Достатки и недостатки древесины: Плюсы и минусы древесины, отличие и сравнение

Несмотря на то, что некоторые сорта древесины в сочетании с различными видами обработки древесины значительно повысили общую долговечность древесины, все еще существует множество областей применения, для которых древесина не подходит из-за проблем с долговечностью. Синтетические материалы и металлы часто используются вместо дерева в тех случаях, когда материал должен выдерживать большие весовые нагрузки, экстремально низкие или высокие температуры и сильные удары. Проблемы с долговечностью привели к увеличению использования альтернатив, таких как пластик, в случае традиционно цельнодеревянных изделий, таких как заборы. Материалы в этом случае могут служить дольше при меньшем уходе и могут быть сформированы так, чтобы придать вид дерева.

Древесина как строительный материал; Его преимущества и недостатки

Древесина как строительный материал; Его преимущества и недостатки

Деревянные дома Анатолии

Древесина как строительный материал; Преимущества и недостатки

ВВЕДЕНИЕ

Для долговечности исторических деревянных зданий, строителей и пользователи, занимающиеся этой темой, должны точно знать свойства древесины.

Древесина является органическим, гигроскопичным и анизотропным материалом. Его тепловая, акустические, электрические, механические, эстетические, рабочие и др. свойства очень пригодной для использования можно построить удобный дом, используя только деревянную товары. С другими материалами это почти невозможно. Но у дерева есть недостатки тоже. Ниже приводится очень краткая информация по этому вопросу.

ПРЕИМУЩЕСТВА ДРЕВЕСИНЫ

Термические свойства:

Как известно, многие материалы изменяют размер и объем при изменении температуры. изменения. Они расширяются с повышением температуры. Это означает линейное и объемное расширение. Расширение. Расширение вызывает уменьшение сопротивление материалов. Сталь, которая является неорганической и негорючей и поэтому имеет преимущество против огня, но при использовании в зданиях расширяется и разрушается в результате повышения температуры.

Древесина практически не расширяется при нагревании. Наоборот, по влиянию от тепла оно высыхает и набирает силу. Единственное время, когда древесина немного расширяется, когда уровень влажности ниже 0%, и это только с научной точки зрения значительный. На практике уровень влажности древесины не опускается ниже 5% даже в самом сухом климате.

Коэффициент теплопроводности древесины очень низкий. Алюминий передает тепло 7000 раз, ворует 1650 раз, мрамор 90 раз и стекло 23 раза быстрее, чем дерево. По этой причине из дерева делают спички, ручки аппаратное оборудование, потолки и настенные покрытия.

Высокая удельная теплоемкость древесины. Это означает, что для повышение и понижение температуры одного килограмма древесины. Древесина требует почти в два раза больше тепловой энергии, чем камни и бетон; аналогично, три раз энергии, необходимой для нагрева или охлаждения стали.

Акустические свойства:

Звукоизоляция основана на массе поверхности. Дерево, как свет материал, не очень идеальный для звукоизоляции; Но по звуку идеально поглощение. Древесина предотвращает эхо и шум, поглощая звук. По этой причине широко используется в концертных залах.

Скорость звука в лесу выше, чем в газах и жидкостях, и она близка к что из металлов. Потери звуковой энергии в результате трения также значительно низкий в древесине из-за его легкости и структуры. Благодаря таким свойствам Древесина широко используется в музыкальных инструментах.

Электрические свойства:

Сопротивление электрическому току полностью сухой древесины равно фенолформальдегид. Высушенная в печи древесина является очень хорошим электрическим изолятором. К в некоторой степени древесина, высушенная на воздухе, одинакова. К сожалению, электрическое сопротивление древесина снижается за счет повышения влажности. Сопротивление древесины насыщенный водой. Опасное для здоровья человека статическое электричество в древесине не наблюдается в отличие от металла, пластика и других материалов. По этой причине древесина предпочтительнее как здоровый материал.

Механические свойства:

Несмотря на то, что дерево является легким материалом, его прочность достаточно высока. Например, в то время как предел прочности древесины с удельным весом 0,6/см3 составляет 100 Н/мм2, предел прочности стали с удельным весом 7,89/см3 составляет 500 Н/мм2. Разделив предел прочности при растяжении на удельный вес, мы получим разрывную длину и качество материала. Эта цифра означает разрывную длину материала, когда повис в результате собственного веса. В то время как разрывная длина стали используется для строительства — 5,4 км, хромированная подвижная сталь — 6,8 км, закаленная носовая сталь — 17,5 км, разрывная длина ели 19.8 км, а ламинированная древесина из бук составляет 28,3 км. Для таких свойств используется древесина и ламинированная древесина. в конструкциях с широким зазором, таких как медицинские центры и спортивные залы.

