Справочник строительных материалов, а также изделий и оборудования для строительства и ремонта квартиры

Группа авторов, 2009

ок современных строительных материалов не просто велик – он огромен, и порой даже профессионалу нелегко разобраться во всем ассортименте предлагаемых товаров. Если вы решили сделать ремонт у себя в доме, вам поможет этот справочник. В нем дана информация о строительных и отделочных материалах, которые позволят вам изменить ваш дом по вашему желанию. Ну а если вы все же захотите доверить ремонт вашего жилища профессионалам, то и в этом случае эта книга не будет лишней – изучив ее, вы сможете разговаривать с мастерами «на одном языке», чтобы понимать то, что они вам предлагают.

Лесопиломатериалы

Древесина как строительный материал обладает рядом положительных свойств: относительно высокой прочностью, небольшой плотностью, малой теплопроводностью, легко поддается механической обработке. Вместе с тем древесина имеет и ряд недостатков: анизотропность древесины обусловливает различные показатели прочности и теплопроводности вдоль и поперек волокон; гигроскопичность приводит к изменению свойств; древесина подвержена загниванию и легко воспламеняется. Современная технология обработки древесины позволяет в значительной мере снизить указанные недостатки.

В настоящее время эффективно используются и отходы древесины: из опилок и стружек наряду с фибролитовыми и ксилолитовыми изделиями изготавливают с применением различных органических клеев прессованные плиты, доски и т. д. На передовых деревообрабатывающих комбинатах коэффициент использования древесного сырья достигает 0,98. Кроме того, древесину используют для производства целлюлозы, этилового и бутилового спиртов, бумаги, картона, органических кислот, канифоли и других продуктов. Поэтому экономное расходование древесины в строительстве является очень важной задачей.

Строение дерева

Дерево состоит из ствола, кроны и корней. Корни предназначены для укрепления дерева в грунте, для всасывания влаги и растворенных в ней минеральных веществ и подачи их к стволу. Ствол удерживает крону и служит для перемещения воды и питательных веществ от корней через ветви к листьям, а от листьев обратно к корням. Строение древесины, видимое невооруженным глазом или при небольшом увеличении, называется макроструктурой, а видимое под сильным увеличением (микроскопом) — микроструктурой.

Макроструктуру древесины изучают по трем разрезам ствола дерева: поперечному, радиальному продольному (по диаметру или радиусу) и тангентальному продольному (по хорде). В поперечном и радиальном разрезах ствола различают следующие основные части: кору, луб, камбий, древесину и сердцевину.

Кора защищает дерево от механических повреждений. Она состоит из наружного слоя — корки и внутреннего луба.

Луб — тонкий внутренний слой коры, он предназначен для передачи питательных веществ из кроны дерева вниз; в нем откладываются запасы этих веществ.

Камбий — тонкий жизнедеятельный слой ткани, располагающийся за лубом. В слое камбия к центру дерева откалываются клетки древесины, а в сторону луба — лубяные клетки. Каждая клетка камбия при размножении делится на две, одна из которых, более тонкостенная, откладывается к внешней стороне ствола, другая, толстостенная, одеревеневшая клетка располагается по направлению к сердцевине. Весной камбий образует широкие клетки с тонкой оболочкой, так называемую весеннюю древесину. Во второй половине вегетационного периода, когда дерево нагружено развивающимися побегами и листьями, камбий образует толстостенные сплюснутые клетки, которые выполняют механические функции и составляют главную часть летней древесины. Образовавшиеся в течение вегетационного периода слои называют годичными. У некоторых пород, например дуба, они хорошо видны на торцовом разрезе. Находящийся за камбием толстый слой древесины состоит из ряда тонких концентрических слоев.

Древесина обычно имеет светлую окраску, но у некоторых пород непосредственно к сердцевинной трубке прилегает более темная древесина, называемая ядром, или мертвой древесиной. От ядра к внешней части ствола располагается светлоокрашенная древесина — заболонь (или оболонь). Древесные породы с темной центральной частью называют ядровыми (дуб, кедр, сосна), а породы, у которых центральная часть имеет свойства ядра, но по цвету не отличается от периферийной части, именуют спелодревесными (ель, пихта, бук). У растущего дерева заболонь состоит преимущественно из живых клеток.

Сердцевина расположена вдоль всего ствола в его центральной части. Она состоит из клеток с тонкими стенками. Сердцевина и образовавшиеся в первый год роста побеги образуют сердцевинную трубку. Эта часть ствола является наиболее слабой, она плохо противостоит загниванию. Питательные вещества в поперечном направлении — от коры к сердцевине — проходят по сердцевинным лучам.

В зависимости от условий роста годовые слои бывают различной ширины даже у деревьев одной и той же породы. Однако ширина годового слоя не так существенно отражается на свойствах древесины, как процентное содержание в ней поздней древесины; с его увеличением прочность древесины возрастает.

