Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Бетонная смесь

Технология изделий и конструкции из древесины


Технология изделий и конструкции из древесины

Древесина, освобожденное от коры дерево, служит важным строительным материалом.

Свойства древесины зависят от ее строения. Древесина состоит из живых и отмерших (до 96%) клеток, имеющих различную форму и величину. Клетки древесины, образующие ткани, вытянуты в вертикальном и горизонтальном направлении.

Главной составной частью оболочек клеток является целлюлоза. Кроме того в древесине содержатся смолы, лигнин, дубильные вещества, эфирные масла.

Различают в древесине ткани проводящие или сосудистые, механические или опорные и запасающие.

Древесина отличается неоднородностью свойств в различных направлениях. Поэтому изучаюта свойства древесины в трех направлениях: торцевом, перпендикулярным оси ствола; радиальном, вдоль ствола проходящим через сердцевину; тангенциальном, вдоль ствола, проходящим по хорде поперечного сечения на некотором расстоянии от сердцевины. На рис. 8.1 показаны главные части ствола: кора, луб, камбий, заболонь, ядро, сердцевина, сердцевидные лучи, годовые слои. Древесные породы разделяют на ядровые, имеющие ядро, и заболонь (дуб, сосна, лиственница, кедр, ясень, платан); заболонные, лишенные ядра, имеющие лишь заболонную древесину (береза, ольха, клен, липа); спелодревесные, имеющие спелую древесину, и заболонь (ель, пихта, бук, осина).

В древесине различают влагу гигроскопичную или «связанную», которая конденсируется в стенках (оболочках) клеток, и капиллярную или «свободную», которая заполняет полости клеток и межклеточные пространства. При изменении влажности значительно изменяются и свойства древесины: прочность, объем, средняя плотность, деформации.

Рис. 8.1. Строение древесины: а – срез торцовый; б – то же, тангенциальный; в – то же, радиальный; 1- кора; 2 – луб; 3 – камбий; 4 -заболонь; 5 – ядро; 6 – сердцевина; 7 – годовые слои; 8 – сердцевидные лучи

Гигроскопическая влажность, которая обусловливает полное насыщение волокон клеток водой, в среднем составляет около 30%, считая от массы сухой древесины. Эту влажность называют точкой насыщения волокон или пределом гигроскопичности. Полная влажность древесины ( гигроскопическая и капиллярная) может колебаться, например, для свежесрубленной древесины от 40 до 120%, а при погружении в воду доходит до 200%.

Воздушно-сухая древесина имеет влажность 15-20%, комнатно-сухая древесина имеет влажность от 8 до 12%. Влажность, равная 12% принята за стандартную, при которой определяют физико-механические свойства древесины. На изменение прочности, деформаций и средней плотности древесины влияет гигроскопическая влажность. Капиллярная влажность влияет только на изменение средней плотности древесины.

Древесина имеет пороки, которые подразделяются на группы: сучки, трещины, повреждения насекомыми, гнили, пороки формы ствола, пороки строения древесины, раны, ненормальные отложения внутри древесины, ненормальные окраски. Пороки снижают механические свойства древесины и ее декоративность.

Для повышения долговечности и защиты древесины от разрушения применяют сушку, антисептирование, нанесение стойких от возгорания покрытий, конструктивные меры по предотвращению увлажнения древесины во время эксплуатации, а также применение облагороженной древесины, в частности, клееных деревянных конструкций.

Применяют сушку естественную и искусственную.

При естественной сушке древесину выдерживают в штабелях под навесом до достижения воздушно-сухого состояния, т. е. 15-20% влажности в течение нескольких недель или месяцев.

Искусственная сушка древесины осуществляется в сушильных камерах горячим воздухом или газом, а также паром, в петролатуме или токами высокой частоты. Чтобы избежать коробления древесины в процессе сушки сначала ее пропаривают при 70-80 °С, а затем в результате циркуляции сухого воздуха при 50-60 °С древесина равномерно высыхает.

Сушильные камеры подразделяют на периодического и непрерывного действия, по характеру движения воздуха – на камеры с циркуляцией воздуха естественной и принудительной, в зависимости от теплоснабжения -на газовые и паровые.

В камерах периодического действия режим сушки более мягкий, в камерах непрерывного действия туннельного типа штабеля древесины передвигают по рельсовому пути, при этом они обдуваются горячим воздухом.

Сверхскоростная сушка древесины осуществляется в поле токов высокой частоты. Древесина, находясь между электродами из латунной сетки, быстро нагревается и начинается испарение влаги, верхние слои становятся более холодными в результате испарения, процесс испарения влаги из древесины ускоряется. Удаление испаряющейся влаги происходит воздушным потоком со скоростью 1-5 м/с.

Сушка древесины в петролатуме производится следующим образом. Петролатум, находящийся в ванне, нагревается паровыми регистрами до 120-130 °С. Затем в него погружают пакет деревянных элементов. Сушка длится обычно в течение 8-12 ч.

Контактная сушка осуществляется в горячих прессах между металлическими плитами или на роликовых установках. Этот способ применяется обычно для сушки шпона, фанеры.

Для защиты древесины от гниения и возгорания применяют антисептики и антипирены. В качестве антисептиков применяются следующие материалы.

Масла. Они бывают каменноугольные и сланцевые. Положительные качества масел: негигроскопичны, не снижают прочности древесины, не вызывают коррозии металлов, трудновымываемые из древесины. Отрицательные качества: окрашивают древесину в темно-бурый цвет, повышают горючесть древесины, имеют и долго сохраняют неприятный запах.

Органикорастворимые антисептики. К ним относятся пентахлорфе-нол (ПХФ), нафтенат меди (НМ). Это высокотоксичные для грибов, насекомых, древоточцев антисептики. Они хорошо растворимы в маслах и органических растворителях, в воде не растворимы, обладают низкой летучестью, относительно безопасны для теплокровных организмов.

