Дървесина и Дървен Материал

 Дървесината е традиционен природен строителен материал, прилаган от дълбока древност. В живо дърво се различават корен, стъбло и корона. Промишленото значение на дървесината се дължи на стъблото, коео съставя от 70 % до 90 % от обема на дървото.

 Дървесината се използва във всички области на строителството. Това е строителен материал, който намира място в изграждането на временни сгради, павилиони, хангари, навеси, покривни конструкции, промишлени постройки за помещаване на сухи технологии, открити трайни съоръжения, инвентарни кофражи, скели, минни подпори, траверси, ландшавни и паркови съоръжения, външни и вътрешни облицовки на сгради и подови настилки.

 Ефективно се използват и дървесните отпадаци, като стърготини, стружки и влакна, които чрез използването на лепила служат за произвеждане на пресовани плочи.

 От дървесината се произвеждат етилов и метилов  алкохол, хартия, картон, органични киселини, брикети от стърготини и други продукти.

ОСНОВНИТЕ ПРЕДИМСТВА НА ДЪРВЕСИНА И ДЪРВЕН МАТЕРИАЛ СА:

»    Просто, лесно и бързо добиване и транспортиране.

»    Просто, бързо и лесно ръчно или машинно изработване на изделия и конструкции.

»    Малка обемна маса и като резултат много леки конструкции.

»    Изпълнение, независещо от сезона.

»    Реализиране на прости, здрави и сигурни съединения.

»    Пълно удовлетворяване на изискванията за сглобяемо строителство.

»    Нисък коефициент на топлопроводност, добри топлоизолационни свойства.

»    Практически нулев коефициент за линейно температурно разширение по влакната. Отпада необходимостта от температурни фуги в конструкции.

»    Химическа устойчивост. Възможност за прилагане без защитна обработка в хумически слаби и средно агресивни среди.

»    Добри акустични свойства.

»    Достатъчна дълготрайност при спазване на техническите условия за изработване и експлоатация.

 Националното строително законодателство (НСЗ) регламентира проектиране на носещи строителни конструкции от иглолистни (бор, ела) и широколистни (дъб, бук, ясен) дървесни породи.

 Дървесината се влага в строителни конструкции във вид на естествени стволове или обработена (фасонирана). Също така в стандартизирани по размери изделия (дъски, талпи, греди, бичмета, летви), както и във вид на шперплат и плочи.

СЪСТАВ И СТРОЕЖ НА ДЪРВЕСИНА И ДЪРВЕН МАТЕРИАЛ:

 СЪСТАВ на дървесината:

 Дървесината се състои от тъкани, образувани от структурни клетки и от паренхимни клетки. Структурните клетки образуват скелета и осигуряват якостта на дървото. Паренхимните клетки провеждат сокове от корена към клоните за натрупване на хранителни вещества и образуват сърцевинни лъчи и смолни канали. Основни съставни части на дървесното вещество са целулоза (50-60 % от общата маса), хемицелулоза и лигнин.

 Техническите свойства на природната дървесина се определят от строежа – макроструктура и микроструктура. Като цяло дървесината има сложен строеж, тясно свързан с физико-механичните свойства на материала.

 СТРУКТУРА на дървесината:

 Тя се разделя в две направления, които са Макроструктура и Микроструктура. Природната дървесина притежава ясно изразена влакнеста анизотропна структура.

Макроструктура – В напречен разрез на дървесно стъбло се различават беловина от млади клетки, ядро от измрели клетки и сърцевина от клетки с тънки стени. Кората предпазва дървото от механични повреди и съдържа вътрешен слой от лико, провеждащ хранителните вещества от короната надолу.

 Дървесината нараства чрез концентрични годишни слоеве. Годишен слой (кръг) включва вътрешна светла част от есенно-летни клетки с тънки стени (ранна дървесина) и външна тъмна част (късна дървесина).

Микроструктура – Живите клетки на дървесината включват протоплазма, ядро, обвивка и клетъчен сок. Протоплазмата е зърнеста прозрачна разтеглива слуз (растителен белтък) от въглерод, водород, кислород, азот и сяра. Ядрото съдържа и фосфор. Клетъчната обвивка се състои основно от целулоза. Втвърдяването на клетките се дължи на образуване на лийнин в обвивката. Нееднородността в микроструктурата на природната дървесина обуславя разликата между надлъжно съсъхване и набъбване в порядък 10 – 20 пъти и разлика в коравината от 20 до 40 пъти.

ДЪЛГОТРАЙНОСТ И ПРЕДПАЗВАНЕ НА ДЪРВЕСИНА И ДЪРВЕН МАТЕРИАЛ ОТ РАЗРУШАВАНЕ:

 За осигуряване на дървената конструкция с необходимата дълготрайност се вземат под внимание редица взаимно свързани фактори. Условията на околната среда се оценяват на етап проектиране за определяне на тяхната значимост за дълготрайността и за предвиждането на съответни мерки за защита на материалите.

