Будівельні матеріали та вироби на основі деревини (4 год)
Метоюроботи є вивчення різновидів матеріалів і виробів на основі деревини, їх властивостей, особливостей отримання та застосування, а також ознайомлення зі способами їх декорування.
Фізичні властивості деревини. Вологість значною мірою зумовлює якість деревини. Розрізняють гігроскопічну вологість, зв'язану в стінках клітин, та капілярну, яка заповнює порожнини клітин і міжклітинний простір. При висиханні деревина спочатку втрачає вільну (капілярну) вологу, а далі починає виділяти гігроскопічну. Вологість деревини, що дорівнює 12%, умовно вважається стандартною.
Істинна густина деревини майже однакова для різних порід і становить 1,53...1,55 г/см3. Середня густина деревини залежить від виду породи, вологості та пористості й може бути в межах 450...900 кг/м3.
Усихання, розбухання, короблення деревини відбуваються зі зміною вологості.
Теплопровідність деревини залежить від породи, напряму волокон і вологості. Так, при вологості 15% теплопровідність уздовж волокон у дуба дорівнює 0,45 Вт/(м×К), у сосни – 0,35 Вт/(м×К), впоперек волокон відповідно 0,22 і 0,17 Вт/(м×К). Теплоємність сухої деревини різних порід знаходиться в межах 1,26...1,42 Дж/(г×К), при збільшенні вологості теплоємність зростає.
Стійкість деревини до дії агресивних середовищ досить висока. Слаболужні розчини майже не руйнують деревину; у кислому середовищі руйнування починається при рН<2. У морській воді деревина зберігається гірше ніж у прісній.
Механічні властивості деревини.Міцність деревини характеризується здатністю чинити опір зовнішнім механічним впливам і залежить від породи, середньої густини, вологості, наявності вад тощо.
Міцність при стиску деревини визначають уздовж та впоперек волокон на зразках-призмах перерізом 20х20 мм і завдовжки 30 мм. Міцність деревини на стиск уздовж волокон у 4...6 разів більша за її міцність впоперек волокон.
Міцність при розтягу деревини вздовж волокон у 2...3 рази більша за міцність при стиску й у 20...30 разів вища за міцність при розтягу впоперек волокон. Для окремих порід границя міцності при розтягу досягає 100...200 МПа.
Міцність при статичному згині деревини перевищує міцність при стиску вздовж волокон, але менша за міцність при розтягу і становить для різних порід 50...100 МПа.
Міцність при сколюванні деревини вздовж волокон становить у середньому 3...13 МПа. Міцність при сколюванні впоперек волокон у 3...4 рази вища за міцність при сколюванні вздовж волокон.
Статична твердість деревини дорівнює навантаженню, потрібному для вдавлювання в поверхню зразка половини металевої кульки на глибину 5,64 мм (площа відбитка дорівнює 1 см2). За твердістю по торцю деревину поділяють на три групи: м'яка з твердістю 35...50 МПа (сосна, ялина, ялиця, вільха); тверда – 50...100 МПа (дуб, клен, каштан, береза); дуже тверда – понад 100 МПа (самшит, кизил).
Пружність деревини характеризується здатністю відновлювати первинну форму після припинення впливу зовнішніх сил, якщо цей вплив не перевищує певної межі. Вона залежить від вологості, густини, кількості та розмірів серцевинних променів і віку дерева. Найбільшу пружність мають дуб і ясен. В'язкість (пластичність) деревини характеризується здатністю змінювати свою форму (наприклад, гнутися) під дією зовнішніх сил і зберігати її після припинення такого впливу. Вона залежить від породи, віку, вологості та температури деревини. До найбільш в'язких порід відносяться в'яз, дуб, ясен, верба. Крихкість – властивість, протилежна пружності, яка полягає в тому, що під дією зовнішньої сили форма деревини дещо змінюється. Коли зовнішня сила досягає граничної величини, відразу настає руйнування. Пересушена деревина стає більш крихкою. Розколюваність деревини характеризується здатністю чинити опір розколу під дією зусиль, що імітують вбивання клину вздовж волокон. Розколювання пояснюється слабким зчепленням волокон деревини по довжині дерева. Осика, ялина, сосна здатні легко розколюватися; клен, граб, береза та дуб розколюються важче. Пробійність деревини характеризується здатністю утримувати цвяхи, шурупи, милиці, скоби. Вона залежить від породи деревини, її густини та вологості. Деревина твердих порід при вбиванні в неї цвяхів розколюється швидше, ніж деревина м'яких порід.
Зовнішній вигляд деревини визначається її кольором, блиском і текстурою.
Вади деревини – недоліки окремих її ділянок, які знижують якість і обмежують можливості використання. Вади деревини можуть бути пов’язані з відхиленнями від її нормальної будови, пошкодженнями та захворюваннями в період росту дерева або його зберігання та експлуатації.
При вивченні натурних зразків слід звернути увагу на їхнє декоративне оздоблення. Інформацію, отриману при опрацюванні підручника “Матеріалознавство”, конспекту лекцій, нормативної та іншої спеціальної літератури, заносять до таблиці 7.1.
Характеристику трьох способів декорування деревини (за вибором викладача) наводять у таблиці 7.2.
Вивчені зразки використовують при виконанні графічної частини роботи.
Таблиця 7.1