конструкційні деревина і пластмаси

З деревини високої вологості можна виготовляти тільки конструкції, що постійно звволожуються.  З деревини вологістю до 40% - конструкції на відкритому повітрі, що не залежать від усушки; вологістю до 25 % — конструкції, експлуатовані в приміщеннях з підвищеною вологістю;  вологістю 20 % можна виготовляти неклеєні конструкції, експлуатовані в будь-яких умовах, а вологістю 8...12 %—будь-які конструкції, у тому числі клеєні.

У процесі  зменшення чи збільшення вологості до 30 % за рахунок гігроскопічної вологи в оболонках кліток розміри дерев'яних елементів зменшуються чи збільшуються.  Всихання дерев'яних елементів в радіальному напрямку (упоперек волокон перпендикулярно річним шарам)  досягає 4%;  в тангенціальному напрямку  (паралельно річним шарам) - 10%; вздовж волокон не перевищує 0,3%. Різниця величин всихання приводить до жолоблення і розтріскування деревини (рис. 1.4).

 

Рис. 1.4. Деформації лісоматеріалів при висиханні: 1 — зменшення розмірів перерізів; 2 – розтріскування; 3 – жолоблення.

Зміна вологості в межах від 0 до 30 % істотно впливає на міцність і твердість деревиниДля порівняння показників міцності і твердості деревини незалежно від її вологості встановлене значення стандартної вологості 12 %. При випробовуванні зразків деревини, що мають нестандартну вологість w = 8...23%, межа їхньої міцності чи інший показник Bw, повинний бути зведений до значення його при стандартній вологості В12 з урахуванням коефіцієнта α, рівного для стиску і згину 0,04 за формулою

B12 = Вw [1 + α (w - 12)].

Вплив температури на деревину. При підвищенні температури межа міцності і модуль пружності деревини знижуються. Наприклад, межа міцності при стиску деревини сосни, нагрітої від 20 до 50°С, зменшується в середньому до 70 %, а при нагріванні до 100°С — до 30 % від початкової.

При заморожуванні деревини волога в ній перетворюється в лід і міцність її при стиску зростає, наприклад, до 25 %, але збільщується ламкість і небезпека її розколювання.

Температурні деформації деревини визначаються коефіцієнтом лінійного розширення α. Вздовж волокон деревини цей коефіцієнт дуже малий і не перевищує 5•10-6, що дозволяє будувати дерев'яні будинки без температурних швів. Поперек волокон деревини цей коефіцієнт більший в 7...10 разів.

Теплопровідність деревини завдяки її трубчасто-пористої будови дуже мала, особливо поперек волокон. Коефіцієнт теплопровідності сухої деревини поперек волокон дорівнює в середньому λ= 0,14 Вт/(м°С). Теплоємність деревини значна і для сухої деревини в середньому, її коефіцієнт С= 1,6 кДж/(кг°С).

Будівельна фанера є листовим деревинним будівельним конструкційним матеріалом. Вона складається з непарного числа тонких шарів — шпон — товщиною близько 1 мм із деревини берези чи модрини. Волокна сусідніх шпон розташовуються у взаємно перпендикулярних напрямках. Зовнішні шпони — сорочки — мають взаємно рівнобіжний напрямок волокон, уздовж якого вимірюють довжину аркушів. Середні шпони називаються серединками. У будівельних конструкціях застосовується фанера клеєна і бакелізована.

Клеєна фанера (рис. 1.5) складається із шарів деревини (шпон), що склеюються між собою водостійкими клеями, наприклад фенолформальдегідним. Виходить водостійка фанера марки ФСФ. При склеюванні шпон клеями типу карбамідних виходить средньоводостійка фанера марки ФК, застосування якої допускається тільки в приміщеннях без підвищеної вологості повітря. Водостійка фанера допускається до застосування в конструкціях завдань усіх груп вологості повітря. Листи клеєної фанери мають товщину 6...12 мм. Найбільше застосування в конструкціях знаходять Листи семишарової фанери товщиною 8, 9, 10 і 12 мм. Листи мають довжину 2440, 2135, 1525, 1220 і ширину 1525, 1220 і 725 мм. Листова форма є одним з головних переваг фанери в порівнянні з іншими лісоматеріалами. Завдяки цьому її з успіхом застосовують для виготовлення легких ефективних панелей покриття і стін, а також опалубки. Перехресне розташування волокон шарів придає фанері меншу анізотропію властивостей у площині аркушів, чим у деревини, мале висушування і розбухання при коливаннях вологості, як у деревини вздовж волокон.

 

Рис.1.5. Будівельна фанера (деталь перерізу): 1,2 — подовжні і поперечні шари

Міцність клеєної фанери уздовж волокон зовнішніх шарів істотно вище, ніж поперек, тому що шарів з поздовжнім напрямком волокон на один більше, ніж поперечних, і зовнішні шари розташовуються в зоні максимальних напружень при згині. Міцність клеєної фанери при зрізі по площинах перерізів у 2,5 рази перевищує міцність деревини при сколюванні уздовж волокон, що є її важливою перевагою. Міцність клейових з'єднань фанери при сколюванні мала і не перевищує 2/3 міцності хвойної деревини при сколюванні поперек волокон. Вплив вад на міцність фанери відносно нижче, ніж у деревині, тому що збіг вад, розташованих в окремих шарах, мало ймовірний.

Вологість фанери підвищеної водостійкості не перевищує 12%, а середньої—15%. Жорсткість фанери, характеризується модулем пружності, визначається, головним чином, шарами, що працюють уздовж волокон, і складає для фанери товщиною 8 мм і більше близько 90 % від жорсткості деревини уздовж, і 70 % поперек волокон.

Бакелізована фанера має таку ж будову, як і клеєна, однак її зовнішні шари не тільки склеюють із середніми, але і просочують водостійкими синтетичними спирторозчинними смолами. Листи фанери мають товщину 5...18 мм, довжину 1500...7700 мм і ширину 1200...1500 мм. Вона відрізняється від клеєної фанери більш високою водостійкістю і міцністю