 Факторите, отчитани при осигуряване дълготрайността на дървените конструкции са:

1. Проектно предназначение;
2. Изискванията, предявени към работата на конструкцията;
3. Очаквани условия на околната среда;
4. Състав, свойства и екплоатационни качества на материалите;
5. Форма на елементите и конструктивно оформяне;
6. Качество на изработка и ниво на контрол;
7. Специални мерки за защита;
8. Очаквано ниво на поддръжка по време на експлоатационния период.

 Дървесината и материалите на целулозна основа трябва да имат достатъчна естествена дълготрайност според изискванията на стандарта EN 350-2 за съответната рискова категория. Също така могат да бъдат защитени чрез обработка, избрана по документ prEN 460.

 Дълготрайността на строителните конструкции и изделията от дървесина за експлоатационни условия се осигурява чрез предварителна обработка. Тя включва изсушаване и импрегниране с антисептици (отрови за гъби). Има и високи изисквания към антисептиците и те са:

• Висока токсичност към гъби;
• Водоустойчивост;
• Способност за добро проникване;
• Безвредност за обитателите и за техните домашни любимци.

 Водоразтворими антисептици се прилагат за повърхностно импрегниране на използваната на сухо дървесина.

 Маслените антисептици, като креозот и каменовъглен катран са горими и отделят силна миризма. Прилагат се за обработка на дървесина, която е предвидено да бъде използвана на открито (траверси) или в почва/вода (стълбове, пилови) предварително затоплени до температура от 120 градуса.

 Антисептичните пасти (битумни, силикатни) включват свързващо вещество, разредител и запълнител. Прилагат се за дървени строителни елементи, които ще се използват във влажна среда. Примерно, ако са в контакт с почва или са изложени на външните атмосферните влияния.

СТРОИТЕЛНИТЕ ДЪРВЕСНИ ПОРОДИ СА:

БОР – Светла или кафява дървесина (бял или черен бор). Тънки ясни годишни кръгове, праволинейни влакна. Високото съдържание на смола предпазва от гниене и завъждане на микроорганизми. При разтежа долните клони на бора окапват, но чеповете зарастват напълно, което осигурява прав плътен ствол. Лесна механична обработка. Широко се прилага в строителството (талпи, греди, траверси, всички дървени конструкции) и в мебелното производство.

ЕЛА – Светложълта дървесина с по-тъмни годишни кръгове и праволинейни влакна. Ядрото не е оцветено, лесно се разрушава при влага. По-ниска механичка якост в сравнение с боровата. Прилага се основно за скели, настилки, опаковки.

СМЪРЧ / ЧАМ – Жълтеникава дървесина с ясни годишни кръгове. Няма ядро, лесно се обработва. Употребява се за покриви, производство на дюшеме и дограма.

ДЪБ – Прав ствол с плътна, твърда и жилава дървесина, ясно изразени годишни кръгове, широки пори и устойчивост при атмосферни въздействия. Ядрото е кафяво с развити сърцевидни лъчи. При продължителен престой във вода дървесината на дъба потъмнява. Дъбът се употребява за:

• Самостоятелни елементи (подпори, пилоти, траверси, врати, паркетини).
• Отговорни малки части (дюбели, клечки, подложки, възглавници).
• Производство на фурнир.

БУК – Твърда и тежка дървесина, белезникава с розов оттенък и дребни пори. Лесно се цепи, разрушава се от променлива влажност, но във водна среда се запазва добре. Бук се използва за:

• Конструкции с малки отвори.
• Направа на отделни носещи елементи.
• Изработка на паркетини.

ЯСЕН – Светлокафяво ядро и тесни сърцевидни лъчи. Годишните кръгове се виждат при всички разрези. Дървесината от ясен е много здрава. Употребява се в производството на:

• Вагони за влакове.
• Мебели.

ФИЗИЧНИТЕ СВОЙСТВА НА ДЪРВЕСИНА И ДЪРВЕН МАТЕРИАЛ СА:

ЦВЯТ И СТРУКТУРА – По тези белези могат да бъдат определени качеството на материала и вида на дървото. Например, ядрото на бора и дъба е ярко оцветено, а при елата липсва оцветяване.

ВЛАЖНОСТ - В дървесината влагата се съдържа в свободно и в хридроскопично състояние. Съдържание на вода W > 35 % в прясно отсечено дърво. W = 15 – 20 % за въздушно изсъхнало дърво, W = 8 – 13 % за изсушено в помещение дърво. Влагата влияе върху плътността, обемната маса и механичната якост на материала. Качествата на строителната дървесина са стандартизирани за влажност W = 12 %. От значение е дали дървесината се оставя да изсъхне или се изсушава принудително. Неравномерното изсъхване или изсушаване на природния материал предизвиква изкорубване и напукване на строителните елементи. Разликата между изсушаване в радиална и в тангенциална посока. При неравномерно изсъхване на дървесината се развиват вътрешни напрежения. В началния период от изсъхването външната част, дървеният елемент се опъва напречно на влакната и развива външни пукнатини, защото вътрешната част е натисната. Обикновено впоследствие напрежението сменя своята посока и се образуват вътрешни пукнатини.

