Древесные материалы что это такое
Древесина: характеристики вещества
Отправим материал на почту
Древесина – популярный природный материал, который давно присутствует в быту человека. Вещество представляет собой сложное соединение органических компонентов, позволяющее создавать мебель, возводить сооружения или обогревать дома. Чтобы правильно использовать ресурс, надо разобраться в характеристиках сырья.
Общие сведения
Древесиной называют природный материал, который состоит из плотно прилегающих растительных клеток. Из-за физических особенностей у вещества упругая, плотная структура. Благодаря входящей в состав целлюлозе дерево очень крепкое и прочное.
Древесина отлично удерживает тепло. Между клетками есть пустоты, которые накапливают энергию. Ресурс противодействует динамическим и статическим нагрузкам, при этом остается легким. При сжатии вдоль волокон по прочности вещество не уступает цементу.
Древесину легко обрабатывать. Сырье можно резать, пилить, склеивать и спрессовывать под давлением. В материале удерживаются твердые крепления (скобы, гвозди). Из дерева создают как долговечные сооружения, так и декоративные изделия.
Из-за клеточного строения древесина может «дышать». Постоянный воздухообмен позволяет поддерживать благоприятный микроклимат внутри помещений. Из-за присутствия в составе масел и смол у сырья есть специфический аромат. Вещества помогают дереву бороться с разрушением тканей.
Декоративность и ценность древесины часто зависят от породы растения. Все сорта делят на две большие группы – хвойных и лиственных. Дополнительно выделяют однодольные культуры, к которым относят бамбук и пальмы.
Из-за особенностей строения древесина легко горит, во влажных условиях – гниет. У материала есть много пороков, которые снижают сортность и ограничивают применение. Из-за высокой гигроскопичности вещество набухает, коробится или трескается. Последствия недостатков минимизируют изменением условий эксплуатации и специальной защитой при обработке.
Строение материала
Древесина – это внутренняя часть ствола, расположенная под корой и освобожденная от корней и веток. Пористые волокнисто-слоистый ресурс состоит из многочисленных клеток. За счет плотного прилегания мелкие частицы создают непрерывный слой ткани.
Внутренние стенки клеток содержат органические соединения. Среди основных компонентов выделяют:
В процессе роста через корни в древесину поступают минеральные вещества, которые после сгорания станут золой. Экстрактивные элементы входят в состав эфирных масел, придают материалу аромат, вкус и цвет, предупреждают гниение. Клетки дерева собираются в части, создавая структуру сырья.
В поперечных элементах у лиственных видов располагаются лучи сердцевинные, по которым перемещаются и накапливаются питательные вещества. Вещества окрашены светлее или темнее основного материала. У разных пород деревьев свой уникальный текстурный рисунок.
У хвойных видов в сырье есть горизонтальные и вертикальные ходы, по которым движется живица. Смоляные компоненты защищают дерево от гниения, снижают показатели поглощения влаги. Параметры ограждают древесину от разрушения, не влияя на внешний вид и прочность.
Свойства вещества
Характеристики материала зависят от физических и химических особенностей. В пределах одной породы параметры изменяются из-за условий роста, уровня влажности и методов обработки. Среди основных показателей выделяют 6 свойств древесины.
Текстура
Естественный рисунок состоит из анатомических компонентов дерева, которые можно увидеть при распиливании. Чем сложнее структура растения, тем роскошней текстура. Узоры определяют декоративные свойства материала, что важно при создании строительной отделки и фасадов мебели.
Параметр помогает определить породу дерева, варьируется в пределах от почти белого до черного. За многообразие оттенков отвечают дубильные и красящие компоненты, расположенные в межклеточном пространстве сырья. Интенсивность цвета зависит от возраста и периода рубки. Изменение тона может быть связана с болезнью и условиями развития.
Влажность
В живом растении содержится до 115% влаги. Жидкость расположена в полостях клеток, сосудах, входит в состав химических элементов в древесине. При долгом нахождении на воздухе срезанный материал постепенно сохнет, достигая 18%. Уменьшение или увеличение влажности влияет на параметры прочности и формы, изменяет плотность и теплопроводность.
Твердость
От свойства зависит износоустойчивость древесины и предрасположенность к обработке. При вдавливании компонент противостоит более твердому телу (железу). Чем выше характеристика, тем тверже материал. Крепкое сырье трудно пилить и резать, что усложняет производство. На параметр влияют порода дерева, условия произрастания и период заготовки.
Прочность
Свойство отвечает за способность древесины сопротивляться к механическим повреждениям. Характеристика зависит от вертикальных статических нагрузок, которые могут разрушать структуру. На параметры влияют технические особенности породы, связанная в тканях жидкость и пороки.
