679 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Достоинства и недостатки древесины как строительного материала

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Достоинства и недостатки древесины как строительного материала

Древесина, как и другие строительные материалы, имеет свои достоинства и недостатки.

– наличие широкой, постоянно возобновляемой сырьевой базы;
– относительно малая плотность;
– высокая удельная прочность – отношение предела прочности при растяжении вдоль волокон к плотности: 100/500 = 0,2 (примерно равная стали);
– стойкость к солевой агрессии, к воздействию других химически агрессивных сред;
– биологическая совместимость с человеком и животными – в зданиях из древесины наилучший микроклимат;
– высокие эстетические и акустические свойства – лучшие концертные залы страны облицованы древесиной;
– малый коэффициент теплопроводности поперек волокон – стена из бруса шириной 200 мм эквивалентна по теплопроводности кирпичной стене шириной 640 мм;
– малый коэффициент линейного расширения вдоль волокон – в деревянных зданиях нет необходимости устраивать температурные швы и подвижные опоры;
– меньшая трудоемкость механической обработки, возможность создания гнутоклееных конструкций.

– анизотропия строения древесины;
– подверженность загниванию и поражению жуками-древоточцами;
– сгораемость в условиях пожара;
– изменение физико-механических характеристик под воздействием различных факторов (влаги, температуры);
– усушка, разбухание, коробление и растрескивание под влиянием атмосферных воздействий;
– наличие пороков (сучки, косослой и других), существенно снижающих качество изделий и конструкций;
– ограниченность сортамента лесоматериалов.

Задача инженеров состоит в том, чтобы максимально использовать положительные качества древесины, уменьшить влияние ее отрицательных свойств, обеспечить экономически эффективное применение деревянных конструкций в конкретных условиях строительства и эксплуатации.

Многие природные недостатки древесины можно устранить или существенно ограничить их влияние на качеству деревянных конструкций. Так, применение КДК снимает проблему ограниченного сортамента лесоматериалов, использование листовых материалов на основе древесины (фанеры, ДВП, ДСП и др.) снижает влияние анизотропии строения древесины. С помощью конструктивных и химических мер защиты уменьшается опасность загнивания и возгорания деревянных конструкций.

Достоинства и недостатки древесины

Дерево – живое и капризное сырье для производства различных предметов. Лесоматериалы дышат, поглощают жидкость, и как следствие меняют оттенок, габариты, могут растрескаться и даже сгнить. Как и любой иной материал, древесина имеет определенные свойства. О том, какие существуют минусы и плюсы древесины, мы поговорим в этой статье.

Достоинства древесины

Главные плюсы древесины это:

  • экологичность
  • прочность
  • долгий период эксплуатации
  • легкий ремонт.

Главное достоинство бесспорно заключается в экологической чистоте этого материала. Люди, внимательно относящиеся к вопросам регулирования экологичности своего жилья, предпочитают изделия, которые изготовлены из натуральной древесины. Таким образом, они гарантируют защиту от отрицательного действия низкокачественных материалов.

Высокая прочность и длительный период эксплуатации можно назвать одним общим преимущественным параметром. Предмет мебели, созданный из прочного сорта лесоматериалов, в большинстве случаев имеет высокое качество, не подвержен заражению микроорганизмами. Именно эти характеристики гарантируют устойчивость к износу, и длительный период службы.

Простота ремонтных работ состоит в том, что через какое-то время можно собственноручно отреставрировать деревянное изделие при помощи шлифования или лакирования.

Кроме этого к плюсам древесины можно отнести:

  • возобновляемость ресурсной базы
  • достаточно низкая плотность
  • высокий показатель удельной прочности – отношения максимальной прочности при растяжении вдоль волокон к уровню плотности: 100/500 = 0,2. Почти такой показатель у стальных изделий
  • устойчивость к солевой агрессии, а также к действию прочих химически агрессивных соединений
  • биологическая совместимость с людьми и животными. Деревянные здания имеют самый благоприятный микроклимат
  • прекрасные акустические качества. Как известно самые лучшие концертные залы отделаны деревом
  • низкая теплопроводность поперек волокон. Брусовая стена в толщину 200 мм имеет аналогичную теплопроводность кирпичной кладке в ширину 640 мм
  • низкое линейное расширение вдоль волокон. Здания из дерева не нуждаются в температурных швах и подвижных опорах
  • создание гнутоклееных сооружений.
Читать еще:  Особенности сухого и консервированного корма кошек и собак

Специалисты стараются по максимуму воспользоваться положительными качествами лесоматериалов, снизить действие на них негативных факторов, гарантировать экономически эффективное использование конструкций из дерева. Большую часть естественных недостатков лесоматериалов можно ликвидировать или в значительной мере ограничить их действие на качество деревянных зданий. К примеру, КДК устраняет проблему ограниченного сортамента древесины, применение листовых материалов на базе дерева (фанера, ДВП, ДСП) уменьшает действие анизотропии строения лесоматериалов. Конструктивные и химические способы защиты снижают опасность загнивания и возгорания деревянных строений.

Недостатки древесины

Главными недостатками можно назвать:

  • влагонеустойчивость
  • высокая стоимость.

Высокая стоимость, естественно, обуславливается натуральностью этого материала. Следовательно, и изделия, созданные из натурального дерева, имеют более дорогую стоимость, чем изготовленные из древоподобного сырья. В тоже время высокая стоимость довольно оправдана, приведенными выше преимуществами.

Неустойчивость к влажности является наиболее опасным фактором, подвергающим деревянное изделие порче. В результате высокого уровня влажности материал разбухает и становится абсолютно не пригодным. По этой причине ванная комната – не самое удачное помещение для деревянной мебели.

Вследствие анизотропности строения лесоматериалы отличаются неравномерностью свойств вдоль и поперек волокон. К примеру, усушка по росту волокон в несколько десятков раз ниже, а уровень прочности на растяжение существенно выше, чем поперек волокон. Естественное происхождение лесоматериалов обусловливают высокую изменчивость ее свойств. Интересным качеством лесоматериалов можно назвать их способность «предупреждать» (потрескивание) о приближающемся разрушении.

Дерево отличается гигроскопичностью, то есть оно способно поглощать мельчайшие капельки влаги из воздуха, в результате чего увеличивается вес и размер материала. При этом существенно снижается прочность.

Лесоматериалы являются высокогорючими. В тоже время при пожаре деревянные сооружения, в отличие от металлических, разрушаются медленнее. Кроме этого органическое происхождение лесоматериалов делает их пищей для низших организмов (грибов). Поэтому деревянные изделия могут загнивать, и в определенных условиях и подвергаться поражению жуками.

Это, пожалуй, все плюсы и минусы древесины, которые имеют самое большое значение в строительстве и эксплуатации деревянных изделий.

Достоинства и недостатки древесины как материала

  • Малая плотность при относительно высокой прочности. Прочностные характеристики древесины приведены в таблице:
  • Малая теплопроводность. Коэффициенты теплопроводности (ккал/м * ч * град):

Теплопроводность древесины возрастает с увеличением плотности и влажности.

  • Хорошая обрабатываемость режущими инструментами.
  • Возможность склеивания.
  • Легкая гвоздимость.

Средние показатели сопротивления древесины выдергиванию гвоздей

Усилие, необходимое для выдергивания гвоздя, забитого в торец, на 10 – 15% меньше усилия, прилагаемого к гвоздю, забитому поперек волокон.

  • Способность хорошо окрашиваться, лакироваться, полироваться, красивая текстура (рисунок, образующийся на поверхности древесины следствие перерезания анатомических элементов).
  • Способность благодаря упругости хорошо поглощать звуки, возникающие при ударе и вибрации. Звукоизоляционные свойства древесины имеют большое значение при использовании в качестве звукоизоляционного строительного материала, а также для улучшения акустики общественных зданий.