ХИДРОСКОПИЧНОСТ – Поглъщането на влага от въздуха резултира в промяна на размерите, формата и теглото на елементи направени от дървесина. За понижаване на хидроскопичността върху елементите от се нанася защитен слой от лакове и бои.

СЪСЪХВАНЕ И НАБЪБВАНЕ – При влажност W < 35 %  настъпва намаляване на обема на дървесината. Този процес се начича - съсъхване. При поемане на влага дървесината нараства в обем – набъбване. Изменението на обема от съсъхване и набъбване е от голямо значение за дървените конструкции. При съсъхване дъските се изкривяват с изпъкналата страна към сърцевината, а при набъбване се изкривяват към беловината. Дъски от подови настилки, ковани с ядрото нагоре, се запазват недеформирани по-дълго време, поради по-голямата и по-ниската изтриваемост на ядрото.

ПЛЪТНОСТТА - Характеризира съдържанието на дървесно вещество в единица обем и е косвен показател за якостта. Плътността и механичното съпротивление са в пряка зависимост от съдържанието на късна дървесина в годишните слоеве на дървото.

ОБЕМНА МАСА - Различава се обемна маса на мокра, прясно отсечена, въздушно, стайно и абсолютно съха дървесина. В строителството се прилага дървесина с влажност W < 15 %.

ТВЪРДОСТ – Твърдостта определя в голяма степен строителното приложение на даден дървен материал. Много твърди (габър, акация, круша) и твърди дървесни породи (дъб, бук, бряст, орех, ясен) се употребяват, когато не е необходима голяма обработка или когато материалът е изложен на изхабяване – дървени пилоти, дървени мостови настилки и пр. Меки породи (липа, топола, иглолистни) се употребяват, когато материалът се обработва и кове – дограма, кофраж, покривни конструкции.

РЕАКЦИЯ НА ОГЪН – Комплексният количествен показател „реакция на огън“ изразява поведението на изцяло органични или с органично съдържание строителни продукти при начална пряка огнева атака и резултантно термично разлагане до допринасяне за развитието на неконтролиран огън, какъвто е пожарът.

 Частните свойства на продукти, отчитани при определяне реакцията им на огън са:

1. Време на запалване;
2. Дължина на разпространение на пламък;
3. Отделяне на топлина за нормиран период от време;
4. Генериране на дим.

 Тези свойства съществуват на начална фаза от развитието на вътрешен пожар. Това важи, когато е в нехерметичен строителен обем, в която фаза продукти органични или с органично съдържание могат да имат принос към развитието на пожар в строежа. Нормирани са 7 класа по реакция на огън, означени от A до F. Дървесина и панели на дървесна основа без огнезащитна обработка спадат към клас D.

 Реакцията на огън се отчита и при нормиране на изискваните граници на огнеустойчивост за основните строителни конструкции.

МЕХАНИЧНИТЕ СВОЙСТВА НА ДЪРВЕСИНА И ДЪРВЕН МАТЕРИАЛ СА: 

 МЕХАНИЧНО СЪПРОТИВЛЕНИЕ ПРИ НОРМАЛНА ЕКСПЛОАТАЦИОННА ТЕМПЕРАТУРА.

 Механичното съпротивление или якостта на дървесината зависи от възрастта, дебелината на годишните кръгове, количеството лигнин и съдържанието на влага. Якостта намалява от дънера към върха и от беловината към сърцевината. Върху механичната изотропност на дървесината се отразяват неблагоприятно дефектите в нормалния строеж. Механичното съпротивление на дървесината намалява с увеличаване на ъгъла между директрисата на действащо усилие и посоката на влакната.

 Поради отчитане на нехомогенната структура и дефектите на естествения разтеж, които резултират в анизотропно механично поведение, изчислителните съпротивления на строителната дървесина са около 3 пъти по-малки от нормативните (голяма механична застраховка).

 МЕХАНИЧНИ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНИ ТЕМПЕРАТУРИ.

 Независимо от температурата, якостта на дървесината нараства с намаляване на влажността. При неконтролируемо нестационарно огнено въздействие механичните показатели се изменят немонотонно. Една от причините за понижаване якостта на дървесината при нарастване на температурата е частичната миграция на влага от фронта на овъгляване към повредената част от сечение.

СТРОИТЕЛНИТЕ ИЗДЕЛИЯ ОТ ДЪРВЕСИНА СА:

 Дърводобивът включва поваляне на живи дървета чрез сечене или рязане с моторни или ръчни триони, окастряне на клоните, обелване на кората на иглолистните стебла, размерване, рязане на трупи, сортиране и транспортиране. Оптимални сезони за сеч са късната есен и зимата, когато съдържанието на сокове е минимално и дървесината е по-издрържлива.

Обратно към всичко актуално