Перемещение влаги в древесине лиственных пород происходит по сосудам, расположенным вдоль ствола. В некоторых лиственных породах (дуб, ясень, вяз) имеются крупные и мелкие сосуды: крупные сосуды располагаются в ранней части годового слоя, а мелкие собраны в группы или распределены равномерно по всей площади поздней древесины. Такие породы называют кольце-сосудистыми. В некоторых лиственных породах (береза, осина, липа) крупных сосудов нет и различия между ранней и поздней частями годового слоя не наблюдаются. Эти породы называют рассеянно-сосудисты-ми. Деревья хвойных пород сосудов не имеют, они состоят из замкнутых удлиненных клеток — трахеид. У большинства хвойных пород между трахеидами в поздней части годового слоя находятся смоляные ходы — межклеточные пространства, заполненные смолой. Кроме годовых колец на поперечном разрезе видны узкие полосы, направленные по радиусам и называемые сердцевидными лучами. На радиальном разрезе дуба они имеют вид относительно широких лент.

Микроструктура древесины состоит из большого количества живых и отмерших клеток различных размеров и форм.

Живая клетка имеет протоплазму, ядро, оболочку и клеточный сок.

Протоплазма представляет собой зернистую, прозрачную, тягучую слизь (растительный белок), состоящую из углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Ядро от протоплазмы отличается лишь наличием фосфора, оно обычно имеет овальную форму. Оболочка клетки состоит в основном из целлюлозы или клетчатки. По мере роста клетки оболочка претерпевает различные изменения в строении и составе, в результате чего происходит ее одеревенение, опробование или ослизнение. При одеревенении в оболочке клетки образуется вещество лигнин, в результате чего увеличиваются твердость и прочность клетки. При опробковании в оболочке клетки образуются вещества с меньшим содержанием кислорода, чем лигнин, в связи с чем клетка хорошо противостоит гниению и становится непроницаемой для воды и газов. Ослизнение сопровождается превращением всей оболочки или ее части в слизь, которая растворяется в воде. Если ослизняется часть оболочки, то создаются отверстия, которыми клетки соединяются между собой, образуя сосуды.

По назначению различают клетки проводящие, механические и запасающие. Проводящие клетки служат в основном для передачи питательных веществ от корней к ветвям и листьям. Механические клетки имеют вытянутую форму, толстые стенки и узкие внутренние полости, которые плотно соединены между собой. Эти клетки в основном придают древесине высокую прочность. Запасающие клетки находятся большей частью в сердцевинных лучах и служат для хранения и передачи питательных веществ живым клеткам в горизонтальном направлении.

Свойства древесины

Древесина обладает весьма разнообразными свойствами. Наиболее полно они раскрываются при изучении физических и механических свойств древесины.

Физические свойства древесины. На свойства древесины большое влияние оказывает влажность. Воду, находящуюся в древесине, делят на три вида: капиллярную (или свободную), гигроскопическую и химически связанную. Капиллярная вода заполняет в древесине полости клеток, межклеточные пространства и сосуды. Гигроскопическая вода находится в стенках клеток. Химически связанная вода входит в химический состав веществ, образующих древесину. Основную массу воды в растущем дереве составляет капиллярная и гигроскопическая или только гигроскопическая вода. Состояние древесины, в которой отсутствует капиллярная вода и содержится только гигроскопическая, называется точкой насыщения волокон. В древесине разных пород она составляет 23–35 %. При высыхании древесины влага постепенно испаряется с поверхности наружных слоев, а влага, оставшаяся в древесине, передвигается от внутренних слоев к наружным. По степени влажности различают древесину: мокрую, свежесрубленную (влажность 35 % и выше), воздушно-сухую (влажность 15–20 %) и комнатно-сухую (влажность 8—12 %).

Гигроскопичностью древесины называют свойство ее поглощать из воздуха парообразную воду. Степень поглощения зависит от температуры воздуха и его относительной влажности.

Равновесной называют влажность, которую имеет древесина при продолжительном нахождении на воздухе с постоянной относительной влажностью и температурой. Равновесная влажность комнатно-сухой древесины составляет 8—12 %, поэтому до такой влажности высушивают паркетную клепку и древесину, используемую в помещениях. Влажная древесина отдает влагу окружающему воздуху, а сухая поглощает ее. Поскольку влажность воздуха не постоянна, влажность древесины также меняется — изменение влажности древесины от нуля до точки насыщения волокон вызывает изменение объема древесины. Последнее приводит к разбуханию и усушке, короблению древесины, появлению трещин. Для уменьшения гигроскопичности и водопоглощения древесину покрывают лакокрасочными материалами или пропитывают различными веществами. Плотность древесины зависит от объема пор и влажности и характеризует ее физико-механические свойства (прочность, теплопроводность, водопоглощение). Показатель плотности используют при определении коэффициента качества, который находят отношением предела прочности при сжатии к плотности. У сосны он равен 0,6, а у дуба — 0,57. Пористость древесины хвойных пород колеблется от 46 до 85 %, лиственных — от 32 до 80 %.

Усушкой древесины называют уменьшение ее линейных размеров и объема при высыхании. Испарение капиллярной воды не сопровождается усушкой, она происходит только при испарении гигроскопической влаги. При этом уменьшается толщина водных оболочек, мицеллы сближаются друг с другом и уменьшаются размеры древесины. Ввиду неоднородности строения древесина усыхает или разбухает в различных направлениях не одинаково. Линейная усушка вдоль волокон составляет 0,1–0,3 %, в радиальном направлении — 3–6 %, а в тангентальном — 7—12 %.

