Достатки и недостатки древесины: Перечислите достоинства и недостатки древесины

1.2.Достоинства и недостатки древесины как строительного материала

Достоинства:

• Наличие широкой и возобновляемой сырьевой базы

• Относительно малая плотность

• Высокая удельная прочность

• Стойкость к солевой агрессии и другим химическим веществам

• Биологическая совместимость с человеком и животными – в зданиях из дерева наилучший микроклимат

• Высокие эстетические и акустические свойства

• Малый коэффициент теплопроводности поперёк волокон

• Малый коэффициент линейного расширения вдоль волокон

• Меньшая трудоёмкость механической обработки, возможность создания гнутоклееных конструкций

Недостатки:

• Анизотропия строения древесины

• Подверженность загниванию и поражению насекомыми

• Сгораемость в условиях пожара

• Изменение физико-механических характеристик под воздействием внешних факторов (влага, температура)

• Усушка, разбухание, коробление и растрескивание под действием атмосферных воздействий

• Наличие пороков

• Ограниченность сортамента лесоматериалов

Многие недостатки можно устранить или ограничить. КДК снимает проблему ограниченного сортамента. Фанера, ДСП, ДВП и другие листовые материалы – анизотропию строения древесины. С помощью конструктивных и химических мер защиты уменьшается опасность загнивания и возгорания ДК.

2.Древесина – строительный материал

2.1.Структура древесины

2.1.1.Макроструктура

2.1.2.Микроструктура

2.2.Химический состав

Химический состав древесины зависит от породы дерева. Органическое вещество абсолютно сухой древесины содержит в среднем, % :

Эти элементы образуют сложные соединения, % :

• Целлюлозу – высокомолекулярный линейный полимер — 48…56

• Гемицеллюлозу – более сложный полимер, чем целлюлоза – 23…26

• Лигнин – вещество, сложной макромолекулярной структуры – 26…30

Кроме выше перечисленных веществ в состав древесины входят неорганические соединения, которые при сгорании образуют золу. Остальные вещества называют экстрактивными – извлекаемые из материала различными способами (смолы, эфирные масла, дубильные вещества).

2.3.Физические свойства

• Плотность изменяется незначительно, т.к. древесина всех деревьев состоит в основном из целлюлозы. Поэтому среднюю плотность можно принять равной .

• Объёмная масса разных пород и даже древесины одной и той же породы может колебаться в широких пределах, поскольку строение и пористость растущего дерева зависят от почвы, климата и других погодных условий. Древесина может быть: лёгкой – кедр, пихта, сосна, ель, осина; средней – лиственница, дуб, берёза; тяжёлой – граб, железное дерево; очень тяжёлой – самшит, кизил. С увеличением влажности возрастает объёмная масса. Свежесрубленная древесина значительно тяжелее древесины относительно сухой (влажность 15%).

• Пористость древесины хвойных пород колеблется от 46 – 81%, лиственных – 32 – 80%.

• Влажность

  (%) в древесине различают на гигроскопическую, связанную в стенках клетки, и капиллярную, которая заполняет полости клеток и межклеточное пространство. Предел гигроскопической влажности составляет около 30%, а полная влажность, считая с капиллярной и гигроскопической, может значительно превышать 30%. Например, у свежесрубленного дерева влажность от 40 до 120%, а при выдерживании в воде до 200%. При длительном нахождении древесины на воздухе она постепенно высыхает достигая равновесной влажности. Равновесная влажность зависит от температуры и относительной влажности окружающего воздуха. Для определения равновесной влажности пользуются номограммой (рис.3). Стандартная влажность равна 12%.

Рис.3

• Колебания влажности волокон древесины влекут изменение размеров и формы досок, брусьев и других изделий. Усушка и разбухание древесины – свойства отрицательные, они вызывают коробление и растрескивание материала. Коробление является следствием: разницы в усушке древесины в тангенциальном и радиальном направлениях и неравномерности высыхания. Для предотвращения коробления деревянных изделий используют древесину с той равновесной влажностью, которая будет в условиях эксплуатации. Для защиты от влаги древесину покрывают красками, лаками, эмалями.

• Теплопроводность сухой древесины незначительна. Она зависит от пористости, влажности и направления потока тепла. Теплозащитные свойства древесины широко используют в строительстве.

• Температурное расширение – изменение размеров древесины при нагревании. Характеризуется коэффициентом линейного расширения Вдоль волокон коэффициент равен ; поперёк волокон равен(1/). Ввиду незначительной величины этот коэффициент не учитывается в проектировании конструкций.