Скорость распространения звука в древесине

  • Звукоизлучающие свойства (резонанс). Древесина широко применяется для изготовления инструментов.
  • Стойкость к действию растворов кислот и щелочей; в связи с этим древесину хвойных пород применяют для изготовления емкостей, труб.
  • Способность к изгибу, что имеет существенное значение при гнутье древесины. Более высокой способностью к изгибу отличается древесина лиственных пород.
  • Сравнительно большая износостойкость.
  • Свойства “предупреждать” (потрескиванием) при критических нагрузках о своем скором разрушении.
  • Анизотропность, т.е. изменение механических характеристик в зависимости от породы, места произрастания, зоны в поперечном сечении ствола (заболонь, ядро, сердцевина), направления волокон, наличия пороков и их расположения, влажности и других факторов; это затрудняет отбор материала для ответственных изделий и сооружений.
  • Изменение размеров и формы в результате усушки, разбухания, коробления, особенно под воздействием изменения температуры и влажности воздуха. Из-за неравномерного удаления влаги возникают напряжения, которые приводят к растрескиванию материала.
  • Растрескивание – отрицательное свойство древесины, но в некоторых случаях оно приносит пользу, обеспечивая плотность соединения (в емкостях, деревянных трубах, судах и т.п.). При закреплении разбухающих деталей из древесины возникает давление разбухания в пределах 8 – 32 кгс/см 2 .
  • Низкое сопротивление раскалыванию. Однако это свойство имеет положительные значения при заготовке колотых сортиментов.
  • Загнивание, повреждение насекомыми, возгорание в неблагоприятных условиях службы.
Читать еще:  Профессионалы рекомендуют — магазин электрооборудования

Преимущества древесины как конструкционного строительного материала. Свойства древесины и недостатки

Преимущества древесины как конструкционного строительного материала. Свойства древесины и недостатки

Преимущества деревянных конструкций:

• возможность перекрывать большие пространства

• изготовлены из природного возобновляемого естественным путем материала;

• по прочностным показателям единицы веса и по пределу огнестойкости не уступают металлическим конструкциям;

• позволяют создавать покрытия зданий любой формы и пролета;

• экономичны при транспортировании и монтаже.

Свойства древесины:

• относительно легкий и прочный материал, особенно по направлению вдоль волокон, где действуют наибольшие усилия от внешних нагрузок;

• микропористый материал с хорошими теплоизоляционными и санитарно-гигиеническими свойствами;

• малотвердый и поэтому легкообрабатываемый материал, что облегчает и упрощает изготовление деревянных конструкций;

• стойко сопротивляется разрушительному воздействию слабых химически агрессивных сред;

• стойко выдерживает ударные и циклические нагрузки;

• надежно склеивается водостойкими синтетическими клеями.

Недостатки:

• древесина подвержена гниению;

• деревянные конструкции сгораемы;

• относительно малая прочность дерева;

• малая продолжительность службы.

Исторический обзор развития деревянных и пластмассовых констркций.

Первобытное общество – Первобытные люди строили жилища на земле и на сваях, небольшие ограды и мосты.

Древний Рим – Деревянные дома, храмы и мосты через крупные реки.

I век -Легионами Цезаря построен деревянный мост через реку Рейн.

Средние века -В Китае и Японии построены деревянные храмы с применением бамбуковой ревесины. В Европе широко применялись деревянные стропила крыш; дома, храмы, дворцы строились деревянными со стенами из круглых бревен;

X в. В Новгороде построена 13-главая церковь святой Софии из дуба;

XIII в. Построены из дуба башни Московского кремля и соединяющие их стены;

XIV в. Построена церковь Воскрешения Лазаря в г. Муроме

1551 г. Построена деревянная крепость на берегу Волги

Конец XVII в. Появилась возможность вначале ручной, а затем и механической распиловки бревен, создания стержневых систем в виде брусчатых и дощатых конструкций;

1736 – 1738 г. Построен шпиль Адмиралтейства в Санкт-Петербурге

1792 – 1793 г. Построен Останкинский дворец

1817 г. Возведены деревянные фермы бывшего манежа в Москве пролетом 48 м

Начало XX в. – В.И. Шухов разработал первые деревянные пространственные конструкции. В Нижнем Новгороде построен деревянный свод пролетом 21 м, в Орске – градирня высотой 36 м сетчатой конструкции

Читать еще:  Преимущества посуточной аренды квартир

После революции Внедрены дощато-гвоздевые конструкции

1932 – 1936 г. Разработаны брусчатые конструкции на пластинчатых нагелях

После Великой Отечественной войны- Преобладали железобетонные элементы заводского изготовления и металлические конструкции.