Свойство неравномерного изменения линейных размеров в различных направлениях является одним из отрицательных свойств дерева как строительного материала. Медленное высыхание древесины обеспечивает более равномерную усушку и дает меньше трещин. Неравномерная усушка древесины в различных направлениях вызывает различные напряжения, в связи с чем древесина коробится и покрывается трещинами. В круглом бревне трещины располагаются радиально. Доски, вырезанные ближе к сердцевине ствола, коробятся меньше, чем доски, выпиленные ближе к поверхности бревна.

Набуханием называют способность древесины увеличивать свои размеры и объем при поглощении воды, пропитывающей оболочки клеток. Древесина разбухает при поглощении влаги до точки насыщения волокон. Набухание, как и усушка, не одинаково в разных направлениях. Вдоль волокон оно составляет 0,1–0,8 %, тогда как в радиальном направлении — 3–5 %, а в тангентальном — 6—12 %.

Водопроницаемость древесины зависит от породы дерева, первоначальной влажности, характера разреза (торцевого, радиального, тангентального), местоположения древесины в стволе (ядро, заболонь), ширины годичных слоев, возраста древесины. Водопроницаемость вдоль волокон больше, чем через радиальную и тангентальную поверхности. Характеризуется водопроницаемость древесины количеством воды, профильтровавшейся через поверхность образца (г/см²).

Теплопроводность древесины невелика, она зависит от характера пористости, влажности, направления волокон, породы и плотности дерева, а также от температуры. Теплопроводность древесины вдоль волокон примерно в 1,8 раза больше, чем поперек волокон. В среднем она составляет 0,16—0,30 Вт/(м °С). С увеличением плотности и влажности уменьшается количество воздуха, находящегося в пустотах, в связи с чем теплопроводность древесины увеличивается.

Электропроводность древесины зависит от ее влажности. Электрическое сопротивление сухой древесины в среднем составляет 75—107 Ом см, а сырой — в 10 раз меньше. Древесину используют при электропроводке в качестве досок, розеток и т. д.

Стойкость древесины к действию кислот, щелочей и воды. Длительное действие кислот и щелочей разрушает древесину, и чем выше концентрация, тем сильнее их разрушающее действие. Слабощелочные растворы не разрушают древесину. В кислой среде древесина начинает разрушаться при рН<2, тогда как разрушение бетона и стали начинается при рН<4. Хвойные породы считаются более стойкими к действию серной, азотной, соляной и уксусной кислот и едкого натра, чем лиственные, а из хвойных пород наибольшей стойкостью обладает лиственница. В морской воде древесина сохраняется хуже, чем в речной. В воде большой бактериологической агрессивности стойкость древесины низка, поэтому ее не применяют в сетях канализации.

Механические свойства древесины как анизотропного материала не одинаковы в различных направлениях. Они зависят от многих факторов: с увеличением влажности прочность древесины снижается; древесина большой плотности имеет более высокую прочность; на прочность древесины влияют процент поздней древесины, наличие пороков, гнили, старение.

Прочность древесины при сжатии. Усилия к конструктивному элементу могут быть приложены с учетом строения древесины вдоль или поперек волокон, поэтому соответствующим образом различают и сжатие древесины. Для испытания на сжатие вдоль волокон берут образцы древесины без сучков в виде прямоугольной призмы размером 20x20x30 мм при размере древесины не менее 30 мм вдоль волокон и испытывают на прессе.

Предел прочности древесины при сжатии вдоль волокон с влажностью 12 % в зависимости от породы дерева меняется в широких пределах — от 30 до 80 МПа. Предел прочности древесины при сжатии поперек волокон значительно меньше, чем при сжатии вдоль волокон, и составляет: в радиальном направлении для пихты — 4,1 МПа, граба — 25,6 МПа, а в тангентальном для ели — 7,1 МПа, граба — 15,6 МПа.

Прочность древесины на растяжение. Древесина имеет высокий показатель прочности на растяжение вдоль волокон. Для основных пород эта величина меняется от 80 до 190 МПа. Однако трудность передачи усилий, заключающаяся в том, что в закрепленных концах деревянной детали возникают напряжения смятия и скалывания, которым древесина сопротивляется плохо, не позволяет широко использовать древесину в конструкциях, работающих на растяжение.

Прочность древесины на статический изгиб достаточно высока, благодаря чему ее часто применяют для элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб (балки, бруски, стропила, фермы и т. д.). Предел прочности древесины на изгиб должен быть приведен к влажности 12 %. У лиственных пород прочность при изгибе в радиальном и тангентальном направлениях практически одинакова, а у хвойных прочность в тангентальном направлении немного больше, чем в радиальном. Прочность на статический изгиб зависит от тех же факторов, что и прочность при сжатии.

Прочность древесины на скалывание вдоль волокон невысокая — 6,5—14,5 МПа. Сопротивление перерезыванию древесины поперек волокон в 3–4 раза выше сопротивления скалыванию вдоль волокон, но чистый срез обычно не имеет места, так как одновременно происходит смятие и изгиб волокон. В строительных конструкциях древесина часто работает на скалывание вдоль волокон, например в стропильных фермах и других элементах конструкций.

Пороки древесины

Пороками древесины называют отклонения от нормального строения, а также повреждения, которые оказывают влияние на ее технические свойства. Пороки появляются как при росте дерева, так и при хранении на складах и во время эксплуатации. В зависимости от причин их появления пороки делят на следующие группы: пороки, зависящие от неправильного строения, образовавшиеся от механического повреждения; от грибковых заболеваний; от повреждений насекомыми.