• Электропроводность древесины зависит от её влажности. Древесина, используемая при электрической проводке должна быть сухой. Электросопративление сухой древесины в среднем – 75 , а сырой древесины в десятки раз меньше.

• Текстура – это рисунок древесины, зависящий от сочетания её видимых элементов: годовых слоёв, сердцевинных лучей, сосудов и др.

• Цвет – важная характеристика внешнего вида древесины. Цвет древесине придают дубильные вещества и смолы.

• Блеск древесины зависит от плотности и степени обработки. Блеск придаётся древесине путём полирования и покрытия лаками. Древесина теряет блеск при загнивании.

• Запах зависит от содержания в ней смолистых, эфирных и дубильных веществ.

Ольха Дуб Груша

Амарант Берёза Клён

Вишня Орех

Строительство из дерева – плюсы и минусы, виды пиломатериалов

Популярность деревянных домов растет, и многие россияне начинают мечтать об уютном срубе или современном тереме со всеми удобствами. Компании, которые предлагают построить на участке деревянный дом, делают акцент на самых привлекательных качествах материала и старательно обходят стороной возможные проблемы, с которыми придется бороться. Чтобы не испытать разочарования, стоит заранее познакомиться с плюсами и минусами дерева, ведь древесина, как и любой другой строительный материал, подойдет не всем.

Правда и мифы о древесине

О достоинствах древесины можно написать не одну книгу, но в рекламе обычно используют одни и те же обороты. Дерево называют экологически чистым, полезным для здоровья материалом с особой энергетикой. При этом часто забывают о том, что недобросовестные продавцы могут предложить древесину, прошедшую обработку далеко не безобидными химическими составами. Жить в деревянных домах из бревен, выросших в чистых лесах, действительно полезно для здоровья, но мистика тут ни при чем. Положительный эффект появляется благодаря фитонцидам, попадающим в воздух, и особому микроклимату: доски и бревна обладают свойством регулировать влажность в помещениях.

Когда дерево называют сакральным строительным материалом, который наши предки предпочитали из-за его уникальных энергетических свойств, профессионалы часто посмеиваются. По их мнению, деревянные дома были популярны по другой причине: леса росли почти везде, и достать бревна было куда проще, чем добыть камень или наладить производство кирпича.

Древесина как строительный материал

При строительстве домов необходимы материалы с разными свойствами. Одни должны выдерживать значительные нагрузки, другие – обладать устойчивостью к истиранию, третьи – не пропускать внутрь постройки холод и лишнюю влагу. Дерево обладает всеми этими качествами. Более того, из одного и того же ствола можно получить несколько видов строительных материалов с разными свойствами. Бревна и брус подходят для строительства стен и служат опорами при возведении каркаса построек. Половые доски изолируют жилье от сырой земли, выдерживают ежедневные перемещения владельцев по комнатам, передвижение мебели. Отделочные материалы (вагонка, блок-хаус, планкен) позволяют оформить помещения по вкусу владельцев и создать дополнительную теплоизоляцию.

Главные преимущества

Начнем с самого очевидного – веса. У хвойных пород он впятеро меньше, чем у бетона, и в 16 раз меньше, чем у стали. Строительство можно вести, используя самую простую лебедку, а фундамент потребуется не такой мощный, как для каменных строений.

По удельной прочности древесина вдвое превосходит бетон, но уступает стали. Но для нужд малоэтажного строительства прочности хватит с запасом. Это не раз было доказано при строительстве мостов, высоких теремов и храмов. Высокая эластичность позволяет легко компенсировать неравномерную усадку, которая неизбежно возникает в первые три года с момента строительства. Температурные швы также не нужны, поскольку при нагреве дерево расширяется не так сильно, чем остальные стройматериалы.

Теплопроводность зависит от структуры: рыхлая древесина обладает эффектом термоса, но даже плотная слабо пропускает тепло. При одинаковой толщине наружных стен и правильной теплоизоляции деревянный дом будет заметно теплее каменного или бетонного.

Важный плюс – легкость обработки. Дерево можно не только пилить на доски, но и украшать резьбой, создавать детали сложной изогнутой формы путем обработки паром (изогнутые перила лестницы смотрятся великолепно). Древесные волокна хорошо выглядят и под прозрачным лаком, и после окрашивания.

Что нужно знать о недостатках

В свое время строительство домов из дерева сменилось каменным не потому, что прочность древесины не устраивала архитекторов, а из-за частых пожаров, от которых порой выгорали целые города. Горючесть – естественное свойство древесины, но в наше время достаточно несложно купить специальные пропитки, которые уменьшат риск возгорания.