Эстетические свойства:

Дерево является декоративным материалом, если рассматривать его как эстетический материал. Каждый дерево имеет свой цвет, дизайн и запах дизайн дерева меняется судя по тому, как он нарезан. Можно найти разные деревянные материалов в соответствии с цветовыми и дизайнерскими предпочтениями. Можно покрасить в темнее цвета лакированного, и могут быть приданы яркие или матовые штрихи.

Свойства окисления:

Хотя древесина в некотором роде обладает свойствами окисления, это не так. окисления, наблюдаемого в металлах. Металл ржавеет, дерево нет. Для таких характеристик предпочтительнее использовать древесину, чтобы избежать ржавчины, когда это необходимо.

Рабочие свойства:

За деревом легко ухаживать и ремонтировать. В то время как старые леса можно обновить специальные штрихи другие материалы очень сложны и дороги в обслуживании и ремонтировать. Поэтому их обычно утилизируют.

Вариант:

В мире насчитывается более 5000 пород дерева. Их удельный вес, макроскопическая и микроскопическая структуры различны. Соответственно, их физические, тепловые, акустические, электрические и механические свойства. другой. Благодаря этому разнообразию можно найти древесину, подходящую для потребности. Например, для теплоизоляции и звукопоглощения древесины в используются легкие. Точно так же тяжелые используются в строительных целях.

НЕДОСТАТКИ ДРЕВЕСИНЫ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

У дерева есть недостатки, но ими легко пренебречь, и устранить, если причина известна.

Усадка и набухание древесины:

Древесина является гигроскопичным материалом. Это означает, что он будет адсорбировать окружающие конденсируются пары и отдают влагу воздуху ниже точки насыщения волокна.

Порча древесины:

Агенты, вызывающие порчу и разрушение древесины, подразделяются на две группы: категории: биотические (биологические) и абиотические (небиологические).

Биотические агенты включают гнилостные и плесневые грибы, бактерии и насекомых.

Абиотические агенты включают солнце, ветер, воду, некоторые химические вещества и огонь.

Биотическое разрушение древесины:

Древесина является органическим продуктом. Как и любой органический продукт, древесина является питательным продуктом. для некоторых растений и животных. Люди не могут переваривать целлюлозу и другие волокна ингредиенты древесины, но некоторые грибы и насекомые могут переваривать ее и использовать в качестве питательный продукт. Насекомые просверливают отверстия и вбивают шнуры в древесину. Даже больше Опасно то, что грибки вызывают частичное и даже полное разложение древесины.

Биологическая порча древесины из-за поражения гнилостными грибами, расточки по дереву насекомых и морских мотыльков при его переработке и в эксплуатации имеет технические и экономическое значение.

Грибы:

Необходимо дать краткую информацию о противогрибковых препаратах меры против порчи древесины.

Физиологические требования к дереворазрушающим и деревообитающим грибам:

Благоприятная температура.

Температура должна быть 25-30°C для оптимального роста большинства видов гниения древесины грибы. Но некоторые из них могут переносить температуру от 0 до 45°C.

Достаточный запас кислорода

Кислород необходим для роста грибков. В отсутствие кислорода нет грибы будут расти. Общеизвестно, что хранение древесины под водой защитит их против нападения грибков.

Влажность

Как правило, древесина не подвергается воздействию обычных грибков при влажности ниже точки насыщения волокна. Точка насыщения волокна (FSP) для различных древесины составляет от 20 до 35%, но обычно допускается 30%.

Рекомендуется, чтобы древесина в эксплуатации имела влажность не менее На 3% меньше, чем FSP, чтобы обеспечить желаемую защиту от грибков.

Питательные вещества

Древесина представляет собой органическое соединение и состоит на 50% из углерода. Это означает, что древесина является очень подходящим питательным веществом для грибов, потому что грибы получают свою энергию из окисление органических соединений. Древесные гнили могут использовать полисахариды. в то время как пятнистые грибы, очевидно, нуждаются в простых формах, таких как растворимые углеводы, белки и другие вещества, присутствующие в паренхиме клетки заболони. Кроме того, присутствие азота в древесине необходимо для роста грибы в древесине.

