Лесные материалы имеют сравнительно высокую механическую прочность при небольшой средней плотности, легкую обрабатываемость, упругость, малую теплопроводность, стойкость к попеременному замораживанию и оттаиванию и некоторым другим агрессивным воздействиям.
Отношение допустимой нагрузки при сжатии к собственному весу равно: для древесины сосны - около 800, для сплавов типа дюралюминия - 300, для стали и предварительно напряженного железобетона - 100, железобетона - 60. Масса равнозначных несущих строительных конструкций из древесины примерно в 2 раза меньше, чем из стали, и в 10, чем из обычного тяжелого бетона.
В Советском Союзе сосредоточено около 50 % мировых запасов древесины. Свыше 77 % этих запасов составляет древесина хвойных и около 23 % - лиственных пород.
По объему заготовляемой древесины Советский Союз занимает первое место в мире. В строительство направляется ежегодно свыше 40 % деловой древесины. В сельском строительстве ежегодно расходуется до 30 млн. м3 деловой древесины, или около 20 % всего заготовляемого сырья.
Древесина используется для изготовления конструктивных элементов зданий - стен, перегородок, ферм, балок, стропил; столярных и погонажных изделий - оконных и дверных блоков, ворот, встроенной мебели, полов; вспомогательных строительных работ - устройства лесов, подмостей, опалубки и т. п.
В современном строительстве сравнительно небольшая (до 20 %) часть лесоматериалов применяется в круглом виде, остальная используется в виде различных пиломатериалов, перерабатываемых на конструкции и изделия, а также плитных материалов (древесно-волокнистых и древесно-стружеч-ных плит, фанеры), заменяющих цельную древесину.
Снижение стоимости и трудоемкости изготовления деревянных конструкций, улучшение их эксплуатационных свойств достигаются за счет производства разнообразных материалов на основе отходов деревообработки. Отходы составляют до 50 % всей массы перерабатываемой древесины. Утилизация их имеет огрбмное народнохозяйственное значение. Для производства строительных материалов используют опилки, стружку, кусковые отходы.
К числу наиболее эффективных относятся материалы на основе клееной древесины. Конструкции из клееной древесины позволяют уменьшить массу зданий в 2,5-3 раза по сравнению с массой "зданий, выполненных из кирпича и железобетона, снизить трудозатраты на 25-30 %, сократить сроки строительства в 1,5-2 раза и уменьшить стоимость на 7-10 %. В последние годы клееные деревянные конструкции полной заводской готовности стали применяться при строительстве птицеводческих и животноводческих зданий, складов минеральных удобрений, ядохимикатов и др.
2.2. Строение древесины и ее пороки
Строение древесины. Древесина характеризуется слоисто-волокнистым строением и состоит из клеток, имеющих разную форму, величину и назначение. Так, 90-95 % древесины хвойных пород составляют трахеиды - вытянутые вдоль ствола пустотелые отмершие клетки длиной 2-5 мм и шириной 30-70 мм, проводящие воду и питательные вещества от корней к кроне. Оболочку клеток образует преимущественно клетчатка, или целлюлоза (С6Н10О6),- главный компонент дерева. В состав древесных клеточных стенок и межклеточного вещества входят также лигнин и гемицеллюлоза - сложные органические соединения, близкие по составу к целлюлозе, но менее химически стойкие. Лигнин способствует упрочнению клеток и обусловливает высокую прочность древесины.
Обычно древесина включает 40-50 % целлюлозы, 20- 30 % лигнина, 15-30 % гемицеллюлозы и 1-3 % сопутствующих компонентов (смол, масел, дубильных веществ и др.). Средний химический состав древесины практически одинаков для всех пород, %: 49,5 углерода, 44,08 кислорода, 0,12 азота и 6,3 водорода. Минеральные вещества, дающие при сгорании древесины золу, составляют 0,2-1,7 %.
Древесина - главная и наиболее емкая по массе часть ствола. Кроме нее примерно в центре ствола находится сердцевинная трубка, имеющая обычно диаметр 2-5 мм (рис. 2.1). Это наиболее слабая и легко подверженная загниванию часть ствола.
Древесина снаружи покрыта корой, защищающей дерево от атмосферных и внешних механических воздействий. Кора включает два слоя: наружный - корку, выполняющую защитные функции, и внутренний - луб, активно участвующий в движении питательных веществ в дереве. На границе между лубом и древесиной находится тонкий слой клеток
Если центральная часть древесины имеет одинаковый цвет с периферийной и отличается лишь меньшей влажностью, то она называется не ядром, а спелой древесиной. К спело-древесным породам относят ель, пихту, бук, липу, осину и пр. Спелая древесина так же, как и ядро, является плотной частью ствола и не относится к сокопроводящей сети.
Заболонь состоит из более молодых клеток и предназначена для движения влаги с растворенными в ней минеральными веществами. С возрастом заболонь у ядровых и спелодре-весных пород постепенно переходит в ядро или спелую древесину. При одинаковой влажности заболонная древесина по механическим свойствам приближается к ядровой. Стойкость ее против загнивания меньше, и она легче пропитывается антисептическими составами. К заболонным породам, имеющим одинаковую по цвету и содержанию воды древесину как в центре, так и на периферии, относятся многие лиственные породы - береза, ольха, граб, клен и пр.
Древесина слагается из отдельных годичных слоев, различаемых невооруженным глазом у многих пород, особенно у хвойных. На торцевом разрезе эти слои имеют вид концентрических колец, окружающих сердцевину. Годичные слои включают два кольца - раннюю и позднюю древесину. Ранняя древесина образуется весной, она светлее и мягче, чем поздняя, образовавшаяся к концу лета. Сильнее проявляются эти отличия у хвойных пород.