Водорастворимые невымываемые антисептики. Антисептики этой группы хорошо растворимы в воде, с водой вводятся в древесину и в ней меняют свойства – растворимость их резко падает. К этим антисептикам относятся пентахлорфенолят натрия (ПХФН), кислый хромат меди (ХМ-5), фторохромомышьяковый препарат (ФХМ), хромированный хлорид цинка (ХХЦ).

ПХФН при пропитке сорбируется древесным веществом, поэтому концентрируется в поверхностных слоях древесины. Для глубокой пропитки он не пригоден. ПХФН высокотоксичен для грибов и насекомых, относительно безопасен для теплокровных организмов.

Препарат ХМ-5 высокотоксичен по отношению к грибам, особенно эффективен против насекомых и древоточцев. При соблюдении необходимых мер он относительно безопасен для теплокровных организмов, не вызывает коррозии металлов, после обработки поверхности древесина склеивается и окрашивается.

Препарат ФХМ высокотоксичен по отношению к грибам и насекомым. Поверхность древесины после обработки им можно склеивать и отделывать. Препарат имеет ограниченное применение вследствие повышенной опасности для теплокровных организмов.

ХХЦ высокотоксичен для грибов и насекомых, несколько снижает возгораемость древесины.

Водорастворимые вымываемые антисептики. К ним относятся фторид натрия (ФН), кремнефторид натрия (КФН), кремнефторид аммония (КФА), хлорид цинка (ХЦ), препарат ББК-2. Все препараты этой группы легко вымываются из древесины, поэтому имеют ограниченное применение. ФН легко проникает в древесину, не снижает ее прочности, нелетуч, обладает очень слабым коррелирующим действием. Высокотоксичен для грибов и насекомых. КФН по свойствам подобен ФН, но более труднорастворим в воде, поэтому труднее проникает в древесину и труднее вымывается из нее. КФА высокотоксичен по отношению к грибам и насекомым, легко проникает в древесину, не снижает ее прочности. К недостаткам его, кроме легкой вымываемости, относится корродирующее воздействие на металл. ХЦ менее токсичен к вредителям, чем фтористые составы, но обладает слабым огнезащитным свойством. Он сильно корродирует металлы, несколько снижает прочность и повышает гигроскопичность древесины. Препарат ББК-2 (смесь буры и борной кислоты с противоплесневыми добавками) хорошо растворяется в воде и дифундирует в древесину. Он безвреден для теплокровных организмов, умеренно токсичен к грибам, не вызывает коррозии металлов и не ухудшает механических свойств древесины.

По защитной способности антисептики делятся на четыре класса. Экстра-класс – антисептики, обеспечивающие в наиболее трудных условиях максимальный (до 50 лет) срок службы древесины (масла, ПХФ, НМ), I класс-достаточно хорошая защита, длительный срок службы (препарат ХМ-5). II класс-средний срок службы, умеренное вымывание (ХХЦ, ФХМ, ПХФН, КФН). III класс-антисептики, эффективные для защиты, если они не вымываются из древесины. К этому классу можно отнести ФН, АФА, препарат ББК-2 и другие вымываемые антисептики. Расход антисептиков следующий: масла 50-180 кг/м3 древесины, остальные от 2 до 30 кг/м3.

В качестве антипиренов применяют следующие препараты: сернокислый аммоний – соль, хорошо растворимая в воде. Это эффективный ан-типирен, однако он не снижает тления и способствует коррозии металлов; двузамещенный фосфорнокислый аммоний – эффективный антипирен, хорошо растворимый в воде, он меньше предохраняет древесину от возгорания, но больше препятствует ее тлению, не способствует коррозии металлов. Вследствие того, что смесь этих двух солей компенсирует недостатки каждой, на их основе готовят комбинированные растворы-препараты МС1-1, ДСК-5 и СН, в состав которых кроме обеих солей входит вещество, повышающее биостойкость древесины, – фторид натрия. Расход антипирена (по сухой соли) для пропитки древесины составляет от 30 до 80 кг/м3 древесины.

Пропитывают древесину двумя способами: без давления и с созданием внешнего давления. Пропитка без давления делится на пропитку диффузионную пастами, в ваннах, малярную. Пропитка под давлением включает пропитку с торца и пропитку в автоклавах.

Пропитка пастами применяется только для сырой древесины за счет постепенной диффузии пропитывающего состава. Состав в виде пасты наносят на поверхность древесины.

Пропитка в ваннах выполняется погружением и затапливанием материала в ванне с пропитывающим составом. При одинаковой температуре древесины и раствора происходит капиллярное поглощение состава на небольшую глубину. В случае применения горяче-холодной ванны разогретая древесина погружается в холодную ванну с пропитывающим составом. При охлаждении древесины в ванне жидкость проникает в нее за счет возникшего разрежения в древесине. Оба указанных способа применяются для неглубокой пропитки. Малярная пропитка получила свое название по способу нанесения жидкостей: кистями, опрыскиванием, окунанием, т.е. так же как краски и лаки. Для такого нанесения применяют высококонцентрированные растворы хорошо диффундирующих веществ. При нанесении на сырую древесину в условиях, исключающих ее высыхание, раствор в течение нескольких недель проникает на значительную глубину.

Пропитка с торца отличается тем, что пропитывающий состав вводится в древесину через торец под давлением. На торец надевают колпак, в который подается жидкость насосом или из емкости, расположенной выше уровня пропитываемого материала.

Автоклавная пропитка – наиболее эффективный способ пропитки. Древесину пропитывают в закрытых емкостя



Похожие статьи:
Ремонт и восстановление бетонных изделий

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Бетонная смесь

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум