Лесные породы

Краткий справочник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Строительство»

Лесные породы

Древесина, имея волокнистое строение и большую пористость (30 -80%), обладает огромной внутренней поверхностью, которая легко сорбирует водяные поры из воздуха, её гидроскопичность равна 30 %. Применение древесины во влажных условиях требует устройства гидроизоляционных покрытий. Теплоизоляционные и акустические материалы из древесины имеют теплопроводность 0.17 - 0.35 Вт/(м • °С) и коэффициент звукопоглощения в зависимости от частоты звуковых волн 0.15 - 0.92. Древесина горючий материал, характеризующийся практически одинаковыми температурными показателями воспламеняемости 238 - 255 °С, требует защитных огнестойких покрытий. Дерево состоит из корневой системы, ствола и кроны. Древесина имеет слоисто-волокнистую структуру, т.е. анизотропное строение. Ствол составляет 70 - 90 % от всего объёма дерева (3.1, 3.2).

Ствол состоит из коры, луба, камбия, древесины и сердцевины. Кора состоит из корки и луба. Луб проводит питательные вещества от кроны в ствол и корни. Кора составляет от 6 до 25 % объёма дерева.

Камбий, расположенный под лубом тонкий кольцевой слой живых клеток, способных к делению и росту; большая их часть откладывается в сторону древесины, меньшая - в сторону луба. Древесина является основной частью ствола и находится под камбиальным слоем. По ней поднимается вода из корней в крону.

Сердцевина - примерно в центре ствола вдоль его оси является рыхлой первичной малопрочной тканью.

Породы древесины, имеющие ядро, называются ядровыми. К ним относятся из хвойных пород - сосна, лиственница, кедр и др.; из лиственных -дуб, ясень, вяз и др. Породы, не имеющие ядра, имеют развитую периферийную часть - заболонь и называются забоданными. Берёза, липа, клён, граб и другие являются заболонными породами. Различают ещё одну разновидность пород - спелодревесные, которые имеют спелую древесину в центральной части ствола (более сухую, чем остальная). К ним относятся ель, пихта, бук, осина и др.

У хвойных пород присутствуют смоляные ходы. Они бывают вертикальными и горизонтальными, сообщающимися друг с другом. Смола повышает стойкость древесины против гниения.

Древесина состоит из годичных слоев. Каждый годичный слой представлен ранней (весенней) и поздней (летней) древесиной. Ранняя древесина образуется весной и в начале лета, поздняя - летом и в начале осени. Чередуясь, ранняя и поздняя древесина создают слоистость в строении дерева. Летняя древесина является более плотной, чем весенняя.

Дерево состоит из разного рода клеток и тканей. Большая часть клеток вытянута вдоль ствола, меньшая - в поперечном направлении.

Клетки классифицируют по форме и назначению. По форме различают вытянутые в длину (параллельно оси ствола) прозенхимные клетки и клетки круглой или многогранной формы, все грани которых примерно равны между собой - паренхимные клетки.

Поперечные размеры большинства клеток от 0.01 до 0.1 мм, длина 0.5 -10 мм. У крупных сосудов диаметр составляет 0.3 - 0.4 мм, а длина в отдельных случаях достигает 2 - 3 мм.

По назначению различают клетки проводящие (они составляют проводящую ткань); опорные или механические (составляют механическую ткань), запасающие, образовательные, расположенные в слое камбия, ассимиляционные - в листве и хвое (усваивают углекислоту воздуха в процессе фотосинтеза), покровные - в корке дерева.

В хвойных породах роль проводящих клеток играют трахеиды весенней древесины, опорных - трахеиды летней древесины.

В лиственных породах проводящими являются сосуды - крупные клетки с тонкими стенками и большой внутренней полостью, округлой в сечении, и опорными - древесные волокна, клетки с утолщёнными стенками и узкой внутренней полостью.

Запасающие клетки, паренхимные находятся в лубе и сердцевинных лучах как у хвойных, так и у лиственных пород.

Каждая клетка имеет оболочку (стенку), древесина растущего дерева содержит живые и отмершие клетки. В живых клетках содержится протопласт (плазма и ядро). С ростом дерева протопласт в некоторых клетках высыхает, а клетки отмирают. Срубленная древесина состоит из омертвевших клеток, т.е. клеточных оболочек.

Оболочки клеток примерно на 99 % состоят из органических соединений (по массе), главнейшим из которых является целлюлоза (СбНюО5)п, где п -степень полимеризации. Кроме целлюлозы в клеточных оболочках содержатся лигнин и др. Древесными породами, применяемыми в строительстве, являются хвойные и лиственные. Хвойные породы: сосна, ель, лиственница, пихта, кедр. Приведённый порядок соответствует их значимости и объёмам применения.

Сосна - ядровая порода, имеющая смоляные ходы. Сосна имеет невысокую среднюю плотность и сравнительно высокую прочность, например предел прочности при сжатии вдоль волокон около 50 МПа. Применяется в виде брёвен и пиломатериалов для плотничных и большинства столярных изделий, производства фанеры.

Ель - спелодревесная порода, имеет незначительное количество смоляных ходов, менее стойка против загнивания, чем сосна. Средняя плотность и прочность ели несколько ниже, чем у сосны. Вследствие повышенной сучковатости трудно обрабатывается. Ель применяют как сырьё в целлюлозно-бумажной промышленности.

Лиственница - ядровая порода, имеющая мелкие немногочисленные смоляные ходы, обладает высокой плотностью, стойкостью против загнивания и прочностью. По физико-механическим свойствам она превосходит все хвойные породы. Широко применяется в гидротехническом строительстве и мостостроении.

Пихта - спелодревесная порода с широкими годичными слоями, не имеет смоляных ходов; менее стойкая против загнивания и менее прочная, чем сосна. По физико-механическим свойствам близка к ели, применяется наравне с ней.

Кедр - ядровая порода, имеет смоляные ходы; по физико-механическим свойствам он приближается к сосне. Кедр имеет мягкую, лёгкую, легкообра-батываемую древесину. Применяется в виде круглых лесоматериалов, в производстве фанеры и др.

Из группы лиственных кольцесосудистых пород наибольшим применением в строительстве пользуются дуб, ясень, вяз.

Дуб - ядровая порода, имеет широкие и узкие сердцевинные лучи, отличается красивой текстурой и цветом. Отличается высокой стойкостью против гниения, прочностью (при сжатии вдоль волокон около 60 МПа) и вязкостью.

Применяется как отделочный материал, а также в гидротехническом строительстве.

Ясень - ядровая порода, по текстуре напоминает дуб, имеет только узкие сердцевинные лучи. По стойкости против гниения и прочности несколько уступает дубу. Применяется как отделочный материал.

Вяз - ядровая порода, имеет плотную, вязкую, твёрдую и прочную древесину. По физико-механическим свойствам уступает дубу. Применяется при производстве фанеры, мебели.

Из группы рассеяннососудистых наибольшее применение имеют мягкие - берёза, осина, ольха, липа; твёрдые - бук, граб, клён.

Берёза - заболонная порода. Древесина имеет высокие среднюю плотность, но низкую стойкость против загнивания. Применяется для производства фанеры, паркета, отделочных работ.

Осина - спелодревесная порода с мягкой древесиной, малой стойкостью против загнивания, по прочности уступает берёзе.

Ольха - заболонная порода с лёгкой древесиной, малостойкая против загнивания.

Липа - заболонная порода с лёгкой древесиной, малостойкая против загнивания. Используют осину, липу, ольху при изготовлении мебели, фанеры, тары.

Бук - спелодревесная порода. Имеет плотную, высокопрочную, но малостойкую против загнивания древесину, по свойствам близок к дубу. Приме-' няется для производства мебели, паркета, фанеры.

Граб - заболонная порода. Древесина тяжёлая, обладает повышенными показателями свойств по сравнению с дубом. При высыхании древесина значительно растрескивается и коробится. Применяется для тех же целей, что и бук.

Клён - заболонная порода. Древесина плотная, тяжёлая, физико-механические свойства выше, чем у дуба. Применяется для производства фанеры и как отделочный материал.