Для некоторых новоселов неприятным сюрпризом становится усадка. Дом, построенный из бревен или бруса, в течение первых трех лет подвержен изменению размеров. Из-за этого в нем нельзя намертво крепить лестницы между этажами, а для монтажа окон и дверей приходится использовать особые технологии. Из-за усадки могут появиться щели между бревнами, которые придется конопатить, иначе в холодное время серьезно вырастут теплопотери.

Несмотря на очевидные достоинства древесины, многие считают ее недолговечной. Это может происходить из-за размножения бактерий, грибка, воздействия некоторых насекомых-вредителей. Но некоторые породы, например, сибирская лиственница, способны сохранять прочность веками, так что вопрос не столько в свойствах самого дерева, сколько в правильном выборе. Дома, по возможности, стараются строить из деревьев, которые накапливают много дубильных веществ или вырабатывают смолу. Но даже их время от времени пропитывают специальными составами.

Какое дерево лучше использовать

У каждой породы есть свой комплект плюсов и минусов. Сосна имеет очень низкую теплопроводность и недорого стоит, дуб обходится дороже, но проявляет устойчивость к истиранию и влаге. Одним из лучших материалов для строительства дома считается сибирская лиственница. Это роскошное дерево имеет высокую прочность (почти как у дуба), красивый рисунок древесины, прекрасные эксплуатационные характеристики. С полным списком пиломатериалов можно ознакомиться в нашем каталоге.

Лиственница – отличный строительный материал, поскольку из нее получаются пиломатериалы большой длины – до 6,5 м. Доски совершенно не боятся влаги, подходят для отделки бани и других влажных помещений. При желании стены, пол или потолок можно окрасить, но чаще владельцы предпочитают использовать тонирующее масло. Оно придает дереву красивый оттенок и служит дополнительной защитой от неблагоприятных факторов.

Плюсы и минусы: дерево как строительный материал

Брайан Ки, P.E. | 21 ноября 2019 г.

Древесина или пиломатериалы считаются одним из старейших и наиболее удобных материалов, используемых для строительства любого типа зданий или сооружений. Будь то 2×4 или 2×12, материал буквально растет на деревьях и широко доступен. Поскольку древесина также легкая и ее легко резать, подрядчики обычно рассматривают пиломатериалы в качестве основного строительного материала.

С инженерной точки зрения древесина имеет множество плюсов и минусов, о которых обычному человеку может быть неизвестно. Вы можете быть удивлены, прочитав некоторые свойства ниже:

PROS

• Разновидность : По данным Международной организации по охране ботанических садов (BGCI), в мире насчитывается более 60 000 различных пород дерева, каждая из которых имеет свои отличительные свойства. Один кусок дерева может быть красивее другого, а другой может быть прочнее. Одно можно сказать наверняка, определенно есть разнообразие, из которого можно выбрать.
• Акустика : Мы все знаем, что дерево является распространенным материалом, используемым для изготовления большинства музыкальных инструментов. Это связано с тем, что древесина идеально поглощает звук, предотвращая эхо и вибрационный шум. Когда дело доходит до зданий, в концертных залах предпочтение отдается дереву.
• Теплота : Древесина обычно дает ощущение тепла по сравнению с бетоном или сталью. Это связано с тем, что количество энергии, необходимое для изменения температуры или удельной теплоемкости древесины, почти в два раза больше, чем у бетона, и в три раза больше, чем у стали.
• Техническое обслуживание и ремонт : За древесиной легко ухаживать и ремонтировать. Существует множество способов обработки дерева, включая масла, морилки и краски, которые можно нанести и эффективно использовать в течение нескольких часов. Если требуется ремонт, как подрядчики, так и домовладельцы могут легко использовать ручные инструменты для резки, выравнивания или скрепления деревянных материалов.

МИНУСЫ

• Усадка и набухание : Деревьям для роста нужна вода, а деревянные материалы легко впитывают воду, если их не обрабатывать или не обслуживать должным образом. При попадании воды на древесные волокна материал расширяется, и его структурные свойства значительно ухудшаются.
• Вредители и грибы : Некоторые вредители, насекомые и грибы способны переваривать древесину. Если дом не защищен от них, это бесконечный буфет. Некоторые мелкие насекомые, такие как термиты, могут просверливать и протыкать волокна древесины, что может привести к значительному износу древесного материала, пока не стало слишком поздно. Потребуется не только обработка от вредителей, но и замена деревянных элементов конструкции.
• Пожар : Если древесина не обработана химическими веществами, она может легко загореться и считается горючим материалом. Более толстая древесина может увеличить температуру горения деревянных материалов, но инженерные материалы, такие как ориентированно-стружечная плита или инженерные двутавровые балки, могут легко загореться, быстро сгореть и очень быстро распространиться.

