость применения звукоизолирующих материалов. Звук распространяется быстрее вдоль волокон и медленнее поперек волокон (особенно в тангенциальном направлении).
Электропроводность древесины подвержена значительным изменениям и зависит от ее породы, температуры, направления годовых слоев и влажности. С повышением температуры и влажности электропроводность древесины увеличивается.
Пористость древесины хвойных пород колеблется от 46 до 80%, лиственных — от 32 до 80%.
Усушка, разбухание и коробление. При увлажнении сухой древесины до достижения ею предела гигроскопичности стенки древесных клеток утолщаются, разбухают, что приводит к увеличению размеров и объема деревянных изделий. Усушка древесины происходит за счет удаления связанной влаги из стенок клеток.
К механическим свойствам древесины относятся прочность, упругость, твердость, вязкость, хрупкость.
Твердостью называется способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела, не получающего остаточных деформаций.
Количественно твердость измеряется усилием в кг, которое нужно приложить для того, чтобы вдавить в материал другое, более твердое тело. Твердость измеряется в кг на 1 см2 поверхности (кг/см2). Различают твердость древесины — торцовую, тангенциальную ирадиальную.
При изготовлении изделий из древесины большое значение имеют технологические свойства. К ним относятся обрабатываемость резанием, сопротивление истиранию, способность к загибу, склеиванию и окрашиванию, а также способность удерживать металлические крепления.
Древесина является горючим материалом: температура ее обугливания 120–150°С; температура воспламенения 250–300°С. Для защиты от возгорания древесину пропитывают огнезащитными составами (антипиренами), окрашивают жидкими огнезащитными материалами и др.
Биологические свойства древесины определяются стойкостью против грибов, плесени и насекомых, которая зависит от содержания смолистых, дубильных и других веществ.
Гнилостойкость древесины повышают путем обработки ее антисептиками, к которым относятся органические и минеральные вещества с высокой токсичностью к грибам и насекомым.
Классификация древесных пород
Древесные породы подразделяются на две основные группы: хвойные и лиственные. Лиственные, в зависимости от расположения сосудов, подразделяются на кольцесосудистые и рассеяннососудистые.
Породы, у которых центральная часть ствола отличается от заболони только меньшей влажностью, называют спелодревесными (ель, пихта, бук, осина и др.).
Древесные породы, у которых нельзя заметить значительного различия между центральной и наружной частями древесины ствола — заболонные породы (береза, клен, ольха и др.).
К хвойным породам, растущим на территории России и широко используемым в строительстве относят сосну, ель, лиственницу, кедр, пихту, тис, можжевельник, кипарис. Безъядровыми породами являются ель и пихта; ядровыми — сосна, лиственница, кедр, тисс, можжевельник.
Лиственные породы разнообразнее по видам, свойствам, строению и применению, имеют более выразительную и красивую текстуру, широко применяются в качестве отделочно-декоративного материала.
Среди многообразия лиственных пород наибольшее применение в строительстве имеют дуб, ясень, бук, береза, граб, клен, осина. К кольцесосудистым породам относятся: дуб, ясень, вяз, ильм, карагач, каштан съедобный, бархатное дерево, фисташка, дзельква, акация амурская и др., имеющие плотную и твердую древесину.
Рассеяннососудистые породы более многочисленны и разнообразны по свойствам и строению по сравнению с кольцесосудистыми. К ним относятся береза, тополь, бук, клен, орех, осина, ольха, липа, граб и др.
Пороки древесины
Степень влияния пороков на качество и свойства древесины зависит от вида порока, размеров поражения древесины, места расположения на готовом сортименте, а также от характера и назначения сортимента.
Классификация лесоматериалов
Лесоматериалы различаются между собой по внешнему виду и способу переработки.
Лесоматериалы, применяемые в строительстве, подразделяют на следующие группы:
+ круглые лесоматериалы;
+ пиломатериалы и заготовки из древесины;
+ строительные детали и изделия (строганные погонажные, материалы для полов, плиты, кровельные материалы);
+ шпон и фанера;
+ древесностружечные и древесноволокнистые плиты.
Совокупность различных видов древесных материалов составляют сортименты, отличающиеся породой, сортом, размерами и назначением.
Круглые лесоматериалы
Бревна строительные изготовляют преимущественно из сосны, лиственницы, кедра, ели, дуба. Длина бревен от 3 до 6,5 метров с шагом в 0,5 м. В зависимости от качества древесину делят на четыре сорта. В строительстве применяют древесину 2, 3 сорта.
Пиломатериалы
Рассортированный по видам и сортам пиломатериал направляют на стройку или подвергают строганию и другим видам обработки с последующим изготовлением из него различных конструктивных элементов.
По форме и размерам пиломатериалы подразделяются на пластины, четвертины, брусья, шпалы, бруски, доски, горбыль, планки, рейки и др.
Изделия из древесины
В зависимости от вида обработки к строительным деталям и изделиям относят строганные бруски, строганные и шпунтованные доски для настила чистых полов, столярные плиты, паркет, строганные погонажные изделия, профильные материалы, клееные столярные изделия и др.
Фанера и фанерная продукция
Для внутренних слоев, кроме названных, также применяют шпон хвойных пород: сосны, ели, пихты, лиственницы и кедра. В зависимости от необходимой толщины, при взаимно перпендикулярном расположении волокон древесины в смежных листах используют необходимое количество листов шпона.
Так же выпускается и однонаправленная фанера, при производстве которой слои шпона располагаются в одном направлении. Количество слоёв, производимой фанеры может колебаться от 3 до 23. Обычно фанеру выпускают с нечетным числом слоев шпона.
Древесно-волокнистные и древесно-стружечные плиты
Древесностружечные (ДСП) и древесноволокнистые (ДВП) плиты изготавливают из некондиционных лесных материалов и отходов деревообрабатывающей промышленности горячим прессованием древесных частиц или древесноволокнистой массы со связующими фенольными или карбамидными смолами (8–12% по массе).
Древесностружечные плиты выпускаются необлицованными и облицованными шпоном и синтетической пленкой. Нередко поверхность плит (предварительно отшлифованную) покрывают водостойкими фенольными или эпоксидными лаками.
Выпускают плиты пяти видов: сверхтвердые (плотность более 950 кг/м3), твердые, полутвердые, изоляционно-отделочные, изоляционные (плотность до 250 кг/м3). Твердые плиты имеют толщину 3–8 мм, а изоляционные 8–25 мм.
ДСП подразделяют:
Древесноволокнистыми плитами называют листовые материалы, сформированные из древесных волокон, полученных из отходов или низкокачественной круглой древесины. Применяют несколько способов изготовления плит: мокрый, мокро-сухой, полусухой и сухой.
Сухие полотна прессуют в твердые плиты. Влажные полотна или прессуют, получая твердые и полутвердые плиты, или сушат, получая мягкие (изоляционные) плиты.
(Алиев, А.К. Товароведение и таможенная экспертиза: учебник, СПбГЭУ)
