Внимание! Раздаточный материал содержит не весь материал по теме, а дополняет лекционный.
Тема 2. Природные материалы
2.1. Древесина. Достоинства и недостатки как строительного материала. Состав и строение.
2.2 Свойства древесины.
2.3 Пороки древесины.
2.4 Виды древесины.
2.5 Лесоматериалы и изделия из древесины.
2.6.Защита древесины от разрушения.
2.7. Горные породы и их классификация.
2.8. Свойства природных каменных материалов. Виды материалов и изделий из природного камня.
2.1. Древесина. Достоинства и недостатки как строительного материала. Состав и строение.
2.1.1. Достоинства и недостатки древесины
Схема 2.2.1. - Достоинства и недостатки древесины
Специфическая особенность древесины — анизотропность, т. е. различие свойств в разных направлениях, обусловленное ее волокнистым строением.
Общеизвестно, что древесина — экологически чистый материал. При этом обычно подразумевается, что она как строительный материал безвредна для человека. Это верно, но понятие экологической чистоты древесины значительно шире. Человек получает древесину, как материал в готовом виде, не используя энергию для ее производства, т. е. в этом случае исключается загрязнение окружающей среды промышленными выбросами. Отслужившая древесина самоуничтожается, естественно входя в круговорот природы. Однако экологичность древесины реализуется лишь в том случае, когда вырубка и посадка новых деревьев идут как единый процесс, не нарушая сложившегося биологического равновесия в природе.
2.1.2. Состав и структура древесины.
Макроструктура древесины Рассматриваются три основных разреза ствола: поперечный — торцовый и два продольных — радиальный, проходящий через ось ствола, и тангентальный, проходящий по касательной к годовым кольцам (рис.).
Ствол дерева состоит из многочисленных клеток, вытянутых в основном по его длине. Клетки определенным образом группируются и создают на торце ствола систему концентрических колец. Вместе с другими элементами они формируют макроструктуру древесины.
Выделяют следующие основные элементы макроструктуры
Сердцевина - узкая центральная часть ствола (рис.). Она представляет собой рыхлую, слабую ткань первичного образования, легко поддается загниванию. В досках и брусках толщиной до 50 мм сердцевина, как правило, не допускается.
Ядро - это внутренняя зона древесного ствола, большей частью темноокрашенная. Ядро образуется в результате отмирания живых клеток древесины. Темная окраска ядра объясняется отложением в клетках древесины смолы, дубильных и красящих веществ, углекислого кальция. Эти вещества увеличивают стойкость древесины ядра против загнивания. В процессе роста дерева стенки клеток древесины внутренней части ствола, примыкающей к сердцевине, постепенно изменяют свой состав, одеревеневают и пропитываются у хвойных пород смолой, а у лиственных — дубильными веществами. Движение влаги в древесине гой части ствола прекращается, и она становится более прочной, твердой и менее способной к загниванию. Эту часть ствола у разных пород называют ядром или спелой древесиной.
Заболонь - светлая наружная зона ствола, окружающая ядро. В основном она состоит из живых клеток. Как правило, древесина заболони светлоокрашенная. По механическим свойствам она не уступает древесине ядра, но хуже сопротивляется загниванию.
Микроструктура древесины. Изучая строение древесины под микроскопом, можно увидеть, что основную массу древесины составляют клетки механической ткани, имеющие веретенообразную форму вытянутые вдоль ствола. Срубленная древесина состоит из отмерших клеток, т. е. только из клеточных оболочек (рис.).
Оболочки клеток сложены из нескольких слоев очень тонких волоконец, называемых микрофибриллами, которые компактно уложены и направлены по спирали в каждом слое под разным углом к оси клетки (подобно отдельным прядям в канате). Это обеспечивает высокую прочность древесине.
Химический состав древесины. Микрофибриллы состоят из длинных, напоминающих цепи макромолекул целлюлозы (от лат. cellula — клетка). Эти цепи построены из большого числа (нескольких сотен) ячеек глюкозы (поэтому целлюлозу можно назвать полисахаридом):
