Есть мнение Деревянное домостроение и деревянные конструкции Дерево

Дерево

Дерево

Дерево — это строительный материал, многообразно применяющийся в строительстве в течение тысяч лет. Конструкции крыш, стен, перекрытий, лестниц делаются часто из дерева (рис. 3.83). Во внутренней отделке дерево — также часто применяемый материал. Наряду с этим дерево применяется при устройстве опалубки.

Области применения природного сырья — древесины расширяются дальнейшей переработкой древесины в древесные строительные материалы, такие, как стружечные, волокнистые плиты и фанера. Причиной для многостороннего применения являются выгодные технические свойства прекрасный внешний вид и экологические преимущества.

Чтобы правильно использовать дерево и древесные материалы, необходимы знания о росте и строении древесины а также о свойствах различных пород дерева и различных типов древесных материалов.

Рост и строение древесины

Дерево само создает необходимые для своего роста вещества Для этого оно через складчатые отверстия на нижней стороне листов забирает из воздуха углекислый газ. Кроме того, оно забирает из земли за счет всасывающей силы корней воду и передает ее до самых листьев. Перемещение воды происходит за счет отсоса, который возникает при испарении воды в листьях и который поддерживается диффузией и капиллярным действием.

Вода содержит питательные соли и микроэлементы, также, как, например, азот, фосфор, калий, кальций, магний и железо, которые необходимы для построения органических веществ и для поддержания жизни дерева.

Дерево превращает с помощью зелени листвы (хлорофилла) и солнечного света воду и углекислый газ в сахар и крахмал и при этом выделяет кислород. Вместе с питательными солями из них образуется целлюлоза и другие органические вешества, такие как лигнин, смолы и жиры. Химическое превращение воспринятых веществ в органические вещества называют фотосинтезом, при этом необходима солнечная энергия (рис. 3.84).

Рост деревьев в наших широтах начинается весной и длится до конца лета и осени. В течение зимы рост замирает. Рост в длину начинается с появлением концевых и ростовых почек ствола, сучьев и веток. В почках находятся зоны роста или вегетации, в которых клетки непрерывно делятся и удлиняют ствол и ветви.

Рост в толщину происходит в камбие. Этот тонкий слой роста окружает древесную часть дерева и образует вовнутрь клетки древесины, а наружу — клетки мочала или луба. Так же как и при росте в длину, клетки делятся и расширяются. В лубяной части строительные вещества транспортируются вниз в зоны роста и в накопительные клетки ветвей, ствола и корней. Лубяной слой образует снаружи корку, отмершие части которой называют древесной корой (рис. 3.85).

Клетки древесины

Клетки древесины должны выполнять различные задачи, и поэтому их строение различно. Лиственные и хвойные деревья имеют различное клеточное строение. Соседние клетки связаны между собой узелками-порами. Поры — это сгруппированные попарно проницаемые тонкие места в стенках клеток, обеспечивающие перемещение воды и веществ между клетками.

В лиственной древесине поры состоят в основном из очень тонкого сетчатого волокнистого плетения с очень маленькими отверстиями, допускающими обмен веществ за счет диффузии.

В хвойной древесине поры называются придворными порами. В них между отверстиями в стенках клетках (порами) находится проницаема средняя пластинка и запирающим слоем (торус) (рис. 3.86). При повреждениях дерева и при высыхании упавших деревьев происходит закрытие пор. Поэтому некоторые породы хвойных деревьев трудно поддаются пропитке.

Древесная масса хвойной древесины состоит в основном из трахеидов. Эти клетки, которые встречаются только у хвойной древесины, придают дереву прочность и берут на себя транспортировку соков вверх. Они вытянуты в длину и образуют более 95% массы древесины. Питательные и способствующие росту вещества откладываются в расположенных преимущественно поперек направления волокон накопительных клетках.

Древесная масса лиственных деревьев не имеет такой простой структуры, как у более рано появившихся на земле хвойных деревьев. Лиственная древесина наряду с опорными и накопительными клетками имеет специальные вытянутые в длину проводящие клетки, которые проводят сок и могут быть названы трахеями, сосудами или порами (табл. 3.33). Величина и распределение этих проводяших клеток имеют большое влияние на структуру древесины. Поэтому различают крупнопористую, мелкопористую древесину, а также древесину с кольцевыми порами и с неравномерно распределенными порами (рис. 3.88). Мелкопористая древесина — например, у лесного и красного бука, а также у клена; к крупнопористым относятся, например, дуб и ясень.

Строение древесины

Образовавшиеся при росте в толщину древесные клетки окружают в виде колец отмершие трубочки сердпевины, из которых развилось дерево. Появившиеся весной и в начале лета древесные клетки более широкие и тонкостенные и имеют более светлый цвет (ранняя древесина). Поэтому дерево мягкое и легкое. Образованные в конце лета клетки — толстостенные, более узкие и более темного цвета (поздняя древесина). Поэтому поздняя древесина соответственно тверже и тяжелее, чем ранняя древесина.

Полный рост в толщину за один год состоит, таким образом, из ранней древесины и поздней древесины и образует годовое кольцо. По числу годовых колец можно определить возраст дерева, если их сосчитать на срезе у самой земли (рис. 3.89). Деревья из тропических регионов растут не в годовом ритме и поэтому не имеют строения в виде годовых колец.

Внешние годовые кольца служат для транспортировки воды и соков дерева. Эта часть дерева называется заболонью. У большого числа пород деревьев с увеличением возраста наступает изменение ядра. Более старые внутренние годовые кольца принимают на себя проводку воды и соков и заполняются откладывающимися в древесине веществами, такими, как дубильные и красящие вещества, смола, воск и жир. Эти темные внутренние слои называют древесиной ядра. Древесина ядра тяжелее, прочнее и долговечнее заболони.

Деревья, имеющие наряду с заболонью древесину ядра, называют деревьями с ядровой древесиной. К ним относятся, например, сосна, лиственница, дуб (рис. 3.90).

У некоторых видов деревьев заболонь идет от сердцевины до камбия насквозь. К этим равномерным по твердости заболоневым деревьям относятся, например, граб обыкновенный, липа, береза и клен.

У других видов деревьев имеет место образование древесины ядра, но при этом не наступает изменение цвета. Эту древесину, например у пихты, ели и красного бука (бука лесного), называют древесиной спелых пород.

Если ствол дерева разрезать в разных направлениях, то можно ясно увидеть строение древесины (рис. 3.91). Различают:

• Попеченный или лобовой распил

Сердцевина, годовые кольца, луб и кора видны в виде колец. Соответственно, видны древесина ядра, заболонь, сердцевинные лучи и поры.

• Радиальный или зеркальный распил

Годовые кольца образуют параллельные полоски. Иногда они видны из-за разрезанных сердцевинных лучей («зеркал»).

• Хордовый или тангенциальный распил

Вследствие омоложения ствола возникает параболический рисунок, называемый тангенциальностью.

Если в распилах видны более широкие годовые кольца, получившиеся вследствие буйного роста, говорят о грубогодичной древесине. Тонкие годовые кольца образуют тонкогодичную древесину. Тонкогодичная древесина — особенно ценная, так как она мало деформируется при усушке.

Состав древесины

Древесные клетки состоят из стенок клеток и водянистого содержимого, так называемого клетчатого сока (протоплазмы), который у свежей древесины может составлять больше половины древесной массы.

Древесина (ее материал) образуется деревянным каркасом стенок клеток. Она состоит у всех пород деревьев из одинакового количества химических элементов, из которых образуются различные соединения (рис. 3.92). Составляющие материаладре-весины — это целлюлоза и целлюлозоподобные материалы (семицеллюлозы), лигнин и вещества, содержащиеся в древесине, такие как смола терпентин, жир, воск, красители и неорганические микроэлементы.

• Целлюлоза — образует каркас древесины.

• Лигнин — обеспечивает прочность на сжатие (одревление).

• Вещества, содержащиеся в клетках древесины, — влияют на окраску, запах, стойкость против насекомых и грибков.

Экологическое значение дерева

Содержание и уход за лесом не только имеют экономическое значение, но и экологически очень целесообразны, так как леса способствуют сохранению жизненного пространства для людей, животных и растений и тем самым вносят важный вклад в защиту окружающей среды. Наряду с функцией использования и защиты лес служит также местом отдыха для людей.

Леса необходимы для обеспечения экологического равновесия, так как они существенно способствуют поддержанию чистоты воздуха и улучшению климата, а также защите ландшафта.

• Деревья связывают углекислый газ поглощением СO2 и выделением кислорода в воздух. Содержание СO2 в атмосфере и связанный с ним парниковый эффект уменьшается (см. разд. 2.1.12).

• Леса связывают частицы пыли и копоти.

• Почва защищается от переноса силами природы (эрозии), и предотвращается образование карста и оврагов.

• Ограничивается образование снежныхлавин, камнепадов и оползней (рис. 3.93).

• Лес долго сохраняет влажность почвы и медленно отдает воду. Это создает сбалансированный климат и уменьшает понижение уровня грунтовых вод.

• Опасность наводнений, в особенности при таянии снегов, ограничивается.