Предрасположенность к деформации
Древесина при потере влаги может усыхать, уменьшаясь в размерах или разбухать, увеличиваясь. Свойства зависят от природных характеристик растения и окружающей среды (влажность, жара, морозы). При неравномерной деформации в разных частях сырья возникает внутреннее напряжение, которое завершается короблением и растрескиванием.
Механические свойства определяют эксплуатационные характеристики древесины. Благодаря упругости вещество после нагрузок возвращается в первоначальное состояние. Структура материала может под сильным давлением деформироваться, поэтому определяют предел выносливости для разных пород.
Пороки сырья
Физические особенности или недостатки сырья ухудшают эксплуатационные характеристики. Специфические природные изъяны возникают на стадии развития растения или из-за действий вредителей, болезней. Пороки снижают качество древесины и ограничивают возможность эксплуатации.
Сучки – остатки ветвей, заключенные в ткани. У дефектов собственная система цикличных кругов, которая более твердая и темная, чем остальной материал. Недостатки нарушают естественную целостность и однородность древесины, искривляя волокна и ухудшая внешний вид текстуры. За счет разрушения структуры уменьшается прочность и усложняется обработка.
Разрывы между тканью называют трещинами. Пороки возникают как в растущем дереве, так и в подготовленном материале. У живых экземпляров дефекты появляются при активной вегетации или во время сильных морозов. Недостатки нарушают целостность ресурса, ухудшают внешний вид и уменьшают прочность. В появившуюся щель попадает жидкость, которая способствует развитию болезней и гнили. Во время обработки изъяны удаляют, что увеличивает объем отходов.
К недостаткам строения дерева относят неравномерное изменение ствола. Сужение, расширение и кривизна негативно влияют на декоративность и прочность готового материала. Дефекты часто обнаруживают на стадии роста, отбраковывают сырье или переносят в более низкий сорт.
Пороки могут появиться во время переработки. Остатки коры на кромке древесины ограничивают сферу эксплуатации и уменьшают выход сырья. Торчащие волокна, волнистость на поверхности вещества возникают при ошибках в обработке. Причинами недостатков становится:
При нарушении технологии в срубленной древесине изменяется цвет. Химическая окраска возникает при окислении дубильных элементов внутри материала, проникая на глубину до 5 мм. Порок не опасен для прочности и устойчивости к износу, но негативно влияет на блеск и природную текстуру.
Коробление происходит при нарушениях условий хранения. Во время перевозки, сортировки или заготовки часто появляются инородные элементы и механические повреждения. Все пороки снижают внешний вид и характеристики сырья.
Заключение
Древесина – практичный материал, который используют при возведении зданий, отделке внутренних помещений и создании предметов интерьера. Возобновляемый ценный ресурс стал незаменимым компонентом жизни человека в качестве бумаги, дров и поделок. Характеристики вещества влияют на прочность, устойчивость к износу и внешний вид будущего изделия.
Чем отличаются лесоматериалы от пиломатериалов: основные понятия
Пилопродукция, лесоматериалы и пиломатериалы – в чем разница?
Пиломатериалы не стоит путать с пилопродукцией и лесоматериалами.
Геометрия пиломатериалов
Поверхности пиломатериалов имеют специальные названия, их полезно запомнить, чтобы понимать нормативную документацию.
Способ производства влияет на качество
На срезе ствола дерева всегда можно увидеть годичные кольца. Это волокна, которые нарастают в процессе роста. Параметры пиломатериала из разных частей ствола будут отличаться. Когда лесоматериал попадает на пилораму, его размечают под распиловку. Из одного бревна получают сразу несколько изделий.
Доска тангенциальной распиловки имеет внутреннее напряжение – при просушке она может выгнуться дугой.
Пиломатериалы и древесные материалы план-конспект по технологии на тему
ПЛАН — КОНСПЕКТ УРОКА ТРУДОВОГО ОБУЧЕНИЯ
класс «__» число «__» месяц «_____________» год 200_
Тема урока: Пиломатериалы и древесные материалы
При продольной распиловке стволов деревьев на лесопильных рамах получают различные пиломатериалы (см. рис.): брусья, бруски, доски, пластины, четвертины и горбыли.
Брус — пиломатериал толщиной и шириной более 100 мм. Если брус опилен с двух сторон, то его называют двухкантным, а если с четырех сторон, то четырехкантным.
Бруски — пиломатериалы, имеющие толщину 50—100 мм и ширину не более двойной толщины, т. е. 100—200 мм.
Доски — это пиломатериалы толщиной 13—100 мм и шириной 80—250 мм, т. е. больше двойной толщины.
Пластины получают при продольном распиливании бревна пополам, а четвертины — на четыре части.