Пороки, зависящие от неправильного роста древесины, следующие:

— косослой древесины выражается в винтообразном направлении волокон, что значительно ухудшает физико-механические свойства древесины. Косослойная древесина имеет повышенную усушку, продольное коробление и понижает прочность древесины при изгибе;

— крень однобокая и местная встречается у хвойных пород и представляет собой утолщение поздней части годовых слоев; кривизна, представляющая собой искривление ствола по длине, бывает односторонней и разносторонней, причем ствол может быть искривлен в одной или разных плоскостях. Кривизна уменьшает полезный выход продукции и является причиной искусственного косослоя;

— сбежистость представляет собой уменьшение диаметра ствола от корня к вершине, превышающее норму; сбежистость является причиной искусственного слоя и уменьшает полезный выход продукции; двойная сердцевина, характеризуемая наличием двух сердцевин в торцовом сечении ствола, снижает качество древесины;

— сучковатость выражается количеством сучков на 1 м, а также величиной и видами самих сучков; сучки бывают заросшие, выпадающие, рыхлые, роговые, табачные и др., а также здоровые и загнившие (например, табачные являются очагами загнивания здоровой древесины).

Трещины образуются не только при высыхании срубленного дерева, но и при жизни. Причинами появления трещин могут быть усыхание ядра, раскачивание ветром, мороз и т. д. Трещины бывают следующих видов: метик, отлуп, морозобоина и трещины усушки. Метик представляет собой одну или несколько внутренних радиально-продольных трещин, проходящих через сердцевину, но не доходящих до луба. Различают метик простой и крестовый. Простой метик состоит из одной или двух трещин на торце, расположенных по одному диаметру; крестовый метик образуется двумя или несколькими трещинами, на торце, расположенными под углом одна к другой. Метик именуется согласным, если трещина идет по стволу в одной плоскости, и несогласным, если трещина идет винтообразно. Отлупом называют внутреннюю трещину, идущую по годовому слою вдоль ствола. Отлуп может быть дугообразный или кольцеобразный. Морозобоина — это наружная открытая продольная трещина, более широкая с внешней стороны ствола и сужающаяся к центру ствола. Трещины усушки встречаются очень часто в древесине почти всех пород. Они образуются при высыхании древесины ниже точки насыщения волокон и распространяются от поверхности вглубь. Трещины снижают качество древесины, уменьшают количество полезной древесины и способствуют ее загниванию.

Повреждения древесины грибками весьма многочисленны. Ненормальные окраски и гнили древесины вызываются главным образом поселившимися в ней грибками, являющимися простейшими растительными организмами и питающимися за счет клеток древесины, а иногда вызываются физико-химическими факторами. Грибки развиваются при наличии кислорода, влаги и благоприятной температуры. Древесина с влажностью 20 % и менее, а также древесина, помещенная в воду или на мороз, не загнивает. Некоторые грибки могут развиваться лишь на растущем дереве, другие — только на срубленном, а некоторые развиваются как на растущем, так и на срубленном дереве. Одни грибки только изменяют окраску древесины и почти не влияют на физико-механические свойства, другие могут влиять на физико-механические свойства древесины, разрушают ее, образуя гнили. К группе грибков, поражающих растущее дерево и продолжающих разрушать его в конструкциях, относятся: гниль дуба белая или бурая, гниль лиственных пород белая и т. п. Грибки, развивающиеся на древесине в зданиях и сооружениях, называют домовыми грибками. Наиболее опасными, быстро разрушающими древесину, являются грибы белый домовой и домовой пленчатый. К группе грибков, медленно разрушающих древесину, относятся плесени, цветные окраски и синева. Процесс гниения древесины при ее высыхании прекращается, и все грибки погибают.

Повреждение древесины насекомыми может происходить как на растущем, так и на срубленном дереве. Насекомые расселяются преимущественно на свежесрубленных, а также на сухостойких и ослабленных деревьях на корню. Растущему дереву наибольший вред приносят короед, усачи и другие насекомые. При использовании древесины, пораженной короедом, для распиловки на доски и тес поврежденные места срезают, что не оказывает вредного влияния на материал, однако при использовании таких бревен возможно быстрое их загнивание, так как жуки часто заносят споры грибков, вызывающих гниение.

Червоточина — это глубокое повреждение древесины насекомыми и их личинками. Древесина, пораженная глубокой червоточиной, имеет низкие механические свойства и сортность вплоть до перехода в разряд дровяных. Глубокая червоточина встречается на всех древесных породах.

Предохранение древесины от разрушения и возгорания

Древесина, находящаяся в сооружении и на складе, может подвергаться разрушению, вызываемому грибками и насекомыми. Неодинаковые древесные породы оказывают различную сопротивляемость разрушающей деятельности грибков и насекомых. Более стойкой является плотная древесина с большим содержанием летней древесины с дубильными веществами. Сухая окоренная (без луба) древесина сохраняется довольно долго в сухих, проветриваемых помещениях. Некоторые древесные породы, находящиеся в воде, не только не разрушаются, но и увеличивают свою прочность, например дуб.