70-ые годы – Разработаны прочные водостойкие синтетические клеи (фенолформальдегидные, резорциновые), развиваются деревянные клееные конструкции: клееная водостойкая фанера, клеедеревянные балки, стойки, рамы, клеефанерные плиты и панели, клеедеревянные фермы со стальным нижним поясом

1972 г. Построен первый завод клеедеревянных конструкций в России

Настоящее время – Применяются деревянные конструкции для покрытия спортзалов, теннисных кортов, бассейнов, конноспортивных манежей, мансард, торговых и выставочных павильонов, помещений с агрессивной средой, коттеджей.

Основные направления применения деревянных конструкций в Беларуси:

строительство жилых малоэтажных домов заводского изготовления:

– с каркасной схемой;

– деревянные щитовые дома;

– со стенами из клееного бруса;

строительство мансардных этажей;

• производство деревянных клееных конструкций, применение легких дощатых ферм, собираемых на коннекторах.

История и современное состояние развития деревянных конструкций в РБ.

Сейчас леса покрывают 1/3 нашей республики. Больше всего хвойных лесов, особенно сосны – 68 %. Мелколиственные породы (береза, осина) занимают 27 %, а широколиственные (дуб, клен) – 5 %.

В Полесье лучше растут дуб и граб. Беларусь – территория максимального распространения в Европе черной ольхи.

Дешевизна, доступность древесины, ее теплотехнические и механические свойства с древнейших времен определяли дерево как основной строительный материал.

По конструктивному решению жилые постройки подразделяются:

1) столбчатые конструкции

2) срубные конструкции

3) каркасные конструкции

4) смешанные конструкции

В настоящее время в Беларуси деревянные конструкции выпускает Гомельский комбинат строительных конструкций (ГКСК). ГКСК был создан в 1974 году. Сейчас мощность ГКСК составляет 2800 м 3 деревянных клееных несущих конструкций и 30 тыс. м 2 ограждающих конструкций в год. Интерес представляют спортивные сооружения с большими свободными пролетами, спортзалы, рынки, большепролетные промышленные сооружения. При возведении используются различные конструктивные схемы – арки, рамы, балки, купола.

Классификация древесины по породе. Круглые и пиленые лесоматериалы.

Хвойная – сосна, ель, пихта, кедр, лиственница. Применение – для изготовления основных элементов деревянных конструкций и строительных деталей. Основные свойства – • имеет прямые высокие стволы с небольшим количеством сучков, что позволяет получить прямослойные пиломатериалы с ограниченным количеством пороков

• содержит смолы, благодаря чему лучше, чем лиственная, сопротивляется увлажнению и загниванию.

– Лиственная – дуб, береза, осина, тополь. Применение – для небольших соединительных деталей. Основные свойства – • имеет относительно небольшую высоту ; • менее прямолинейная ;• имеет больше сучков ;• более, чем хвойная, подвержена загниванию.

Круглые (брёвна) – Это части стволов с гладко опиленными торцами, очищенными от сучков.

Они имеют стандартную длину: 4,0;4,5; 5,0; 5,5; 6,0 и 6,5 м. Бревна имеют естественную усечено-коническую форму. Уменьшение их толщины называют сбегом. В среднем сбег составляет 0,8 см на 1 м длины. Толщина

бревна определяется диаметром его тонкого верхнего торца – d.

В зависимости от формы и размеров поперечного сечения бревна бывают:

• крупные – d ≥ 26 см ; • средние – d = 14 ÷ 26 см; • подтоварник – d

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов: