Древесные материалы применение

Древесные материалы

Древесина и ее применение в народном хозяйстве. Строение дерева

В народном хозяйстве древесина применяется очень широко: в промышленном и гражданском строительстве ее используют для изготовления отдельных конструктивных элементов зданий и сооружений, а также окон, дверей, паркета и т. п. Древесина — сырье для изготовления целлюлозы, бумаги, картона, этилового спирта. При химической переработке древесины получают канифоль и скипидар; из коры дуба, ивы и лиственницы добывают дубильные вещества, употребляемые в кожевенной промышленности.

В судостроении древесину применяют при закладке судов на стапеле и спуске их на воду (кильблоки, спусковые дорожки стапеля, полозья, подбрюшины), для покрытия металлических палуб, для изоляции и оборудования провизионных кладовых, трюмов, кают и других помещений, для изготовления деревянной мебели, возведения строительных лесов, временных трапов.

Широкое применение древесины объясняется ее техническими свойствами. При относительно небольшой массе она обладает достаточной прочностью, легко обрабатывается, хорошо склеивается, а изделия из нее отличаются хорошими декоративными качествами.

Вместе с тем древесина имеет и ряд отрицательных свойств. При изменении влажности она разбухает, усыхает, растрескивается и коробится. Естественные древесные материалы подвержены загниванию и легко воспламеняются. В меньшей степени эти недостатки свойственны прессованной древесине, древесностружечным и древесноволокнистым плитам.

Растущее дерево состоит из корней, ствола и кроны. Корни всасывают из почвы влагу, питательные минеральные вещества и удерживают дерево в почве. Ветви и листья дерева образуют крону. В листьях происходит так называемый процесс фотосинтеза. Они поглощают из воздушной среды углекислый газ, который разлагается на углерод и кислород. Кислород из листьев выделяется в воздух, а углерод под влиянием солнечного света, взаимодействия с влагой и растворенными в ней минеральными веществами образует различные органические соединения, необходимые для питания дерева, которые распространяются по внутреннему слою его коры.

Ствол поддерживает крону дерева, хранит влагу, а также запасы питательных веществ, вырабатываемых листьями. Он состоит из сердцевины, древесины, камбия и коры (рис. 1.1).

Сердцевина, расположенная в центре ствола, представляет собой рыхлую мягкую ткань и занимает незначительную часть ствола. Далее располагается древесина, занимающая большую часть ствола.

Камбий охватывает древесину сплошным кольцом. Он состоит из клеток, способных к делению и росту.

Кора защищает дерево от механических повреждений и от неблагоприятных влияний окружающей среды. Внутренний слой коры (лубяной) служит для отложения запасов питательных
веществ, выработанных в листьях. По строению коры можно определить породу дерева.

Древесина — основной технический материал, свойства которого неразрывно связаны с ее строением. Макроструктура (элементы строения) древесины хорошо видна на разрезах ствола невооруженным глазом. Так, на разрезах четко выделяются годичные слои, сердцевинные лучи, ядро и заболонь.

Годичные слои — концентрические круги вокруг сердцевины — хорошо видны на торцовом срезе. На радиальном срезе они просматриваются в виде продольных линий, на тангенциальном — в виде дугообразных кривых. У живого дерева каждый год вырастает один годичный слой. Рост происходит от камбиального слоя, поэтому чем ближе расположен слой к сердцевине, тем он старее. По числу годичных слоев на торцовом срезе комлевой части ствола можно определить возраст дерева. Годичный слой состоит из ранней древесины, образованной в весенний период роста, и поздней, развивавшейся в летний период. Окраска ранней древесины светлая. Поздняя древесина имеет более темную окраску и отличается большой плотностью и высокими механическими качествами.

Сердцевинные лучи сохраняют, а также проводят влагу и питательные вещества в горизонтальном направлении между годичными слоями. На торцовом срезе ствола (особенно у дуба, бука и клена) сердцевинные лучи имеют вид радиально расположенных узких полосок, на радиальном срезе — светлых или темных блестящих полосок, а на тангенциальном — темных штрихов с заостренными концами, расположенных по длине ствола.

У деревьев некоторых пород окраска периферийной и центральной частей ствола на торцовом и радиальном срезах различна. Такие породы деревьев называют ядровыми. Породы деревьев, стволы которых на срезе не имеют этого различия окраски, называют заболонными.