Применение дерева в строительстве целесообразно с точки зрения защиты окружающей среды также и потому, что дерево — возобновляемое сырье, и поэтому другими сырьевыми материалами, запасы которых ограничены, можно пренебречь (рис. 3.94).

Кроме того, при изготовлении, переработке и уничтожении отходов дерево требует немного энергии. Так как дерево — относительно легкий материал, который почти везде имеется в наличии, затраты энергии на его транспортировку также малы. За счет дальнейшей переработки остатков древесины исключаются ее отходы.

Свойства дерева

Для различения пород деревьев используют текстуру, цвет и запах, а также ряд технических свойств, таких, как долговечность, плотность, твердость и прочность. Дальнейшим типичным свойством является «коробление древесины».

Различные свойства позволяют многогранное применение дерева. Для этого, однако, необходимы обширные знания о различных видах древесины.

Долговечность

Правильно обработанное на заводе — долговечно. При частом изменении влажности и сухости долговечность значительно снижается (табл. 3.34). Напротив, если дерево находится под водой, то оно может служить очень долго. В основном древесина в ядре более долговечна, чем заболонь, так как долговечность зависит от наполняющих веществ, которые исключительно содержаться в ядре.

Долговечность древесины снижается в основном грибками и насекомыми. С помощью дополнительной обработки средствами защиты древесины срок службы дерева может быть продлен.

Плотность

У дерева следует различать плотность и объемную массу. Плотность относится к чистой деревянной субстанции, т.е. к материалу стенок клеток, без клеточного пространства. Она составляет у всех видов дерева около 1,56 кг/дм³, так как стенки клеток у всех пород древесины состоят из одних и тех же основных веществ. Под объемной массой понимают плотность дерева вместе с клеточным пространством. Объемная масса зависит от вида древесины и его влагосодержа-ния. Обычно объемная масса дается для дерева в воздушно-сухом состоянии (табл. 3.35).

Плотность влияет на дальнейшие свойства дерева, например прочность, твердость, обрабатываемость и теплопроводность.

Твердость

Под твердостью дерева понимают сопротивление, которое древесина создает проникновению в него другого тела, например лезвия режущего инструмента. Обрабатываемость и истираемость поэтому зависят от твердости.

Твердость древесины тем больше, чем больше объемная масса и чем меньше влагосодержание.

Медленно росшее дерево с толстостенными клетками, как правило, тверже, чем быстро росшее дерево. Заболонь мягче ядровой древесины.

На практике различают древесину твердых и мягких пород (табл. 3.36).

Прочность

Под прочностью древесины понимают ее сопротивление изменению формы под воздействием внешних сил. Прочность дерева увеличивается, как и твердость, как правило, при увеличении объемной массы, а с повышением влажности — снижается. Неравномерный рост, сучковатость и трещины снижают прочность дерева.

В зависимости от вида нагрузки различают прочность на сжатие растяжение, изгиб и сдвиговую прочность или прочность на срез. Если при одной из этих нагрузок начинается разрушение структуры дерева, то говорят, что превышена граница прочности, или предел прочности. Поэтому конструкции из дерева могут быть нагружены только до определенного напряжения (табл. 3.37). Допустимые напряжения в МН/м² согласно DIN 1052 зависят от качества древесины, т.е. по классам сортности DIN 4074.

Электро- и теплопроводность и теплозащита и звукоизоляция

При оценке строительных материалов с точки зрения строительной физики важными являются свойства проводимости и, соответственно, изоляции по отношению к теплу, звуку и электричеству (табл. 3.38).

Деформации древесины от влажности

Дерево гигроскопично, т.е. оно может отдавать влагу и набирать ее снова. Отдача и набор влажности начинается тогда, когда между содержанием влаги в дереве и содержанием влаги в воздухе, окружающем древесину, имеется некоторая разница (перепад влажности).

Свежесрубленное дерево в зависимости от породы, места роста и возраста дерева содержит от 85 до 100% воды, отнесенной к сухой массе древесины. Вода содержится как «свободная вода» в пустых пространствах клеток и как «связанная вода» в стенках клеток. Из-за трубчатой клеточной структуры дерева при высыхании свободная вода относительно быстро отдается в окружающую среду. Если дерево больше не содержит свободной воды, то влажность древесины составляет в зависимости от вида древесины от 32 до 35%. Этот диапазон влажности называется диапазоном волоконного насыщения (табл. 3.39).

Отдача связанной воды, напротив, происходит очень медленно, так как она может выйти наружу только за счет диффузии через стенки клеток. Когда вода уходит из волокон при влажности ниже диапазона волоконного насыщения, т.е. около 30%, уменьшается объем древесины и изменяется форма дере

вянных элементов, дерево усаживается (рис. 3.96). При этом дерево может коробиться и, соответственно, расширяться и растрескиваться. При наборе влажности объем снова увеличивается, оно набухает. Усадку и набухание называют деформациями древесины от влажности.

Усадка происходит не по всем направлениям равномерно. Направление вдоль волокон (продольное и, соответственно, осевое) имеет наибольшую усадку в 0,1—0,3%. В направлении сердцевинных лучей (т.е. в радиальном) — примерно 5%, в направлении годовых колец (тангенциальном) — около 10% (рис. 3.97). Это — средние значения, которые действительны для дерева, высушенного в сушильных камерах, т.е. для дерева, высушенного до 0% влажности.

У некоторых видов древесины размеры усадки отклоняются значительно от средних значений. Так как размеры усадки и набухания во влажной для строительства области 5—25% влажности древесины (табл. 3.41) изменяются линейно, то их величину часто дают для различных видов дерева отнесенной к 1% изменения влажности древесины (табл. 3.40).

Из-за различной по величине усадки в радиальном и тангенциальном направлениях возникают различные изменения формы. Круглые бревна растрескиваются и образуют трещины усушки или усадки, брусья деформируются в зависимости от расположения годовых колец в сечении (рис. 3.98). Доски продольного распила по центру (с сердцевиной по центру) становятся при усадке тоньше в области заболони, чем в области сердцевины. Кроме того, возникает небольшая усадка в ширину. В области сердцевины дерево раскалывается. Доски и брусья с сердцевиной, смещенной от центра, изгибаются в сторону односторонне замкнутых годовых колец и становятся по концам тоньше и уже. В досках и брусьях тангенциального распила усадка проявляется в виде сильного растяжения в направлении годовых колец (рис. 3.99).

При сильной и особенно при быстрой усадке пиломатериалы могут разрываться на своих торцах, образуются лобовые или конечные трещины. Заболонь усаживается сильнее, чем сердцевина. Различные условия роста обусловливают различную по величине усадку и набухание. Чем меньше «работает» дерево, тем выше его стойкость к атмосферным воздействиям, или его размеро- и формоус-тойчивость.

• Дерево усыхает и набухает в тангенциальном направлении примерно в два раза больше, чем в радиальном.

• «Работа» древесины в продольном направлении так мала, что ее в большинстве случаев можно не учитывать при проектировании конструкций.

• При усадке доски и брусья тангенциального (бокового) распила деформируются всегда так, что правая сторона становится выпуклой, а левая — вогнутой. (На самом деле выпуклой бывает сторона, где находится ядро, а вогнутой — где заболонь. — Примеч. ред.)

Высушивание древесины

Свежее дерево не годится для строительства, так как оно сильно усыхает и подвержено воздействию вредителей. Чтобы не возникало повреждений, необходимо удалить из него столько влаги, чтобы его влагосодержание соответствовало влагосодержанию при эксплуатации конструкции (табл. 3.41). Это достигается с помощью высушивания древесины. Какая номинальная влажность древесины соответствует микроклимату помещения, можно установить с помощью термогигрометра для помещений (рис. 3.100).

Определение влажности древесины

Влажность древесины может быть установлена с помощью высушивания образцов или с помощью измерительных приборов.

При высушивании образцов из древесины выпиливают несколько маленьких кусков — образцов и взвешивают их. Таким образом получают вес во влажном состоянии. В электрической сушильной печи или на теплом тэне высушивают эти образцы так долго, пока уменьшение веса прекратится. Установленный после сушки вес образцов является сухим весом при влажности 0%. Для процентного расчета влажности содержание воды в образцах в г делят на вес сухой древесины в г и умножают на 100%.

В работающих на батарейках электрических измерителях влажности через два электрода, воткнутых в дерево, пропускается электрический ток. Так как электропроводность дерева изменяется от влажности, можно прочитать значение влажности на шкале или увидеть в виде чисел на дисплее (рис. 3.101).

Процесс сушки

До волоконного насыщения дерево высыхает очень быстро. Отдача связанной воды, напротив, происходит очень медленно, потому что она может попасть наружу только посредством диффузии. Вода на поверхности древесины уходит в воздух только через испарение. Испарение воды в значительной степени зависит от влажности воздуха, его температуры и подвижности, а также от величины поверхности древесины. Между влажностью древесины и относительной влажностью воздуха устанавливается равновесие. Дерево отдает влагу в окружающий воздух или принимает из него влагу до тех пор, пока между ними не установится выравнивание. Это состояние называют равновесной влажностью. В нашем климате (ФРГ) относительная влажность воздуха с марта по сентябрь составляет около 70%, а температура в среднем составляет +15 °С. Равновесная влажность древесины при этих средних значениях составляет около 15% (рис. 3.102). В зимние месяцы равновесная влажность древесины составляет около 20%. Дерево, которое высушивается на открытом воздухе или в открытых сараях, называют воздушно-сухой древесиной.

Дерево высыхает, только когда окружающий воздух может воспринимать влагу или, соответственно, водяной пар. Поэтому при сушке древесины необходимо заботиться об удалении влажного воздуха и подведении воздуха, способного вбирать в себя влагу, к древесине. Это происходит при естественной сушке древесины за счет естественного движения воздуха, а при искусственной — с помощью вентиляторов.

Естественная сушка древесины

При естественной сушке древесины или сушке на открытом воздухе пиломатериалы складируют снаружи или в открытых сараях. Сушка длится многие месяцы, у твердых лиственных пород — несколько лет. Чтобы избежать повреждений при сушке, необходимо правильно устроить место сушки. Кроме того, дерево надо правильно сложить в штабели.

Место для сушки пиломатериалов должно иметь достаточную несущую способность, быть горизонтальным и сухим. Поэтому целесообразно укрепить его гравием, щебнем или каменным мощением. Вследствие опасности атаки грибка или насекомых трава, опилки и кора должны быть тщательно удалены.

Устойчивая опорная конструкция для штабелей должна быть устроена таким образом, чтобы доски не прогибались и чтобы обеспечивалось свободное пространство между досками и землей (рис. 3.103).

Штабели должны быть расположены перпендикулярно основному направлению ветра, чтобы было проветривание между брусками в штабелях. В качестве штабельных брусков особенно подходят пихтовые бруски квадратного сечения, так как их нельзя неправильно положить. Чем больше сечение брусков, тем лучше сушка.

Штабельные бруски должны иметь длину на всю ширину пиломатериала и располагаться по вертикали друг над другом, чтобы дерево не прогибалось и не растягивалось. Длинные бруски позволяют обеспечить поперечную связь между отдельными штабелями и таким образом уменьшают опасность падения штабелей.

От дождей необходимо устроить покрытие с легким продольным уклоном. Покрытие защищает и от прямого солнечного облучения. Для избежания трещин торцы пиломатериалов следует защищать особенно тщательно.

При штабелировании пиломатериалов различают блок — штабель и «ящичный штабель». В блок-штабели поствольно складываются свежераспилованные необрезные доски и брусья (см. рис. 3.103). Обрезные пиломатериалы, как правило, складываются послойно в ящичные штабели (рис. 3.104).

Искусственная сушка древесины

Под искусственной сушкой древесины, называемой также технической сушкой древесины, понимают высушивание древесины в сушильных установках. Камерные сушилки, в которых дерево поступает в теплоизолированную камеру, в которую подается сухой воздух, который при этом отбирает влагу, насыщается паром и удаляется, имеют большое практическое значение (рис. 3.105). С помощью вакуумных сушилок из-за уменьшенного давления воздуха достигают более короткого времени сушки (рис. 3.106).

Искусственная сушка древесины дает большие преимущества. Можно достичь влажности древесины, которая намного ниже воздушно-сухого состояния. Время сушки уменьшается до нескольких дней или даже часов, а влажность древесины может быть заданной.

Как отдельные приспособления в сушильной камере должны быть связаны друг с другом зависит от вида древесины, которая должна быть высушена, от толщины пиломатериала, от начальной влажности и от желаемой конечной влажности.

Породы древесины

Породы древесины подразделяются на европейские и неевропейские хвойные и лиственные породы.

Европейские хвойные породы

Самые употребительные европейские хвойные породы — это пихта, ель, сосна и лиственница. Они имеют частично похожие свойств. Они легко высушиваются и хорошо обрабатываются, усаживаются незначительно или средне и обладают хорошей долговечностью. Кроме того, они легкие, упругие и прочные. Поэтому они многосторонне применяются в качестве строительной, мебельной и отделочной древесины.

	Пихта (FI) имеет незначительную разницу по цвету ядра и заболони, часто имеет проступающие наросты смолы. Отструганная древесина имеет блестящие поверхности продольного распила. Сечения сучков по большей части овальные. Дерево мягкое, среднеустойчивое против погодных воздействий и неустойчивое против грибков и насекомых. Его хорошо морить, но плохо пропитывать, особенно сухую древесину и древесину ядра. Пихта — это наиболее часто используемое дерево в строительстве и для изготовления конструкций и применяется также во внутренней отделке, например для облицовки стен и потолков, а также полов. Кроме того, она применяется в качестве промышленной древесины.
	Ель (ТА) — длинноволокнистая и часто грубогодич-ная. Древесина ели не смолистая, поэтому не имеет проступающих наростов смолы. Оструганные поверхности имеют матовый вид, в большинстве своем круглые сучки темнее и тверже, чем у пихты. Свежее дерево имеет очень неприятный запах, и поэтому его легко отличить по запаху от пихтовой древесины, пахнущей смолой. Еловая древесина химически устойчива, но не устойчива против воздействия погоды и часто атакуется насекомыми и грибками. Ее умеренно хорошо можно пропитывать. Применяется так же, как пихтовая древесина, но не для полов.
	Сосновая древесина (KI) имеет отличительный рисунок. Через короткое время складирования и в основном под воздействием света древесина ядра сильно темнеет, и ее можно четко отличить от заболони. Струганная сосновая древесина от матовой до смолисто-блестящей. Она очень смолистая и производит ощущение жирной на ощупь. Наросты и выходы смолы встречаются часто. Сосновое дерево очень хорошо обрабатывается. Вследствие содержания смолы древесина ядра довольно долговечна. Заболонь часто атакуется насекомыми, непогодоустойчива и при неправильном хранении склонна к посинению, однако оно хорошо пропитывается. Дерево подходит для окон, дверей, ворот, мачт, порогов, пандусов, лестниц, полов и для производства древесных материалов.
	Лиственница (LA) имеет очень живой рисунок, так как в основном в широкой красноватой древесине ядра бросается в глаза цветовое различие между ранней и поздней древесиной. Струганные поверхности имеют частично матовый, частично блестящий вид. Смолистое дерево в свежем состоянии имеет приятный ароматный запах. Лиственничная древесина редко поражается насекомыми и грибками и очень кислородоустойчива. Она еще плотнее, тверже, смолистее и более устойчива против воздействия погоды, чем сосна. Однако ее труднее пропитывать. Она особенно хорошо подходит для конструкций, расположенных снаружи.

Европейская лиственная древесина

Европейские сорта лиственной древесины очень многообразны и значительно различаются по внешнему виду и по свойствам. В строительстве часто применяются твердые и прочные сорта, такие как дуб, ясень и бук, так как эти сорта хорошо подходят для конструкций и для инструментов из-за их хороших технических свойств.

Для применения во внутренней отделке и для фанеровки наряду с техническими качествами определяющими являются прежде всего текстура и цвет дерева. Поэтому здесь можно встретить, например, клен, березу, ольху, вяз и многие фруктовые деревья, как, например, орех, вишня, груша.

	Дуб (EI) имеет желто-коричневую, до кожно-корич-невой, сильно темнеющую древесину ядра и узкую белосерую заболонь. Грубопористая древесина имеет кисловатый запах. В радиальном распиле видны разрезанные сердцевинные лучи как матово-глянцевое «зеркало». Дубовое дерево твердое, тяжелое, очень прочное, упругое и долговечное. Оно очень мало усаживается и имеет хорошие свойства долговечности. Древесина с кольцевыми порами хорошо окрашивается и пропитывается. Дубовая заболонь очень подвержена поражению гнилью и неустойчива против погодных воздействий. Дубовая древесина применяется в строительстве зданий, а также для дверей, ворот, окон, лестниц, полов и в строительстве мостов и гидротехническом строительстве.
	Древесина ясеня (ES) грубопористая, с характерным рисунком или прожилками. Заболонь и древесина ядра в большинстве случаев белые — до слабо жел-тоокрашенных. В ядре может образоваться темно коричневое фальшивое ядро. Древесина ясеня твердая и прочная на истирание, тяжелая, прочная, а также очень вязкая, высокоупругая и хорошо работающая на изгиб. Она мало усаживается, имеет высокую долговечность, хорошо окрашивается морилками и полируется. Однако это дерево не устойчиво против воздействий погоды и поражается грибками и насекомыми. Ясень применяется как цельная древесина и для фанеровки во внутренней отделке, например для облицовки стен и потолков, лестниц и для паркета. Особенно подходит он для ручек инструментов и для спортивных снарядов.
	Красный бук (BU) в свежем срезе имеет бело-желтую окраску, которая становится в дальнейшем желто-коричневой. При пропаривании дерево приобретает красно-коричневую окраску. Заболонь и ядро практически нельзя отличить по цвету. Рисунок равномерный. Дерево красного бука твердое, прочное и вязкое. Оно хорошо обрабатывается, окрашивается морилкой и пропитывается; в пропаренном виде хорошо гнется. Древесина сильно усыхает и набухает при изменении влажности и имеет склонность к трещинам и деформациям. Древесина красного бука используется многообразно. Она применяется для лестниц, паркета, деревянных мостовых, колесоотбойных брусьев кранового пути, а также для изготовления фанеровки, стружечных, волокнистых плит и фанеры.
	Граб (НВ) или белый бук в заболони и в спелой древесине — желто-белый до серо-белого. Дерево мелкопористое и малосвилеватое. Граб очень прочен, вязок, трудно расщепляем и очень тверд. Он очень сильно усаживается при сушке, трескается и коробится. Древесина не устойчива против погодных воздействий, атакуется насекомыми и грибками и склонна к заплесневению. Граб используется там, где требуется большая прочность на сжатие, прочность на истирание и твердость, например для подошвы рубанков, ручек инструмента, для подкладочных досок и клиньев.