Предохранить древесину от загнивания и увеличить срок службы в сооружении можно путем защиты ее от увлажнения, а также конструктивными мерами. Срок службы древесины увеличивается при сплошном покрытии ее в сухом состоянии масляной краской, лаком или олифой. Значительно увеличивается срок службы сухой древесины, обмазанной смолой. В этом случае смола выполняет функции не только красителя, но и антисептика, хотя и слабого. Выщелачиванием древесины в холодной воде либо в процессе сплава леса можно удалить растительные соки. Выщелачивание производят также в горячей воде путем вываривания.

Антисептики. Одним из самых действенных способов увеличения срока службы древесины является обработка ее антисептиками — веществами, которые отравляют грибки, вызывающие гниение древесины. Антисептики должны обладать высокой токсичностью по отношению к грибкам, быть стойкими, не должны поглощать влагу и вымываться водой. В то же время они должны быть безвредны для человека и домашних животных, хорошо проникать в древесину и не должны разрушать ее и металл и иметь неприятный запах. Антисептики бывают водорастворимые, маслянистые и в виде пасты.

Водорастворимые антисептики используют для обработки древесины, которая в процессе эксплуатации не будет подвергаться воздействию влаги. Из водорастворимых антисептиков наиболее широко применяют фтористый и кремнефтористый натрий, медный купорос, динитрофенолят натрия.

Фтористый натрий NaF — белый порошок, мало растворимый в воде, не имеет запаха, не разрушает древесину и железо. Применяют фтористый натрий для пропитки и обмазки древесины в виде 3 %-ного раствора при температуре 15 °C. Фтористый натрий нельзя использовать в смеси с известью, мелом и гипсом.

Кремнефтористый натрий Na₂SiF₆ — порошок, плохо растворимый в воде, по антисептическим свойствам близок к фтористому натрию. Применяют его в виде горячего раствора в смеси с фтористым натрием в соотношении 1:3, а также в качестве компонента в силикатных пастах или после обработки щелочью.

Динитрофенолят натрия производят из динитрофенола под действием углекислой соды. Динитрофенолят натрия не летуч, не гигроскопичен, не разрушает металлов, в сухом порошке взрывоопасен. Используют его в водных растворах для поверхностной обработки изделий из дерева, которые не будут находиться вблизи нагреваемых поверхностей.

Масляные антисептики вследствие горючести и резкого запаха применяют ограниченно, только для пропитки или обмазки древесины, находящейся на открытом воздухе, в грунте или воде. К ним относятся каменноугольное креозотовое и антраценовое масла, торфяной креозот, каменноугольный деготь и сланцевое масло.

Креозотовое масло — черная или коричневая жидкость — является одним из лучших антисептиков, слабо вымывается водой, не гигроскопично, не летуче, не разрушает древесину и металл; однако оно обладает горючестью, малой проницаемостью, имеет неприятный запах, на поверхности древесины образует плотный слой, затрудняющий ее высыхание. Креозотовое масло применяют подогретым до 50–60 °C. Оно окрашивает древесину в темный цвет, в связи с чем ее нельзя красить. Креозотовое масло не следует применять для внутренней окраски жилых зданий и складов пищевых продуктов, подземных сооружений и поверхностей, расположенных около горючих мест.

Антраценовое масло — зеленовато-желтая жидкость, обладающая сильным антисептическим действием, медленно улетучивается, слабо выщелачивается водой и не разрушает дерева и металлов. Антраценовое масло получают из каменноугольного дегтя. Оно обладает такими же свойствами, что и креозотовое масло, и применяется в тех же случаях.

Антисептические пасты по виду вяжущих веществ бывают битумные, силикатные и др.

Битумные антисептические пасты содержат 30–50 % фтористого натрия, 5–7 % торфяного порошка, до 30 % нефтебитума марки III или IV и до 30 % зеленого нефтяного масла. Эти пасты огнеопасны во время приготовления, обладают резким запахом, водоустойчивы. Применяют их для покрытия элементов, находящихся в условиях увлажнения, соприкасающихся с землей и открытых для атмосферного влияния.

Силикатные антисептические пасты содержат 15–20 % кремнефтористого натрия, 65–80 % растворимого стекла, 1–2 % креозотового масла и до 20 % воды. Эти пасты не водостойки и не горючи. Применяют их в промышленном и жилищном строительстве в местах, защищенных от воды.

Среди способов антисептирования древесины наиболее распространены: поверхностное антисептирование, пропитка в горяче-холодной или в высокотемпературной ваннах, пропитка под давлением и др.

Поверхностное антисептирование заключается в промазывании или опрыскивании древесины раствором антисептика.

Пропитку древесины в горяче-холодной ванне производят водорастворимыми и масляными антисептиками. При этом древесину сначала загружают в ванну с горячим антисептиком с температурой до 98 °C и выдерживают 3–5 ч, а затем помещают в ванну с холодным антисептиком на 1–3 ч с температурой водорастворимых антисептиков 15–20 °C и масляных 40–60 °C. Этот способ эффективен при пропитке подсушенной древесины, имеющей влажность заболони не более 30 %.

Пропитку древесины в высокотемпературных ваннах (с петролатумом) применяют для антисептирования сырой древесины. Древесину загружают в ванну с расплавленным жидким петролатумом, имеющим температуру 120–140 °C, и выдерживают в ней некоторое время для нагревания и сушки, затем древесину перемещают в холодную ванну с масляным антисептиком с температурой 65–75 °C на 24–48 ч. В этом способе совмещаются сушка и антисептирование древесины.

Пропитку древесины под давлением производят водными и масляными антисептиками в специальных стальных цилиндрических котлах-ретортах с рабочим давлением 0,6–0,8 МПа. Для этого лесоматериал загружают в пропиточный бак и герметически закрывают, т. е. создают вакуум. Затем бак наполняют антисептиком и повышают давление до 0,6–0,8 МПа, после чего давление доводят до нормального, удаляют антисептики и вынимают лесоматериал. При пропитке древесины масляными антисептиками их предварительно подогревают, чтобы температура в баке при пропитке не была ниже установленного предела.

Предохранение древесины от возгорания. Легкая возгораемость древесины — один из существенных ее недостатков. Предохранить древесину от возгорания можно конструктивными мерами: удалением от источников нагревания, применением прокладок из несгораемых материалов (бетона, кирпича и т. д.), покрытием слоем малотеплопроводного материала (асбестом, штукатуркой и т. п.) или обработкой огнезащитными веществами. Применяют два способа обработки покрытия: красками и антипиренами — специальными химическими веществами.

Огнезащитные краски по составу бывают силикатные, казеиновые, масляные и хлорвиниловые. Силикатные краски изготовляют на основе растворимого стекла, они обладают высокими огнезащитными свойствами. При окраске древесину покрывают слоем огнезащитной краски, которая сама по себе не горит, долго не разрушается от огня и плохо проводит тепло.

Антипирены представляют собой более надежное средство в борьбе с воспламеняемостью древесины. Они при высокой температуре либо плавятся, либо выделяют газы, препятствующие горению. Равномерно пропитанное антипиреном сухое дерево при высокой температуре не воспламеняется, а только тлеет. Лучшими огнезащитными свойствами обладают антипирены, содержащие соли аммония или борной и фосфорной кислот. Пропитку древесины антипиренами производят так же, как и пропитку водорастворимыми антисептиками, что дает лучшие результаты, чем покрытие ее огнезащитными красками.

Породы древесины и их применение в строительстве

Наиболее широко в строительстве используются хвойные породы. Древесина хвойных пород характеризуется резко выраженным очертанием годовых слоев.

Лиственные породы делятся на кольцесосудистые и рассеяннососудистые. Годовые слои у первой группы пород хорошо видны на всех разрезах. Крупные сосуды на поперечном разрезе собраны кольцом в весенней части годового слоя. Лиственные рассеяннососудистые породы характеризуются тем, что годовые слои их хорошо видны на поперечном разрезе и слабо на радиальном и тангетальном.

В таблице 1 приведены основные свойства наиболее распространенных хвойных и лиственных пород древесины.

Сушка лесных материалов

Свежесрубленная древесина имеет влажность значительно большую, чем допускается при ее использовании. При быстром высыхании древесины возможно коробление и растрескивание. Поэтому перед использованием древесины в строительстве ее сушат, что предохраняет от загнивания, увеличивает прочность, уменьшает плотность и склонность к изменению формы и размеров. В настоящее время применяют следующие способы сушки древесины: воздушную (естественную), камерную, электросушку, сушку в горячих жидкостях. Основными являются воздушная и камерная сушки.

Воздушная сушка проводится на открытом воздухе, под навесом или в закрытых складах. Продолжительность сушки древесины с исходной влажностью 60 % до влажности 20 % в зависимости от времени года — 15–60 суток. Воздушная сушка требует больших площадей, зависит от климатических условий и времени года, не исключает загнивания древесины, а высушивание ее возможно только до воздушно-сухого состояния.

Камерную сушку осуществляют в специальных камерах-сушилках с помощью нагретого и увлажненного воздуха или топочных газов с температурой 40—105 °C. При камерной сушке соблюдается определенный режим, т. е. соотношение между температурой и влажностью воздуха. Нарушение режима сушки может привести к растрескиванию и короблению древесины, к увеличению брака и удлинению сроков сушки. Искусственная сушка не только сокращает сроки сушки, но позволяет высушивать изделия до влажности ниже 16 %, получать древесину высокого качества, без коробления и трещин. К недостаткам камерной сушки относится необходимость иметь специальное оборудование и помещение, а также значительный расход топлива, электроэнергии и рабочей силы.

Материалы, изделия и конструкции из древесины

В строительстве применяют следующие виды лесных материалов и изделий: лесоматериалы круглые (бревна), пиломатериалы и заготовки, изделия строганые погонажные, материалы для полов, плиты столярные, материалы для кровель, фанеру и столярные изделия. К деревянным конструкциям относятся: несущие конструкции, изготовляемые из естественной (неклееной) древесины; комплекты изделий и деталей для домов и клееные конструкции.

Лесоматериалы круглые

Лесоматериалы круглые (бревна) строительные из хвойных и лиственных пород представляют собой отрезки стволов деревьев толщиной на верхнем торце не менее 12 см, подтоварник — диаметром 8—11 см, а жерди — 3–7 см. Бревна должны быть очищены от сучьев заподлицо с поверхностью и окорены с полным удалением луба. По назначению бревна подразделяют на строительные и пиловочные.

Бревна строительные изготовляют преимущественно из сосны, лиственницы, кедра, реже из ели и дуба. Их используют для несущих конструкций: свай, пролетных строений мостов в гидротехническом строительстве, опор воздушных линий связи и т. п. Длина бревен 3–6,5 м с градацией в 0,5 м. В зависимости от качества древесину делят на четыре сорта. В строительстве применяют древесину 2-го и 3-го сортов.

Пиловочные бревна стволов хвойных и лиственных пород используют для получения пиломатериалов. Кряжи — обрезки ствола дерева чаще березы, ольхи, осины (диаметром более 200 мм) — используют в производстве фанеры.

Хранение круглых лесоматериалов осуществляют в штабелях по породам, категориям и длине.

Пиломатериалы, заготовки из древесины хвойных и лиственных пород

Пиломатериалы получают продольной распиловкой древесины: на доски толщиной 100 мм и менее при соотношении ширины к толщине более 3; бруски толщиной 100 мм и менее при отношении ширины к толщине 3 и менее; брусья (четырех — и двухкантные) толщиной и шириной более 100 мм. По характеру обработки пиломатериалы делят на обрезные, у которых обе кромки пропилены по всей длине, не обрезные, у которых кромки не пропилены или пропилены меньше, чем на половину длины.

Из хвойных пород изготовляют пиломатериалы трех видов: доски, бруски и брусья. Доски производят толщиной 13–40 мм и шириной 80—250 мм; бруски — толщиной 50—100 мм и шириной 80—200 мм; брусья — толщиной 130–250 мм и шириной 130–250 мм. Пиломатериалы из хвойных пород имеют длину до 6,5 м с градацией в 0,25 м.

Из лиственных пород пиломатериалы изготовляют длиной 1–6,5 м с градацией в 0,25 м, толщиной 13–75 мм и шириной 80—200 мм. Пиломатериалы для клееных конструкций должны иметь влажность не более 15 %, а для пролетных строений мостов и других несущих конструкций — не более 25 %.

Древесина, применяемая для пиломатериалов, должна быть высокого качества и не должна содержать гнили, а для пиломатериалов первой и второй категорий — также червоточины, пасынков, гнилых и табачных сучков.

Заготовками называют пиломатериалы, заготовленные применительно к габаритным размерам изделий из древесины с припусками на усушку и обработку, предусмотренными действующими стандартами. В зависимости от вида обработки заготовки делят на пиленые, клееные и калиброванные (предварительно простроганные); в зависимости от размера заготовки — на тонкие (толщиной до 32 мм), толстые (толщиной более 32 мм), досковые (толщиной 7—100 мм и шириной более двойной толщины) и брусковые (толщиной 22—100 мм и шириной не более двойной толщины). Длину заготовок из хвойных и лиственных пород устанавливают 0,3–1 м с градацией 50 мм и свыше 1 м с градацией 100 мм.

Влажность пиленых заготовок не должна превышать 18–22 %, а клееных и калиброванных — должна соответствовать влажности готовых изделий. К строганым погонажным деталям относят наличники, раскладки, плинтусы, доски для настила чистых полов, поручни для перил, проступи, доски подоконные и наружную обшивку. Строганые погонажные материалы делают из древесины хвойных и лиственных пород. Погонажные изделия изготовляют длиной 2,1 м и более с градацией через 100 мм. Влажность древесины для досок чистого пола не должна превышать 12 %, а для других деталей — не более 15 %. Погонажные строганые изделия могут быть не только цельными, но и составными как по сечению, так и по длине. Во всех случаях соединение выполняют на клею.

Материалы для полов бывают следующих видов: штучный паркет, наклеенный на бумагу, паркетные доски, доски для настила чистых полов, шашка торцовая и плиты древесноволокнистые. Для производства паркета применяют дуб, бук, березу, сосну, лиственницу, ясень, клен, берест, вяз, ильм, каштан, граб, белую акацию. Доски для настила чистых полов изготовляют из сосны, ели, лиственницы, пихты, кедра, березы, бука и ольхи, а шашку торцовую — из древесины хвойных и твердых лиственных пород, исключая пихту, дуб, бук и березу. Влажность древесины для чистого пола не должна превышать 12 %, для паркета и паркетных досок — 6 — 10 % и для шашки торцовой — не более 28 %. Доски для пола и торцовая шашка до их укладки должны быть обработаны антисептиками.

Щиты плит изготовляют из одной породы дерева хвойных или мягких лиственных пород, а также из березы. Рубашки для необлицованных плит делают из березового, ольхового, букового и соснового шпона и для облицованных плит — из строганой фанеры не ниже 2-го сорта. Плиты столярные производят шириной 1220, 1270 и 1525 мм, длиной 1800, 2120 и 2500 мм и толщиной девяти типоразмеров от 16 до 50 мм. Влажность столярных плит не должна превышать 8 %.

Фанера и материалы для кровель временных зданий

Кровельные материалы для временных зданий производят следующих видов: стружку, дрань, плитки деревянные и гонт. Материалы для кровель изготовляют из сосны, ели, пихты и осины; дрань можно также изготовлять из лиственницы; плитку — из кедра.

Стружку производят длиной вдоль волокна 400–500 мм, шириной 70—120 мм и толщиной 3 мм; дрань — длиной 400—1000 мм, шириной 90—130 мм и толщиной 3–5 мм; плитки — длиной 400–600 мм с градацией через 50 мм, шириной не менее 70 мм и толщиной 13 мм; гонт — длиной 500–700 мм с градацией через 100 мм, шириной 70—120 мм с градацией через 10 мм и толщиной со стороны шпунта 15 мм, со стороны пера — 3 мм. Влажность древесины, применяемой для стружки и драни, составляет 40 %, а для плиток и гонта — до 25 %.

Фанеру изготовляют склеиванием тонких слоев (шпонов) древесины. В строительстве применяют фанеру трех видов: клееную, бакелизированную и декоративную.

Клееную фанеру делят на: фанеру повышенной водостойкости, склеенную клеями типа фенолоформальдегидного марки ФСФ, средней водостойкости, склеенную карбамидными или альбумино-казеиновыми клеями (марок ФК и ФБА) и ограниченной водостойкости, склеенную белковыми клеями марки ФБ. В зависимости от вида обработки поверхностей рубашек фанера подразделяется на шлифованную и нешлифованную. Клееную фанеру изготовляют из березы, бука, осины, ясеня, ильма, дуба, липы, ольхи, сосны, ели, кедра и пихты размерами 2400x1525 мм и толщиной 1,5—18 мм. Клееную фанеру повышенной водостойкости применяют для несущих конструкций (балок, арок, рам и т. п.) в открытых сооружениях с защитой от увлажнения — окраской; в помещениях с влажностью воздуха до 70 % — без окраски. Фанеру средней водостойкости применяют для перегородок и внутренней обшивки зданий.

Бакелизированную фанеру изготовляют из целых листов по ширине березового шпона толщиной не более 1,5 мм, пропитанного и склеенного фенолоформальдегидными клеями. Бакелизированная фанера имеет высокие конструктивные качества, ее предел прочности на растяжение 60–80 МПа, при этом она так же легка, как и древесина, имеет повышенную водостойкость и прочность. Ее применяют для легких конструктивных элементов без окраски поверхности.

Для производства декоративной фанеры применяют березовый, ольховый и липовый шпон. По виду облицовки декоративную фанеру делят на два вида: фанеру, поверхность которой облицована бесцветной клееокрашенной пленкой, и фанеру, облицованную пленкой и декоративной бумагой. Декоративная фанера может быть облицована с одной или двух сторон и имеет глянцевую или полуматовую поверхность. Декоративную фанеру выпускают следующих размеров: длиной 1220–1830 мм, шириной 725—1220 мм и толщиной 1,5—12 мм. Влажность фанеры не должна превышать 10 %. В строительстве декоративную фанеру применяют для внутренней отделки стен, перегородок, панелей, дверных полотен и встроенной мебели.

Конструкции из древесины

Конструкции из древесины и индустриальные строительные детали изготовляют на специальных заводах.

Комплекты деревянных изделий и деталей для домов заводского изготовления делят на следующие группы: комплекты для брусчатых домов; для каркасных домов со стенами несущего деревянного или железобетонного каркаса с различными заполнителями; для панельных домов со стенами из несущих панелей — деревянных (щитов), железобетонных или других материалов; для домов со стенами из местных каменных и других строительных материалов. Комплекты деревянных изделий и деталей изготовляют из древесины хвойных (сосны, ели, лиственницы, кедра, пихты) и лиственных пород (бука, березы, тополя, ольхи, осины, липы). Дома заводского изготовления производят одно — и двухэтажные, их собирают на строительной площадке из готовых элементов. Изделия и детали поставляют на стройку в готовом виде, исключающем их подгонку; детали и изделия, соприкасающиеся с землей, антисептируют.

Клееные конструкции применяют в покрытиях, перекрытиях, мостах в качестве балок прямоугольного и двутаврового сечения, а также в виде арок и частей металло-деревянных ферм в виде криволинейных и прямолинейных блоков верхних поясов ферм и элементов решетки, рам и стоек, свай и шпунта, мостовых брусьев, шпал, клеефанерных щитов (покрытий, стен и перекрытий), а также инвентарной опалубки. Клееные конструкции изготовляют путем склейки из досок (брусков) или из досок (брусков) и фанеры.

Влажность древесины для изготовления клееных конструкций не должна превышать 12 %. Элементы конструкций, подвергающиеся увлажнению, изготовляют на водостойких клеях типа феноло-формальдегидного.

Приемка, транспортирование и хранение лесоматериалов

При приемке лесоматериалов, изделий и конструкций из древесины на строительстве должно проверяться соответствие их качества с учетом допускаемых пороков, размеров и влажности действующим стандартам и техническим условиям.

Изделия из дерева, поставляемые с ограниченной влажностью, при перевозке и хранении защищают от увлажнения и повреждений. Бревна, применяемые в круглом виде с ограниченной влажностью, хранят в штабелях, обеспечивающих естественную сушку древесины. Пиломатериалы, поступающие с влажностью до 25 %, хранят в штабелях с плотной укладкой, а с влажностью более 25 % — в штабелях, обеспечивающих естественную сушку материалов; над штабелем устраивают плотную крышу. Детали, погонажные материалы для полов, кровель, дрань штукатурную хранят в закрытых складах, где конструкции укладывают на прокладки, предохраняющие от искривления, поломок и грунтовой влаги.

При перевозке и кратковременном хранении в штабелях детали и изделия следует накрывать брезентом, толем и т. п. Блоки и коробки окон и дверей при перевозке должны дополнительно расшиваться горизонтальными планками.