Насекомые:

Насекомые занимают второе место после гниющих грибов по экономическим потерям, которые они наносят пиломатериалы и древесина в эксплуатации. Насекомых можно разделить на четыре категории: Термиты, пороховые жуки, муравьи-древоточцы и морские бурильщики.

Термиты

Существует два типа термитов: Подземные термиты повреждают древесину, которая необработанные, влажные, находящиеся в прямом контакте со стоячей водой, почвой, другими источниками влага.

Термиты в сухой древесине нападают на высушенную до влаги древесину и заселяют ее содержание от 5 до 10%. Ущерб от сухих древесных термитов составляет менее подземные термиты.

Жуки-пороховницы

Жуки-пороховницы поражают твердую и мягкую древесину. В опасности хорошо выдержан древесина, а также свежезаготовленная и невысушенная древесина.

Муравьи-плотники

Муравьи-плотники не питаются древесиной. Они туннелируют сквозь лес и создают приют. Чаще всего они поражают древесину, находящуюся в контакте с землей, или древесину, периодически смачивается.

Пчелы-плотники

Они наносят ущерб в первую очередь неокрашенной древесине, создавая большие туннели в для того, чтобы отложить яйца.

Морские бурильщики

Они атакуют и могут быстро разрушать древесину в соленой и солоноватой воде.

Минимизация проблем с древесиной:

Большинство широко используемых стратегий защиты древесины включают сушку, покрытие и/или пропитка.

Тщательный отбор древесины

Сердцевина некоторых пород устойчива к гниению. К таким видам относятся сладкий каштан (Castanea sative Mill.), дуб (Quercus spp.), можжевельник (Juniperus виды). Заболонь никогда не бывает естественно прочной породой, практически не подвержена гниению. сопротивление и должны быть обработаны, если желательна долгосрочная долговечность.

Покрытие

Покрытие обеспечивает защиту древесины, используемой как внутри, так и снаружи помещений. Покрытие предотвращает быстрое поглощение и потерю влаги и уменьшает усадку и набухание Это может привести к растрескиванию поверхности и другим проблемам. Но покрытие не полностью предотвратить изменения влажности. Покрытие замедляется, но не останавливается уровень влажности. Покрытие сплошным цветом или пигментированными морилками защищает древесину против ультрафиолетовых лучей.

Добавление фунгицидов к покрытию обеспечивает некоторую защиту от развитие гнилостных и плесневых грибков.

Повреждение лакокрасочного покрытия повышает опасность гниения. Треснувшая краска позволяет влаге вступать в контакт с поверхностью дерева и создает барьер для быстрое и полное высыхание.

Сушка

Как правило, древесина не подвергается воздействию обычных грибков при влажности ниже точки насыщения волокна (FSP). FSP для разных пород дерева лежат между 20-35%, но обычно допустимо 30%: Грибы не могут поражать древесину, используемую внутри и в отапливаемых помещениях, так как равновесная влажность (ЕМС) значительно ниже чем ФСП. например 6%

Если древесину замочить в воде, древесина впитает воду и пропитается ею. Наконец в древесине больше не будет кислорода. В этой ситуации грибы не могут расти в них. Это основная причина, по которой древесина некоторое время хранится в воде. Кроме подводных сооружений нельзя использовать полностью влажные леса; поэтому, когда они используются без воды, они должны быть полностью высушены до электромагнитной совместимости. для того, чтобы защитить их от нападения грибков. В отапливаемых помещениях, где ЭМС лежат в пределах 5-10%, грибы не могут на них выжить.

Одним из наиболее эффективных способов предотвращения деградации древесины является тщательно высушите его и держите в сухости. Последний случай очень важен, так как даже Древесина, высушенная в печи, легко восстанавливает влажность, если ее поместить во влажное помещение. Окружающая среда.

Древесину можно сушить на воздухе или в какой-либо сушильной камере. Только сушка воздухом не достаточно для изделий из дерева, которые используются в отапливаемых помещениях. Поэтому камерная сушка является необходимым. У камерной сушки есть много преимуществ: Одно из них — умерщвление окрашивающие или разрушающие древесину грибы или насекомые, которые могут атаковать древесину и понизить его разряд.

Древесина, которая будет использоваться в помещении, должна быть только высушена, чтобы обеспечить длительный срок службы защита от гнили.