Неевропейская хвойная древесина

Хотя многие люди из экологических соображений предпочитают применение местных пород древесины, однако в Германии используют также и заморские породы деревьев, так как они имеют весьма положительные качества. Торговые названия этих пород часто неправильные. Так, например, бразильская сосна и орегонская сосна вообще не являются сосной, а западный красный кедр — совсем не кедр.

Неевропейские хвойные породы древесины могут, например, поставляться в больших объемах без сучьев, т.е. в виде бревен. Сопротивление усадке и долговечность у многих пород имеют положительные характеристики. Существуют породы, которые очень устойчивы против воздействия погоды и могут противостоять атакам грибков и насекомых.

	Орегонская сосна (DGA) имеет желто-коричневую до красно-коричневой окраску, сильно темнеющее со временем ядро и узкую белую до желто-серой заболонь. Ранняя и поздняя древесина четко отличаются друг от друга. Древесина твердая, прочная и достаточно долговечная даже во внешних зонах. Она мало усаживается и имеет высокую долговечность, однако ее трудно пропитывать. Из смолосодержащего дерева может впоследствии еще выделяться смола. При соприкосновении с железными деталями возникают изменения цвета.
	Смолистая сосна (PIP) имеет желто-коричневое до коричневого матово-блестящее ядро и широкую желтоватую заболонь, которую еще называют красной сосной (PIR). Из-за четко разграниченной темной поздней древесины возникают характерные полоски или прожилки. Древесина твердая, тяжелая, очень прочная и смолистая. Древесина ядра погодоустойчива, и ее хорошо пропитывать. Она мало усаживается и хорошо стоит в конструкциях. Смолистую сосну охотно применяют в кораблестроении, для окон, дверей, ворот, лестниц и сильно нагруженных полов. Красная сосна применяется во внутренней отделке, например для полов и облицовки стен.
	Породы деревьев с красноватой древесиной американское «красное дерево» (RWK), например секвоя вечнозеленая. (Не путать с африканским красным деревом.) Древесина ядра красноватая до фиолетовой, равномерно окрашенная, с последующим потемнением до красновато-коричневой. Имеет очень узкую светлую заболонь. Древесина очень равномерная, тонковолокнистая, богатая дубильными веществами и свободная от смолы. Хорошая обрабатываемость «красного дерева» соответствует сосне. Древесина мало усаживается, имеет хорошую долговечность, погодоустойчива, хорошо пропитывается, устойчива против грибков и насекомых. При соприкосновении с железом и щелочами изменяет цвет. Применяется во внутренней отделке, а также для обшивки наружных стен, балконов и гаражей, применяется для производства фанеры.
	Западный красный кедр (RCW) имеет сильно варьирующееся по цвету желтовато-коричневое до темно красно-коричневого ядро и очень узкую белую с коричневыми полосками заболонь. Древесина не смолистая, имеет сильно ароматический запах, который и послужил причиной неправильного названия этого дерева. Древесина мягкая, легко обрабатываемая, хрупкая и устойчивая против грибков и насекомых, однако она изменяет окраску при сопротивлении со щелочными материалами и раствором. При соприкосновении с железными деталями также образуются изменения цвета древесины и коррозия. Главное применение — облицовка стен и потолков.

Неевропейские лиственные породы деревьев

Неевропейские лиственные породы деревьев часто превосходят местную древесину, когда требуются большие размеры дерева без сучков или особая долговечность и сопротивление атакам насекомых и грибков.

При этом возможно и при высокой влажности часто отказываться от химической защиты древесины.

Предложение неевропейских лиственных пород древесины очень велико. Особенно в мебельной промышленности, во внутренней отделке, а также для фанеры и фанеровки применяют, например:

	Ироко (IRO) или Камбала имеет зелено-желтое до оливково-коричневого, сильно темнеющее со временем ядро и желто-коричневую заболонь. Структура древесины с большими порами и несколько грубая. Дерево твердое, прочное, вязкое, усаживается средне и имеет высокую выносливость. Древесина ядра особенно устойчива против грибков и насекомых, но ее трудно пропитывать. Влажная древесина способствует коррозии металла и изменению цвета. Также и капли раствора изменяют цвет дерева. Древесная пыль приводит к раздражению кожи. Широко применяется для дверей, ворот, столбов, лестниц, паркета, а также для больших столбов и скамеек, для пристаней и в кораблестроении.
	Лимба (LMB) в большинстве случаев равномерно окрашена по всему поперечному сечению, так, что древесину ядра нельзя отличить от заболони. Однако древесина ядра может быть с коричневыми полосками или коричневого цвета. Древесина умеренно твердая, прочная, упругая, мало усаживается и имеет хорошую выносливость. Она не погодоустойчива и не устойчива против насекомых и грибков. Дерево особенно подвержено посинению. Лимба многообразно применяется во внутренней отделке, особенно для декоративных брусков и облицовки, а также для фанеровки, для фанерованных дверей, фанеры и опалубочных панелей при бетонировании.
	Рамин (RAM) — это светло окрашенная древесина с заметно равномерным рисунком, прямыми волокнами. Заболонь и ядро желто-коричневые и едва различаются. Дерево твердое и прочное, хорошо обрабатываемое и хорошо пропитывающееся. Оно сильно усаживается, имеет среднюю долговечность и склонность к образованию трещин. Дерево неустойчиво против погодных воздействий и подвержено воздействию грибков и насекомых. Синие грибки приводят к черно-синим изменениям цвета. Рамин используется для профилированных досок во внутренней отделке, для фанеровки и фанеры, а также в основном для профилированных брусков.
	Красное дерево — Сило (MAU). Им торгуют так же, как поделочным деревом. Оно имеет светло-коричневое до красно-коричневого цвета ядро, которое со временем темнеет, а также в основном узкую светло-серую заболонь. Древесина имеет декоративные полоски за счет переменного роста с закручиванием. Древесина твердая и прочная, мало усаживается, имеет хорошую долговечность. Она устойчива против погодных воздействий и устойчива против грибковой агрессии и насекомых. Красное дерево Сипо одинаково подходит как для наружного, так и для внутреннего применения. Его используют для дверей, ворот, окон, облицовки, а также в качестве фанеры и фанеровки, например дверей.

Пороки древесины

Пороки древесины — это отклонения от нормального и здорового роста дерева. Они уменьшают ценность и качество древесины и соответственно оцениваются при подразделении и сортировке круглой древесины и пиломатериалов на классы по качеству и сортности. Пороками древесины являются в значительной степени неправильные образования в стволе, пороки в структуре древесины, а также пороки вследствие внешних воздействий. Кроме того, учитываются и оцениваются как пороки выходы смолы, сучья, трещины и воздействие вредителей древесины.

Порочные образования на стволе — это в основном сбежистость, свилеватость, резкое искривление ствола, раздвоение ствола в середине, раздвоение ствола от корня, в том числе закомелистость, косослой из-за закручивания ствола (рис. 3.107). При неравномерном и эксцентричном срезе ствола — рис. 3.108. Пиломатериалы из таких стволов часто имеют пониженную прочность на изгиб. Они также очень сильно коробятся и изгибаются при сушке, так что они имеют весьма ограниченное применение.

Пороки в структуре древесины — это, например, плотное или покрасневшее дерево, кольцевая и ядровая кора а также звездчатые или ядровые трещины и пустота в ядре (см. рис. 3.108).

Пороки, вызванные внешними воздействиями, — это повреждения ствола и следующие за этим «обвало-вывания» раны, а также возникновение «морозобоев», обусловленных морозными трещинами (см. рис. 3.108).

Смоляные линзы уменьшают ценность древесины, так как смола при нагревании размягчается и вытекает, но также и потому, что инструменты при обработке древесины приклеиваются (рис. 3.109).

Ветвями или сучьями называют части дерева, образующие его крону. Сучки в круглой древесине и в пиломатериалах — это части сучьев, включенные в древесину ствола (см. рис. 3.109). Различают здоровые сучки и больные сучки. Здоровые сучки срослись с древесиной, больные — в большинстве сидят довольно свободно в древесине, имеют черный цвет или имеют черный ободок. В зависимости от их формы различают круглые, овальные или крылообразные сучки.

Трешины возникают в основном из-за непрофессиональной валки и транспортировки круглого леса и из-за непрофессиональной сушки круглого леса и пиломатериалов (см. разд. 3.9.2.6).

В древесине, уже установленной в конструкциях, они могут быть обусловлены большими нагрузками. Трещины проходят, как правило, в направлении волокон, а также радиально и вдоль годовых колец.

Вредители древесины

Дерево может подвергнуться атаке грибков или насекомых.

Поражение древесины этими вредителями в большинстве случаев — это не только порок красоты (внешнего вида), так как дерево почти всегда теряет в прочности или разрушается до полного разложения (рис. 3.110).

Грибки, разрушающие древесину

Грибки не могут сами вырабатывать необходимые для их жизни вещества, так как они не имеют зеленой листвы (хлорофилла). Они привязаны к органическим веществам других растений. Грибки могут развиваться без солнечного света, однако для их роста требуется определенная влажность и тепло (рис. 3.111).

У грибков различают споры, из которых они возникают, плодовое тело, где образуются споры, и грибковое тело. Последние два в большинстве случаев являются кожеподобными образованиями с плетением из корнеподобных нитей и прядей, плетением из мицеллы, с помощью которой грибки вытягивают питательные вещества из атакованного растения (рис. 3.112).

Грибки могут разрушать в конструкционной древесине целлюлозу (красная плесень) или лигнин (белая плесень). Дерево с красной или белой плесенью использовать нельзя. Кроме того, грибки могут поражать поваленную, распиленную и переработанную древесину. В последнем случае это называется домовыми грибками. Они также разрушают лигнин (белая плесень или коррозионная плесень) или целлюлозу (коричневая или разрушительная плесень).

ГРИБКИ НА ПОВАЛЕННОМ ДЕРЕВЕ И ПИЛОМАТЕРИАЛАХ

Ржавчинная спелость встречается в основном у свежесрубленной пихты. Неоштукатуренные и складирующиеся во влажных условиях стволы особенно подвержены этой опасности. Грибок, вызывающий ржавчинную спелость, разлагает сначала клеточный сок, однако поражает также стенки клеток и тем самым уменьшает прочность дерева. Ржавчинно-спелая древесина может применяться только для тех строительных конструкций, которые не подвержены никаким особым нагрузкам.

Синеполосность образуется при поражении синего грибка (рис. 3.113). Он питается содержанием клеток дерева. Поэтому он, как правило, поражает богатую питательными веществами заболонь свежераспиленной древесины, в основном сосны. Этот грибок развивается особенно тогда, когда дерево лежит слишком долго в коре или когда свежераспиленные пиломатериалы сразу складываются в штабель.

Посиневшее дерево не теряет прочность, однако легко подвергается нападению других грибков. Синеокра-шенные слои могут, в особенности при высокой влажности древесины, отделяться от остальной древесины.

Заплесневение возникает на складируемых бревнах при поражении разрушающими древесину грибками, как коричневатое и беловатое пятнистое изменение цвета заболони в лиственных породах, в особенности у красного бука. Прочность дерева при этом уменьшается.

ДОМОВЫЕ ГРИБКИ

Самый опасный гриб, который может разрушить древесину «в деле», это домовая губка настоящая (см. рис. 3.113). Он поражает преимущественно хвойную древесину. Однако он любит почти все материалы, содержащие целлюлозу, за исключением древесины ядра дуба, и за короткое время превращает их в структуры, распадающиеся на кусочки.

Споры губки домовой распространяются в основном ветром. Для их развития им необходимо много влаги, достаточно тепла и застойный воздух (см. рис. 3.111). Если конструкция заражена, то грибок может быть очень живучим. В этом случае он может в течение долгого времени переносить отсутствие питания, влаги и тепла и даже вырабатывать собственную, необходимую ему для развития влагу и тем самым распространяться на сухую древесину. Кроме того, он в состоянии проникать сквозь кладку. Высокие температуры его убивают.

Из-за опасности губки домовой после нападения необходимо принимать широкие санирующие мероприятия. Сюда относятся разборка и сжигание пораженной древесины, огневая обработка каменной кладки, а также защитные пропитки.

Менее опасные виды домовых грибков — это подвальная губка или бородавчатая губка, белая пористая губка и елочный листовик. Для их развития им необходимо всегда очень сырое дерево (см. рис. 3.110 и 3.111).

Разрушающие древесину насекомые

Разрушающие древесину насекомые — это различные виды бабочек, жучков и ос. Они пожирают зараженное дерево и мешают его росту, уменьшают техническую ценность древесины или полностью ее разрушают. Среди бабочек это их гусеницы, которые вызывают повреждения, у жучков и ос — личинки (куколки). Древесные паразиты, которые нападают на растущие деревья, это древесные или лесные паразиты. К ним относятся, например, сосновые шелкопряды, короеды и древесные осы. Очень важно знать древесных паразитов и обусловленные ими повреждения в складируемой или обрабатываемой древесине.

Дровосек домовой длиной до 22 мм считается самым опасным вредителем для строительной древесины (рис. 3.114). Самка этого жука откладывает около 200 яиц преимущественно в тонкие трещины хвойной древесины, например в стропилах крыши. Из яиц развиваются куколки с телом, утонченным сзади. Взрослые куколки имеют длину от 15 до 30 мм. Для их развития им необходимо в большинстве случаев от 3 до 5 лет, при малом содержании белка в древесине этот срок может быть значительно дольше. При этом они разлагают заболонную древесину полностью и повреждают также зрелую древесину, хотя и оставляют нетронутым тонкий наружный слой. При этом поражение может быть заметным часто только по вылетным отверстиям. Они овальные, в большинстве случаев обтрепанные, имеют диаметр от 5 до 10 мм.

Из многих видов грызущих или дробящих жучков самым опасным является жук-грызун обыкновенный размером от 3 до 5 мм (см. рис. 3.114). Его можно найти в лиственных и хвойных породах деревьев, однако, в большинстве случаев — в заболони. Его загнутая куколка, похожая на личинку майского жука, длиной 4—6 мм, называется в народе маленьким древесным червем, а пораженная древесина — червоточенной.

То, что самка жука откладывает до 50 яиц и куколкам для их развития требуется от 2 до 8 лет, вызывает большой ущерб. Заражение жучком узнают по многим маленьким круглым дырочкам диаметром около 2 мм, а также по многим кучкам очень тонкой древесной муки, которая при сотрясениях вываливается из этих дырочек. Обычный древоточец разрушает в основном дерево мебели и внутренней отделки, которые достаточно влажны и богаты содержанием белка.

К заболонным жучкам размером 3—6 мм относятся распространенные в Германии паркетные жучки и ввозимые с импортной древесной коричневые заболонные жучки (см. рис. 3.114). Они нападают, как правило, на заболонную древесину лиственных пород, в особенности неевропейских лиственных пород. Европейские хвойные породы ими не повреждаются. Куколки по величине и форме сравнимы с куколками жука-грызуна (древоточца). Они разгрызают дерево в направлении древесных волокон и заполняют проделанные каналы древесной мукой. Поэтому часто трудно обнаружить заражение. После периода развития продолжительностью 4—18 месяцев жук покидает древесину через круглое отверстие диаметром 1—1,5 мм. Вследствие короткого периода развития и потому, что он нападает на древесину с небольшой влажностью, заболонный жучек может очень быстро распространяться.

Круглый жук размером 13 мм (синий круглый жук, круглый жук, изменяющийся) поражает в основном свежесрубленные неошкуренные стволы хвойных деревьев, реже лиственных деревьев (рис. 3.115). Куколки развиваются между корой и заболонью, куда они внедряются только для окукливания в виде клиньев на несколько сантиметров. Старое, складированное дерево этим жучком не поражается. Так как развитие куколки происходит в течение многих лет, то находят свежие вылетные отверстия и в дереве, установленном в конструкции или отделку. Эти вылетные отверстия имеют гладкие края, овальную форму и имеют диаметр от 4 до 6 мм. Менее опасной является древесная оса, имеющая размеры от 50 до 55 мм, так как она поражает только растущие хвойные деревья или свежесрубленные стволы (см. рис. 3.114). Ее круглые вылетные отверстия имеют диаметр от 4 до 7 мм. Проточенные куколками каналы плотно заполнены древесной мукой. Так как куколкам для их превращения в осу требуется от двух до четырех лет, то может случиться, что оса вылетает уже в поваленном, распиленном или переработанном дереве. Повреждения часто возникают еще и из-за того, что эти вредители часто прогрызают каналы и при этом разрушают отделку пола и гидроизоляционный ковер.

Защита древесины

Мероприятия, защищающие дерево или древесные материалы от разрушения грибками и насекомыми, называют защитой древесины. При этом различают защиту древесины от поражения и борьбу с вредителями и последующую защиту уже пораженной древесины (рис. 3.116).

Мероприятия, которые ограничивают или препятствуют воспламенению и горению древесины и древесных материалов, называют пожарозащитой.

Предупредительная защита древесины

Защита древесины, которая предотвращает заражение дерева или древесных материалов или, соответственно, предупреждает его, называется предупредительной защитной древесины. Важнейшими предупредительными мероприятиями наряду с правильным выбором породы древесины, ее сушкой и правильным складированием являются правильное устройство конструкций и облицовки из дерева и древесных материалов, а также применение средств защиты древесины.

ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНАЯ ЗАЩИТА ДРЕВЕСИНЫ С ПОМОЩЬЮ СТРОИТЕЛЬНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

Предупредительная защита древесины строительными методами заключается прежде всего в применении дерева, которое является здоровым, свободным от коры и лыка, а также достаточно сухим. Кроме того, для защиты от нападения вредителей необходимо исключить с помощью соответствующих конструктивных мероприятий позднейшее замачивание. Это достигается, если исключить доступ влаги или обеспечить быстрый отвод воды и высыхание конструкции.

Если дерево применяется снаружи то оно должно быть защищено от дождя. Достаточны большие выносы карнизов крыш, цоколи «вподрезку» и перекрытия сильно впитывающих торцов, например в торцах строительных ног или обрешетки кровли являются необходимыми мероприятиями (рис. 3.117). Для защиты от дождевых брызг расстояние от земли до пяты столба из дерева должно составлять не менее 30 см (рис. 3.118). Если защита от дождевой воды невозможна, необходимо выбрать способы строительства, при которых вода могла бы полностью и быстро удаляться. Это достигается, например, с помощью соответствующих профилей, а также скошенных нижних кромок в наружной облицовке (см. рис. 3.117) и капельников у выступающих деревянных строительных деталей.

Если деревянные детали, подверженные воздействию дождя, окрашены краской, то следует применять только средства, которые не запечатывают поры. Эти незапечатывающие поры краски позволяют проникающей влаге испаряться из древесины.

Для того чтобы исключить попадание строительной влаги из кладки и бетона, необходимо под деревянными деталями устраивать горизонтальные гидроизоляционные слои (см. рис. 3.117). Против поднимающейся по капиллярам строительной влаги под опорными частями балок подходят такие гидроизоляционные материалы, как, например, битумные рулонные материалы. Кроме того, балки должны в торцевой части и с боков на опоре иметь расстояние до кладки не менее 2 см, для того чтобы опорная часть балки хорошо омывалась воздухом. Эти промежутки ни в коем случае нельзя заполнять раствором (рис. 3.119). Чтобы на торце балки не было мостика холода и поэтому выпадения конденсата, может потребоваться дополнительная теплоизоляция. В крышах и фасадах с помощью вентиляционной прослойки можно удалять выпадающий конденсат.

ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНАЯ ЗАЩИТА ДРЕВЕСИНЫ С ПОМОЩЬЮ ХИМИЧЕСКИХ ЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ

Согласно DIN 68800 деревянные конструкции от которых зависит прочность и устойчивость здания и которые подвергаются особой опасности увлажнения, необходимо в дополнение к строительным мероприятиям защищать с помощью химических средств защиты древесины. К конструкциям, подвергающимся особой опасности, относятся, например, конструкции, расположенные во внешних зонах и во влажных помещениях. По области применения и, соответственно, по величине опасности конструкции подразделяются на классы опасности от 0 до 4. Для них устанавливаются требования к средствам защиты древесины (табл. 3.42). Деревянные конструкции и детали, подверженные воздействию осадков, брызг дождя и т.п., относятся к классам опасности 3 и 4. Конструкции, не подверженные этим воздействиям, относятся к классам от 0 до 2.

Строительная защита древесины - это защита от влажности с помощью:
• использования сухого дерева;

• защиты от осадков и брызг дождя, а также от капиллярной влаги;

• избежание выпадения конденсата;

• достаточной вентиляции деревянных деталей

Дерево, используемое внутри и постоянно остающееся сухим, при определенных условиях относится к классу опасности 0 (см. табл. 3.42). Для этого дерева не требуется предупредительной химической защиты. При применении малозаболонной или беззаболонной древесины цветного ядра большой долговечности (см. разд. 3.9.2.1) это также является справедливым, даже если конструкции вследствие их области применения должны быть отнесены к классу опасности 3 или 4.

Средства для защиты древесины подразделяют в основном на водорастворимые соли и на поставляемые готовыми к применению содержащие растворители или масляные средства защиты древесины (табл. 3.43).

Защита древесины зависит от глубины пропитки защитным средством. Различают поверхностную защиту, краевую защиту с глубиной проникания несколько миллиметров, а также глубокую защиту с глубиной пропитки не менее 10 мм. При полной защите все поперечное сечение дерева, а в случае цветного ядра — по меньшей мере заболонь должны бьггь пропитаны защитным средством (рис. 3.120).

Действенность средств по защите древесины против разрушающих дерево насекомых и грибков в краткой форме обозначается знаками испытаний:

lv - действует по предупреждению заражения насекомыми;

Р - действует по предупреждению заражения грибками;

W - также и для дерева, поврежденного замораживанию и оттаиванию (выветриванию), однако не при постоянном контакте с землей и водой;

Е - также и для дерева, поврежденного экстремальным воздействием (при постоянном контакте с землей и/или с водой, а также при заполнении грязью трещин и швов)

Достигаемая глубина пропитки зависит от породы древесины и зависящей от нее способности к пропитке, влажности древесины и от способа пропитки (см. табл. 3.43). Требуемая для данного класса опасности глубина пропитки должна обеспечиваться выбором соответствующего средства защиты древесины и способом пропитки. Строительные конструкции 4 класса опасности поэтому должны всегда иметь полную защиту за счет пропитки под давлением. Если в деревянных элементах без полной защиты появляются трещины усушки, то должна последовать дополнительная пропитка. Это также требуется, когда защищенную древесину приходится дополнительно обрабатывать.

В труднопропитываемых породах деревьев, как, например, пихтаидуглезия, а также в пиломатериалах, в которых видно ядро и спелая древесина, целесообразно производить механическую предварительную обработку (перфорацию). Этим достигается больший прием защитного средства древесиной и большая глубина проникания, а также более равномерное распределение средства защиты древесины.

Химические средства защиты древесины, называемые также средствами пропитки, содержат биоцидные вещества, т.е. они действуют как яды, действующие при соприкосновении с насекомыми, при дыхании насекомых или при пожирании пропитанной ядом древесины.

Поэтому могут применяться только такие защитные средства, которые имеют общий допуск строительного надзора от Института строительной техники в Берлине. Этот допуск ставит условием, что действенность средства защиты древесины должна быть удостоверена бюро по испытаниям материалов. Кроме того, безопасность для здоровья при применении в соответствии с указаниями должна быть удостоверена Федеральным бюро защиты здоровья потребителей и ветеринарной медицины, а безопасность для окружающей среды должна бьггь подтверждена Федеральным бюро по окружающей среде.

Испытанные средства защиты древесины для предупредительной защиты несущих конструкций и элементов жесткости можно отличить по знаку U . Такие же средства для ненаруженных конструкций обозначаются знаком качества для средств защиты древесины RAL, который присваивается Обществом качества средств защиты древесины e.V. (рис. 3.121).

Защита древесины после заражения вредителями

Все мероприятия по защите уже зараженной древесины называются борьбой с вредителями дерева. Части дерева или древесные материалы, зараженные вредителями, если это возможно, следует обрубить или заменить. Еще оставшиеся здоровые части древесины после этого необходимо многократно окрасить с помощью кисти или распылителя средством защиты древесины до полного насыщения. Дополнительно можно вносить средство защиты через высверленные отверстия в уже зараженную, но еще прочную древесину (метод сверления отверстий) как можно глубже в тело дерева.

Так как средства защиты древесины содержат ядовитые материалы, то на упаковке и в листке безопасности должны быть указаны возможные опасности, связанные с их применением, и советы по безопасности в соответствии с законом об опасных веществах, которые дают указания по работе с ними и их применению. Эти указания должны обязательно содержать сведения по работе с ними, об областях применения, о необходимой защитной одежде, а также об удалении остатков и упаковки. Чтобы избежать вреда для здоровья и опасностей для окружающей среды при обращении с химическими средствами, необходимо учитывать следующее.

• Попадание химических средств защиты древесины на незащищенные руки не допускается. Особую осторожность следует соблюдать при наличии открытых ран и содранной кожи.

• При работах со средствами защиты необходимо надевать непроницаемые защитные перчатки и соответствующую верхнюю одежду.

• При обрызгивании и распылении необходимо носить защитные очки и защитную маску для дыхания.

• Если брызги попали на кожу или глаза, необходимо немедленно промывать их большим количеством воды и показаться врачу.

• При обращении со средствами защиты древесины нельзя есть, пить и курить.

• После работы тщательно вымыть руки и лицо.

• Если при работах появляется головная боль, недомогание, чувство головокружения и другие болезненные ощущения, необходимо сразу же выйти на свежий воздух и посетить врача. Врачу необходимо показать листок с указаниями по применению и листок с данными по безопасности.

• Средства защиты древесины не должны попадать ни в землю, ни на поверхность воды. Для этого необходимо использовать соответствующие укрытия. Неиспользованные остатки средств защиты древесины должны быть удалены особыми лицензированными фирмами.

Товарные формы полнотелой древесины

Полнотелая древесина подразделяется на круглый лес и пиломатериалы. Кроме того, из полнотелой древесины изготавливаются строганные изделия и бруски.

Строительный круглый лес

Строительный круглый лес может быть неразрезанным или окантованным с одной или двух сторон (рис. 3.122). Оставшиеся круглые поверхности круглого леса должны быть очищены от коры и лыка. Строительный круглый лес (бревна) применяется, например, в качестве стоек и распорок.

Пороки древесины, например искривления, сучки, трещины, и заражение вредителей снижают качество, в особенности несущую способность дерева. Поэтому строительный круглый лес (хвойных пород), согласно DIN 4074, часть 2, на основе установленных признаков качества подразделяется на три класса качества от I до III, т.е. на круглый лес с особо высокой, обычной или малой несущей способностью.

Пиломатериалы

Пиломатериалы хвойных пород с минимальной толщиной в 6 мм, сечения которых рассчитываются по несущей способности, приведены в DIN 4074, часть I. По размерам эти пиломатериалы подразделяются на бруски, доски, брусья и окантованные бревна (табл. 3.44, рис. 3.123). Окантованные бревна включают при этом подразделении обычные обозначения балок, при больших сечениях, а также брусья квадратного сечения (для стоек и рам) (рис. 3.124).

Несущая способность пиломатериалов устанавливается по DIN 4074 с помощью сортировочных признаков. Сортировочные признаки — это, например, сучья, ширина годовых колец, уклон волокон, трещины, изменения цветности, смятия, поражение насекомыми, свилеватость и ослабление сечения кантами дерева. Допустимый кант необрезных досок измеряется по косой поверхности и дается как расчетная, ослабленная, длина большей стороны сечения. Кант должен быть свободен от коры и лыка.

На основе установленных сортировочных критериев пиломатериал при визуальной сортировке на глаз делится на три сортовых класса. Эти сортовые классы соответствуют допустимой прочности на изгиб пиломатериалов по DIN 4052 (табл. 3.45).

При машинной сортировке свойства устанавливаются с помощью особо проверенной сортировочной машины, но дополнительно учитываются сортировочные признаки: канты деревьев, трещины, изменения цветности, поражение насекомыми, свилеватость. Наряду с сортовыми классами MS7, MS10 и MS13 различают дополнительно сортовой класс MS17 для пиломатериалов с особенно высокой несущей способностью. Для машинным образом сортированных пиломатериалов действительны в соответствии с DIN 1052 частично повышенные допустимые напряжения.

Чтобы можно было экономично и безупречно изготовить современные деревянные конструкции из полнотелой древесины, Объединение немецких союзов пилорам и Союз немецких плотников создали новый продукт конструкционное полнотелое дерево (KVH). Конструкционное полнотелое дерево — это переросшее по качеству распиленное дерево хвойных пород сортового класса SIO, к которому в противоположность DIN 4074 поставлены дополнительные или повышенные требования. Такие требования — это, например, влажность древесины около 15%, сечение без сердцевины или с сердцевиной, отделенной от ядра, ограничение ширины трещин и кантов дерева, а также строганные поверхности и поверхности с фасками. Для содержания запасов и обеспечения быстрой поставки конструкционная полнотелая древесина производится стандартных сечений (табл. 3.46).

Обрезанные с двух сторон пиломатериалы образую доски или брусья с древесным кантом (необрезные доски и брусья) (см. рис. 3.124). При этом различают снаружи вовнутрь горбыль, необрезные доски с лежащими годовыми кольцами и доски и брусья со стоящими в сечении годовыми кольцами и неразрезанной сердцевиной. В Германии это называется сердечниковая доска или сердечниковый брус. Если при распиловке разделяется сердцевина ствола, то вместо сердечниковых появляются две средние доски, у которых также стоячее расположение годовых колец в сечении. Согласно DIN EN 844-3 пиломатериалы со стоячими годовыми кольцами в сечении (кольцами роста) называются РИФТ. Если годовые кольца наклонены не менее чем на 10°, то это благородный РИФТ.

Часто доски или брусья обрезаются, т.е. продаются без древесного канта. При конически обрезных пиломатериалах обрезка происходит параллельно древесному канту. У параллельно обрезных пиломатериалов — параллельно друг другу. Повернутая к сердцевине сторона досок и брусьев называется правой стороной, а сторона, повернутая к заболони, — левой стороной (заболонной стороной). Доски из европейских лиственных и хвойных пород деревьев продаются неоструганными (с пилорамы) и оструганными. Размеры досок и брусьев хвойных пород установлены DIN 4071 (табл. 3.47).

Строганные изделия и бруски

Строганными изделиями называются доски, которые оструганы с одной или двух сторон и канты которых гладкие или профилированные (рис. 3.125). Они готовы к установке и должны быть в большинстве случаев только распилены по размерам.

Чаще всего используются профильные доски (вагонка) с теневым пазом. Кроме того, к строганным изделиям относятся фальцованные и шпунтованные доски (доски пола), доски с фасками, сайдинговые доски или доски боковой обшивки, акустические гладкокантовые и профилированные доски.

Бруски имеются в продаже квадратного или прямоугольного сечения, а также как треугольные бруски и профилированные бруски. Наиболее распространенными являются круглые, полукруглые, в четверть круга в сечении, плинтусы цокольные, с вогнутыми выкружками, угловые и завершающие бруски (рис. 3.126).

Фанера и материалы из древесины

Природный материал дерево имеет не только пороки в структуре, но также нежелательные и очень различные свойства в зависимости от направления волокон. Для того чтобы максимально использовать древесину и достичь наилучших свойств, для данных целей применения сырьевой материал — полнотелую древесину — разделяют на слои.

С помощью обдирки, разделения ножом, распиловки, строгания, разделения на слои (шпон) и волокна получаются промежуточные продукты — фанеровки, стержни и доски для средних и покрывных слоев, древесное волокно, фанера или волокна. Их соединяют вместе под давлением с добавлением клеящих веществ и получают деревосо-держащие материалы. Деревосодержащие строительные материалы — это продукты в виде плит или стержней с равномерными, подходящими для данных целей применения свойствами. Деревосодержащие строительные материалы, как правило, сделаны таким образом, что усадка древесины сильно ограничена, поэтому можно создавать плитные конструкции большой площади (рис. 3.127).

Обычно разделяют нормируемые материалы из древесины на фанеру, стружечные плиты, древес-но-волокнистые плиты и легкие строительные плиты из древесного войлока (древесно-изолировочные плиты). Потребности современного строительства вызвали необходимость в разработке новых деревосодержащих материалов, таких, как многослойные плиты, фанерованное слоистое дерево, дерево из полосчатого шпона, длинные шпо-новые плиты и минерально-связанные деревосодержащие материалы. Последние, если они допущены строительным надзором, можно применять также для несущих конструкций и элементов жесткости.

Деревосодержащие материалы в строительстве в зависимости от области применения должны быть по-разному устойчивы против воздействия влаги. Поэтому деревосодержащие материалы по максимальной влажности в рабочем состоянии подразделяются на три класса (табл. 3.48). Отнесение к тому или иному классу зависит от влагоустойчиво-сти применяемого клеящего материала. У класса деревосодержащих материалов 100G к клеящему материалу добавляется средство защиты древесины от грибков. Применение долговечной ядровой древесины в строительной фанере обеспечивает такую же устойчивость против влаги и грибков.

Шпоны

Шпоны — это тонкие листы древесины, которые отделяются от ствола отщелушиванием, отделением ножом или тонкой распиловкой. По виду применения различают покрывные (лицевые) шпоны и запирающие шпоны.

• Покрывные (лицевые) шпонь наклеиваются на плиты с обеих сторон. Они служат в основном для украшения и облагораживания деревянных поверхностей. Кроме того, это позволяет более экономично использовать ценные породы древесины. Толщина шпона при отделении ножом в зависимости от вида древесины составляет от 0,5 до 1,0 мм, при тонкой распиловке — в большинстве случаев более 1,5 мм (табл. 3.49).

• Запирающие шпоны должны предотвращать или ограничивать усадку деревянных поверхностей. Толщины этих шпонов лежат между 1,5 и 3,5 мм до, в особых случаях, 8 мм.

• Отшелушенные (обдирные) шпоны служат преимущественно для производства фанеры.

• Ножевые шпоны часто применяются в качестве лицевых шпонов для мебели и внутренней отделки. Шпоны, полученные тонкой распиловкой (пиленые шпоны), наоборот, для этих целей используются редко.

Фанера

Фанерой называют плиты, состоящие по меньшей мере из трех склеенных слоев с перекрещивающимся направлением волокон. Перекрещивающееся склеивание ограничивает усадку — расширение древесины, так как направление усадки и разбухания отдельных слоев происходит в противоположных направлениях и слои взаимно укрепляют друг друга (см. разд. 3.9.9.1). Кроме того, предельное на-гружение в продольном и поперечном направлении не так различно, как в полнотелой древесине. Для того чтобы эти плиты не сдвигались, они должны быть симметрично установлены.