Доска отличается от бруска тем, что ее ширина более чем в 2 раза превышает толщину.Горбылем, или обаполом, называют выпиленную боковую часть бревнаПиломатериалы: а – брус четырёхкантный; б – брус двухкантный; в – бруски; г – доски обрезные; д – доски необрезные; е — пластина; ж — четвертина; з – горбыль ( 1 – пласть; 2 — кромка; 3 — торец; 4 – ребро).
Обапол — боковые части бревна, срезанные при продольной распиловке.Дощечки и планки — это тонкие и короткие пиломатериалы прямоугольного сечения, а рейки — плоские бруски и тонкие узкие доски. По характеру обработки пиломатериалы делят на необрезные и обрезные. У обрезных материалов все четыре стороны пропилены, а размеры обзола не превышают допустимых; у необрезных пласти пропилены, а кромки совсем не пропилены или пропилены частично.
Заготовки. Это доски и бруски, прирезанные к габаритным размерам деталей с соответствующими припусками на усушку и последующую обработку. Заготовки, применяемые в конструкциях столярно-мебельных изделий, могут быть как цельными, так и клееными, иметь различные формы поперечного сечения.
Пиломатериалы имеют следующие элементы: пласти, кромки, ребра и торцы.Пластью называют широкую плоскость пиломатериала, а кромкой — узкую плоскость.Ребром является линия пересечения этих двух плоскостей.Торец — поперечная (торцовая) плоскость пиломатериала.
Пиломатериалы можно получить из бревна, распиливая его, на брусья и доски, переворачивая и меняя расстояния между пилами. Несколько вариантов распиловки показаны ниже.
Шпон получают несколькими способами: строганием, лущением или пилением
Строганый шпон используют для облицовки мебели, лущеный — для изготовления многослойной фанеры.
Шпоном можно покрывать не только ровные поверхности, но и сложной изогнутой формы. Для покрытия шпоном таких поверхностей чаще всего используют специальные «постели», которые накрывают листы шпона или в которые выкладывают его, прижимая струбцинами или прессом.
Клееная фанера. Ее получают склеиванием трех и более листов лущеного шпона. Соединенные листы располагают так, чтобы направление волокон в них было взаимно перпендикулярным. Порода фанеры определяется породой древесины, из которой изготовлены ее наружные слои. Размеры листов фанеры следующие: длина (ширина) 1220—2440 мм, ширина (длина) 725— 1525 мм, толщина 1,5—18 мм. Фанера отличается от других листовых материалов сравнительной одинаковостью физико-механических свойств благодаря перекрестному направлению волокон древесины в смежных слоях, меньшим короблением и растрескиванием в различных условиях применения. Фанера прочнее древесины, почти не рассыхается и не растрескивается, хорошо гнется и обрабатывается. В домостроении ее используют для облицовки щитовых дверей и панелей, изготовления чердачных перекрытий и др.; в вагоно- и судостроении ее применяют в качестве лицевой отделки; в мебельном производстве из фанеры изготовляют задние стенки шкафов, книжных полок, стульев, столешниц и других изделий. Фанеру делают в основном из древесины березы.
Древесностружечные плиты (ДСП) получают путем прессования и склеивания измельченной древесины в виде стружек, опилок, древесной пыли. Для производства древесностружечных плит используют в основном древесные отходы и даже кору. По технологии изготовления различают плиты плоского прессования (с расположением древесных частиц параллельно пласти); непрерывного прессования (с расположением древесных частиц перпендикулярно пласти. В зависимости от конструкции ДСП делят на одно-, трех- и многослойные. Плиты выпускают необлицованными (нешлифованными и шлифованными), облицованными лущеным или строганым шпоном, бумагой. Кроме того, облицованные плиты могут быть отделанными и неотделанными (с лакокрасочным покрытием или без). ДСП имеют следующие размеры: длина 2400—5500 мм, ширина 1220—2440 мм, толщина 10—26 мм. Плиты плоского прессования применяют для изготовления мебели и ответственных деталей в строительстве, а плиты непрерывного прессования — для производства неответственных строительных деталей. Они прочны, почти не коробятся, хорошо обрабатываются режущими инструментами. Из них изготавливают мебель, двери, перегородки, стены, полы. Однако с течением времени они выделяют вредные для здоровья вещества, поэтому их нежелательно применять в жилых помещениях.
Древесноволокнистые плиты (ДВП). Это листовой материал, изготовленный из древесных волокон, спрессованных в однородный материал под действием большого давления и высокой температуры. По прочности при изгибе плиты делят на сверхтвердые, твердые, полутвердые и мягкие. Длина плит находится в пределах 1200—6100 мм, ширина 1000—2140 мм, а толщина 10— 25 мм.ДВП применяют наравне с фанерой при изготовлении столярно-мебельных и столярно-строительных изделий, для внутренней отделки помещений: облицовывания стен, потолков, полов, в производстве мебели, дверей. Они имеют приятный серый или коричневый цвет, ровные поверхности, гнутся, как и фанера.
Недостатком фанеры, древесностружечных и древесноволокнистых плит является то, что они боятся сырости. Под действием воды и влаги фанера расслаивается, а плиты разбухают, теряют прочность и рассыпаются.
Брус или брусок?
Брус и брусок — это разновидность пиломатериалов с квадратным или прямоугольным сечением.
Отдельной разновидностью является клееный брус. Формально его нельзя отнести к пиломатериалам, его изготавливают склеиванием нескольких деревянных ламелей.
Технологический процесс производства
Технологический процесс изготовления пиломатериалов берет начало с закупки кругляка. Требуется основательно подойти к выбору древесины. От этого в дальнейшем будет зависеть качество и долговечность готового изделия, его окончательная стоимость.
В процессе работ требуется соблюдать требования техники безопасности. Использовать только безопасные приемы труда. Уровень несчастных случаев на производстве высок. Порой со смертельным исходом.
Предварительно древесное сырье подвергается качественной очистке от сучков и коры. Предполагается использование специализированной лесозаготовительной техники, реализующей задачу очистки леса. После очистки выполняется процесс распиловки древесины. Производится определение основных показателей бруса. Продукция сортируется. Направляется на последующую обработку.
Круглые лесоматериалы выпускаются из хвойных и лиственных деревьев. Получение высококачественного продукта требует полноценной сушки заготовок. Дополнительно используется обработка изделий специализированными составами. Готовая продукция считается полностью пригодной к последующей эксплуатации в ходе строительства. Она не поддается гниению, не рассыхается.
Осуществляется разделение готовой продукции по степени влажности:
Способ обработки
После выпиливания из ствола дерева пиломатериал может проходить дополнительную обработку.
Необрезной – минимальная обработки, когда кромки не обрезают. На них может оставаться обзол.
Обзол – это дефект, когда на пиломатериале остается необработанный участок с остатками коры. В местах расположения обзола обычно получаются скругленные ребра. Необрезные пиломатериалы с обзолом нуждаются в дополнительной обработке.
Обрезной пиломатериал – кромки обрезают так, чтобы они были перпендикулярны пластям, а количество обзола не превышает допустимых значений.
Строганный материал после обрезки кромок проходит еще одну степень обработки. Как минимум с одной пласти и двух кромок снимается небольшой слой древесины. Строганные материалы используют для чистовых поверхностей.
Профилированный пиломатериал – изделию придают сложную форму сечения для улучшения стыковки.Стыковка может производиться по принципу «шип-паз», когда с одной стороны выпиливают шпунт, с другой – паз.
Материал
Основные виды и производство пиломатериалов зависят от породы древесины. Бывают лиственные и хвойные разновидности. Последние чаще применяются для обустройства несущих конструкций и пола. Лиственные породы предназначены для отделки помещений, так как обладают эстетичным внешним видом.
Эти две разновидности древесины различны по стоимости. Хвойные породы более мягкие, подвержены влиянию внешней среды. Спектр их применения ограничен, поэтому по цене они более выгодные.
Но лиственные породы, пусть и обходятся дороже, оказываются более прочными и долговечными. Среди хвойных пород древесины обычно только сосну применяют для некоторых отделочных работ. Среди лиственных разновидностей чаще всего применяют дуб, ясень, бук, клен, березу и липу.
Сорт пиломатериала
Дефекты влияют не только на внешний вид древесины, но и на ее конструкционные свойства. Выпадающий сучок или трещина могут снизить расчетное сопротивление нагрузкам у деревянного сооружения. По этой причины для ответственного строительства допускается использовать 1 – 3 сорт пиломатериалов. 4 сорт пригоден для вспомогательных построек.
Отдельной важной темой является влажность древесины и способы просушки, об этом мы поговорим в другой статье.
Характеристика лесоматериалов
Согласно принятым в настоящее время стандартам древесные хлысты могут относиться к одной из двух категорий. По качеству, а также наличию или отсутствию дефектов и пороков они оцениваются как деловая и дровяная древесина. Высококачественная древесина, называемая деловой, используется для строительных целей. Низкокачественная или дровяная древесина преимущественно служит сырьём для технологической переработки.
Применяются различные способы обработки лесоматериалов, которые определяют их принадлежность к одному из 6 классов:
Все лесоматериалы указанных классов, обработанные одним из этих способов, называются сортиментами. Последний (шестой) класс – это измельчённые пиломатериалы. Их получают путём переработки древесины при помощи специального оборудования.