Обработка консервантами для древесины

Мы можем предотвратить гниение древесины, обработав ее консервантами. Но некоторые консерванты для древесины могут нанести вред людям и другим существам. Для этого причина, если древесина используется на открытом воздухе в ситуациях, когда она часто влажная или в тесном близко к жидкой воде, то древесину необходимо обработать антисептиком для дерева химические вещества, обеспечивающие длительный срок службы.

Консерванты для древесины делятся на две группы: на водной основе и на масляной основе химические вещества.

Около 75 % древесины, которая в настоящее время подвергается промышленной обработке, обрабатывается водорастворимых солей, а CCA — это соединение, используемое при лечении для наибольшего объем древесины.

Только креозот и пентахлорфенол эффективно защищают древесину от прямого воздействия контакт с землей. Это также единственные два масляных консерванта, которые обеспечивают общая защита от грибков, вызывающих гниение, термитов, морских мотыльков и других насекомые.

Масляные или масляные консерванты обычно используются для обработки древесины используется на открытом воздухе в промышленных целях; такие как галстуки, сваи и столбы.

В тяжелых случаях древесину обрабатывают консервантами на водной основе для пример хромированного арсената меди и после тщательной выдержки повторно с креозотом.

Ремонтная обработка

Древесина в процессе эксплуатации должна периодически обрабатываться щеткой или различными способами другие методы.

Вторичная обработка деревянных оконных рам, дверных рам и деревянных брусьев и балок иногда осуществляется путем сверления отверстий в местах, где началось гниение и заполнение этих отверстий подходящим обрабатывающим составом. Лечебный состав в форма твердых стержней наиболее предпочтительна, так как она обеспечивает медленное высвобождение активные ингредиенты.

Доработка древесины, используемой в контакте с землей, должна осуществляться путем применения пасты и обертывания с консервантом пропитывают бинтами.

Абиотический Повреждение древесины:

Огонь:

Еще одним недостатком дерева является то, что оно легко воспламеняется. Древесина состоит из органические соединения, состоящие в основном из углерода и водорода. Они могут соединяется с кислородом и горит. Благодаря этим свойствам древесина классифицируется как горючий материал.

Если температура легковоспламеняющегося газа находится в пределах 225–260°С, он горит с прикосновение пламени. После изъятия пламени оно перестанет гореть. Если температура повышается до 250°-270°С, он горит легким пламенем и продолжает гореть без пламени. При повышении температуры до 330°-520°С древесина начинает самопроизвольно гореть. Химические материалы, особенно экстрактивные вещества в лесу структура вызывает изменение точки горения. Например, смолистый кусок сосновая древесина может загореться при более низких температурах. Помимо этого, специфические гравитация и масса поверхности (м2/кг) влияют на продолжительность пламени. Дерево горит сильнее когда удельный вес и поверхностная масса и содержание влаги увеличиваются, и наоборот.

Использование толстой древесины в качестве элемента конструкции является еще одним способом расширения точка горения. Внешняя поверхность горит и превращается в древесный уголь. Уголь, который образующийся на поверхности древесины при горении, является очень эффективным теплоизолятором. Поэтому большие бревна горят очень медленно. Кроме того, дерево очень хорошо теплоизолятор тоже. Наружная поверхность древесины имеет температуру 1000°C, а внутренняя часть все еще 40°C, когда горит кусок толстого дерева. По этой причине, здания с толстыми элементами конструкции, такими как балки и колонны, не легко разрушается в огне. С другой стороны, в стальных конструкциях, поскольку тепло увеличивается, сталь сталкивается с деформацией, а их сопротивление уменьшается и обрушения, где используется древесина, должны быть приняты превентивные меры для обеспечения безопасности против огня. В этом случае дерево не является опасным материалом.

Антипирены:

Невозможно сделать древесину негорючей, как неорганические материалы. В Для предотвращения потенциальных опасностей древесину можно обрабатывать в некоторых замедлители.

Огнезащитные составы можно разделить на две категории: покрытия и химикаты – водорастворимые соли – которыми пропитывают структуру древесины.

Покрытия используются для уменьшения образования летучих легковоспламеняющихся газов путем способствует быстрому разложению поверхности древесины на древесный уголь и воду. Они также защищают деревянную поверхность от солей, растворимых в воде при высокой температуре, например, диаммонийфосфат, тетраборат аммония, ацетат натрия, силикаты щелочных металлов, буры используются против опасности возгорания в древесине.