Шпоновая фанера (FU) состоит в зависимости от толщины, как правило, из 3, 5, 7, 9 слоев шпона и более (рис. 3.128). Брусчатая фанера (ST) и фанера из брусочков (STAE) составляется как минимум из среднего слоя из склеенных деревянных полосок или брусочков из цельного дерева и двух слоев шпона (см. рис. 3.128). В брусчатой фанере промежуточный слой состоит из полосок шириной от 24 до 30 мм. Средний слой фанеры из брусочков состоит из брусочков толщиной до 8 мм с преимущественно стоящими годовыми кольцами.

Фанера применяется, например, для деревянной обшивки в деревянных домах панельно-щитового типа, для внутренней отделки и как материал для опалубки. Возможности применения зависят от вида примененной древесины, от вида склеивания и отделки поверхностей.

Строительная шпоновая фанера (BFU), строительная брусчатая фанера (BST), строительная фанера из брусочков (BSTAE) и в особенности строительная шпоновая фанера из бука (BFU-BU) являются очень прочными. Из обозначения плит по DIN 68705 можно прочитать вид плиты, класс деревосодержащего материала и толщину плиты.

ПРИМЕР

BFU-BU 100-18 — погодоустойчиво склеенная строительная шпоновая фанера толшиной 18 мм.

Плиты для опалубки монолитного бетона (SFU) из фанеры погодоустойчивы. Кроме того, их поверхности и канты защищены синтетической смолой. Это делает эти плиты многократно используемыми.

Многослойные плиты состоят из трех или пяти перекрестно склеенных слоев досок из хвойной древесины (рис. 3.129). Они изготавливаются в виде крупноразмерных плит длиной до 5 м и толщиной от 13 до 75 мм и применяются преимущественно в деревянном щитовом строительстве.

Стружечные плиты

Стружечные плиты — это древесные материалы, которые изготавливаются из мелкой стружки или из одеревеневших волокон, таких, как лен или конопля. Стружки или волокнистые материалы перемешиваются с синтетической смолой как с вяжущим и под давлением в присутствии тепла прессуются в виде плит.

Стружечные плиты, сырьевые материалы которых состоят только из древесной стружки, называют древесностружечными плитами. Они могут быть по-разному составлены и изготовлены. Поэтому различают плоскопрессованные плиты, плиты трубопруткового прессования и длинношпонные стружечные плиты (рис. 3.130).

Плиты плоского прессования для строительства делаются однослойными, многослойными или с непрерывным переходом по структуре. Однослойные стружечные плиты имеют на всем протяжении стружку одинаковой длины, трехслойные плиты снаружи имеют тонкую стружку (стр. 140). По состоянию поверхности различают нешлифованные и шлифованные плиты. По качеству склейки типы плит относятся к классам деревосодержащих материалов V20, V100 и V100G.

Плиты плоского прессования имеют многостороннее применение, например для легких стеновых конструкций, облицовки потолков, наружной поверхности под кровлю и в качестве опалубки монолитного железобетона.

Они поставляются соединяемыми как шпонка и паз, например для плит черного пола. Легкие плиты плоского прессования (LF) монтируются как облицовка для улучшения акустики помещений.

Плиты плоского прессования для обычных целей обозначаются как плиты FPY или, с особо тонкой поверхностью, как плиты FPO и применяются для внутренней отделки помещений или для производства мебели.

Плиты трубопруткового прессования изготавливаются беспустотными и с трубчатыми пустотами (рис. 3.131). Поверхности плит могут быть нешлифованными, шлифованными, фанерованными, покрытыми слоем какого-либо материала или досками. Они применяются во внутренней отделке, например для дверей.

Длинношпонные стружечные плиты, называемые также плитами OSB (Oriented Strand Boards), — это плоскопрессованные плиты, которые состоят из длинных, стройных, длиной около 75 мм и шириной 25 мм удлиненных полос шпона фанеровочной толщины (рис. 3.132). За счет особого разбрасывания они лежат во внешних слоях преимущественно в продольном направлении плит, а в среднем слое — в поперечном направлении. Это придает плитам в продольном направлении большую прочность на изгиб.

Плиты OSB поставляются толщиной от 6 до 30 мм и применяются для облицовки стен, потолков, полов и крыш, а также в качестве отделочных слоев.

Волокнистые плиты

Древесноволокнистые плиты (HF) изготавливаются из древесных волокон и из одеревеневших волокон. Они получают сцепление друг с другом за счет сваливания (превращения в фетр) разделенного на волокна сырья и за счет связующей силы собственно-волоконного или добавленного клея. За счет различных давлений прессования и температур или добавления особых материалов, например синтетических смол, воска или битума, можно получать различные свойства таких плит. При этом различают пористые, твердые и полужесткие волокнистые плиты.

Пористые древесноволокнистые плиты (HFD или SB) вследствие их рыхлой структуры имеют малую плотность (рис. 3.133). Их применяют в основном для тепло- и звукоизоляции. Волокнистые плиты, в которых для улучшения водостойкости применен битум, называют древесноволокнистыми плитами на битумном связующем (ВРН).

Твердые или жесткие древесноволокнистые плиты (HFH или НВ) имеют плотность более 800 кг/м3 (рис. 3.134). Плиты толщиной от 3 до 4 мм имеют гладкую поверхность (лицевую сторону), а на задней поверхности — ситообразные насечки (ситовая сторона). Твердые древесноволокнистые плиты применяются при внутренней отделке для потолков, облицовки стен, для перегородок и дверей.

Полутвердые или полуплотные (в России — полужесткие) минераловатные плиты (HFM или MDF) применяются для производства мебели и для облицовки во внутренней отделке, для которых требуются особо гладкие поверхности (рис. 3.135).

Древесные материалы для несущих конструкций

Древесные (деревосодержащие материалы) до сих пор рассматривались нами как материалы для ограждающих конструкций или придающей жесткость обшивки несущего каркаса. Однако дерево-содержащие материалы — фанера, фанерно-полос-ная древесина и материалы с применением полос из шпона применяются также, например, для колонн, диафрагм, прогонов, обрешетки кровли, балок или стержней фахверка.

Слоистая фанерная древесина (PSL). Изготавливается из слоистой фанеры с толщиной слоя около 3 мм (рис. 3.136). В отличие от шпоновой фанеры, в слоистой фанере слои шпона в большинстве своем (тип Q) или все (тип S) склеиваются так, что волокна идут в одном направлении. Плиты поставляются толщиной 21—89 мм и длиной до 23 м. Они очень прочные и поэтому применяются для сильно нагруженных конструкций — несущих стержней или несущих панелей. Слоистая фанерная древесина типа Q применяется, кроме того, для несущих панелей и диафрагм жесткости, а также для облицовки.

Фанерно-полосная древесина (PSL) — это клееный полосками материал со стандартным сечением b/h 280—483 мм, изготавливается длиной до 20 м (рис. 3.137). Меньшие сечения вырезаются изготовителем и отшлифовываются. Узкие полоски шпона толщиной примерно 3 мм и длиной 2,5 м укладываются вдоль плиты и склеиваются друг с другом. Они обеспечивают не только высокую прочность на изгиб и растяжение этого материала, но и хорошие декоративные качества. Материал применяется для стержневых конструктивных элементов, таких, как обрешетка, колонны, стойки и раскосы фахверка и изгибные несущие элементы.

Стружечно-полосная древесина, называемая также длиннополосной древесиной (LSL), состоит из стружки толщиной 0,80 мм, склеенной между собой. Полоски стружки имеют размеры около 30 см и производятся из тополя (рис. 3.138). Плиты поставляются толщиной 32—89 мм и длиной до 10,67 м. Стружечно-по-лосная древесина может применяться как для балочных, так и для плитных конструкций.

Минерально-связанные древесные материалы

Древесные материалы с минеральным связующим, например гипс, цемент, магнезит, применяются там, где ставятся повышенные требования к защите от пожара. Связанные цементом плиты, кроме того, менее чувствительны к воздействию влаги.

Цементно-связанные плиты плоского прессования состоят из древесной стружки хвойных пород (рис. 3.139). Плиты поставляются толщиной от 8 до 40 мм и в большинстве имеют ширину 1,25 м. Из-за цемента как связующего они подходят для применения во всех классах опасности деревянных конструкций без дополнительных средств защиты древесины (с. 185).

Древесноволокнистые легкие строительные плиты (HWL) состоят из древесного волокна и цемента или магнезита в качестве связующих (рис. 3.140). Они поставляются также в виде многослойных легких строительных плит (ML) со средней прослойкой из пенопласта или минерального волокна в формате 2000/500 мм. Они изготавливаются толщиной от 15 до 100 мм и применяются как тепло-, пожаро- и шумозащитные плиты, а также в качестве потерянной опалубки и основания под штукатурку.

Справочник строителя.

Строительная техника, конструкции и технологии (в 2-х томах), I том

Сборник под ред. X. Нестле

Перевод с немецкого А. К. Соловьева

ТЕХНОСФЕРА, Москва 2007