Если у вас, как у домовладельца или у вашего подрядчика, есть какие-либо вопросы об использовании деревянных материалов и их свойствах, не стесняйтесь обращаться к нам в Team Engineering. Мы будем рады поделиться своими мыслями и помочь вам с вашими будущими проектами.

Преимущества и недостатки дерева как конструкционного материала:

Преимущества и недостатки дерева как конструкционного материала. Древесина – широко используемый материал. Древесина прочная и обладает хорошей прочностью древесины, так как используется в качестве конструкционных материалов.

Преимущества и недостатки древесины как конструкционного материала

1.

У дерева так много преимуществ, поскольку это традиционно используемый материал. Древесина – это материал, используемый с незапамятных времен. некоторые из преимуществ древесины как конструкционного материала перечислены ниже,

1. Это природный ресурс , который можно выращивать по сравнению с другими горнодобывающими материалами, что делает его легко доступным и экономически целесообразным. Он удивительно прочен по отношению к своему весу и обеспечивает хорошую изоляцию от холода.

2. Древесина хорошо поддается механической обработке , и может быть изготовлен во всех формах и размерах, чтобы соответствовать практически любой конструкции и структурным потребностям.

3. Древесина также является прекрасным примером экологически устойчивого продукта ; он является биоразлагаемым и возобновляемым, и имеет самый низкий углеродный след среди всех сопоставимых строительных материалов.

Кроме того, для производства древесины не требуется высокоэнергетического ископаемого топлива, в отличие от других обычных строительных материалов, таких как кирпич, сталь или пластик.

4. Древесина обладает некоторыми благоприятными свойствами , которые дают ей преимущество с точки зрения устойчивости к высоким температурам. В отличие от стали, которая может расширяться или даже разрушаться при высокой температуре, древесина на самом деле высыхает и становится прочнее по мере увеличения температуры.

5. Древесина также обладает востребованными акустическими свойствами , что делает ее хорошим несущим материалом и в то же время материалом для панелей концертных залов.

6. Важной характеристикой древесины является ее прочность на растяжение , то есть его способность изгибаться под давлением без разрушения.

Древесина исключительно легкая по сравнению с ее прочностью на растяжение, что делает ее предпочтительной конструкцией для поверхностей, подвергающихся постоянным ударам, таких как баскетбольные площадки и дорожки для боулинга.
Прочность на растяжение также является одной из основных причин выбора древесины в качестве строительного материала; его исключительно прочные качества делают его идеальным выбором для тяжелых строительных материалов, таких как конструкционные балки.

7. Древесина практически не расширяется при нагревании (по сравнению со сталью). Наоборот, под действием тепла он высыхает и набирает силу. Единственное время, когда древесина немного расширяется, это когда уровень влажности ниже 0%, и это имеет только научное значение. На практике уровень влажности древесины не опускается ниже 5% даже в самом сухом климате.

8. Дерево является декоративным материалом , если рассматривать его как эстетический материал. Каждое дерево имеет свой цвет, рисунок и запах. Дизайн дерева меняется в зависимости от того, как оно нарезано. Можно найти различные деревянные материалы в зависимости от предпочтений по цвету и дизайну. Его можно покрасить в более темные цвета лака, а также придать ему яркие или матовые оттенки.

9. Древесина является долговечным материалом , но обычно предполагается, что она скоропортящаяся и поэтому подходит только для временных построек . Этого не может быть, о чем свидетельствуют вековые деревянные постройки и мосты. Древесина, правильно защищенная от поражения грибками, насекомыми, древоточцами, со временем не меняет своей прочности и свойств.

Если годы удовлетворительной службы являются мерой долговечности Ни один другой материал не является более долговечным, чем древесина.

Недостатки древесины — это несколько недостатков, но их легко игнорировать и устранить, если причина известна. является гигроскопичным материалом. Это означает, что он будет поглощать окружающие конденсируемые пары и выделяемую влагу в воздух ниже точки насыщения волокна.

Древесина может подвергаться биотической деградации (плесень, бактерии и насекомые) и абиотической деградации (солнце, ветер, вода, некоторые химические вещества и огонь).