Центральная, темноокрашенная часть древесины, прилегающая к сердцевине, является ядром. Оно состоит из омертвевшей древесины, которая отличается повышенной стойкостью к загниванию, так как содержит значительное количество смол и дубильных веществ.

Заболонь — часть древесины раннего образования, состоящая из молодых клеток. В растущем дереве по заболони движется влага с растворенными в ней минеральными веществами. Ширина заболони зависит от возраста и места произрастания дерева. Широкую заболонь имеют сосна и дуб. По механическим свойствам заболонная древесина не отличается от древесины ядра, но менее устойчива к загниванию, так как легко впитывает влагу.

Микроструктура древесины различима только под микроскопом. Основными элементами древесины являются клетки, древесные волокна, сосуды и трахеиды.

Клетки представляют собой тонкие замкнутые оболочки, внутри которых находятся протоплазма и ядро. Клетки размножаются путем деления: ядро делится на две части и из одной клетки образуются две малые. По мере роста каждая из них делится также на две и т. д. Живые клетки служат для передачи питательных веществ друг другу и хранения запасов этих веществ на зимний период.

Древесные волокна — длинные одеревеневшие толстостенные клетки, составляющие основную часть древесины лиственных пород.

Сосуды — вытянутые тонкостенные клетки, через которые влага от корней проходит к листьям. Сосуды встречаются только в древесине лиственных пород.

Трахеиды — длинные замкнутые клетки, расположенные радиальными рядами. Они составляют основную часть древесины хвойных пород. Тонкостенные трахеиды заменяют собой сосуды, а толстостенные — волокна клетки. В древесине многих хвойных пород расположены смоляные ходы, в которых вырабатывается смола. Они соединены в горизонтальном и вертикальном направлениях и представляют собой единую систему.

Виды листовых древесных материалов. Применение в строительстве и отделке.

На сегодня, древесные листовые материалы нашли очень широкое применение как в строительстве, так и в отделочных работах. Мы с вами рассмотрим самые распространенные листовые материалы, которые можно приобрести в строительном интернет-магазине ГдеМатериал. Статья описывает основные виды древесных плит, их свойства и применение.

Листовые строительные материалы: описание и применение.

OSB – универсальные плиты.

Плиты OSB представляют собой строительный листовой материал, склеенный полимерными смолами из нескольких слоёв ленточной стружки под высоким давлением.

В соответствии с европейскими стандартами, весь ассортимент плит делится на четыре вида.

Устойчивость к влаге: неустойчивая.

Механическая прочность: невысокая.

Сфера применения: внутренние работы, изготовление мебели в помещениях, упаковочные изделия.

Устойчивость к влаге: неустойчивая.

Механическая прочность: средняя.

Сфера применения: несущие конструкции в помещениях с невысокой влажностью.

Устойчивость к влаге: высокая.

Механическая прочность: высокая.

Сфера применения: конструкции во влажной среде, опалубка.

Устойчивость к влаге: высокая.

Механическая прочность: очень высокая.

Сфера применения: несущие конструкции в жёстких условиях эксплуатации.

Плиты OSB хорошо клеятся и красятся, легко обрабатываются и монтируются, но также они легко возгораются, поэтому требуют обработки огнезащитными средствами.

Листы оргалита (ДВП).

Оргалит – строительный листовой материал. Производится из макулатуры и отходов древесины методом горячего прессования. Имеет твёрдую структуру. Листы могут быть с гладкой или рифлёной поверхностью, на них может быть нанесён защитный слой из краски, лака, пластика, плёнки.

Сферы применения оргалита следующие:

• устройство теплоизоляции в жилых помещениях;
• устройство перегородок;
• монтаж подложки под напольные покрытия;
• производство мебели.

Самым популярным направлением применения оргалита считаются отделочные работы – декорирование стен и арочных проёмов.

Плиты ЦСП.

ЦСП – это листовой строительный материал. Изготавливается из цементно-стружечной смеси при высоком давлении. По ГОСТ плиты выпускаются двух марок – ЦСП-1 и ЦСП-2.

Основные характеристики ЦСП:

• Допустимая погрешность в геометрических размерах: 3 мм — ЦСП-1; 5 мм — ЦСП-2;
• Максимальная погрешность по толщине: 1,5 мм — ЦСП-1; 0,8 мм — ЦСП-2;
• Устойчивость на изгиб (МПа): 0,50 — ЦСП-1; 0,35 — ЦСП-2;
• Неровность поверхности (мкм): макс. 80 — ЦСП-1; макс. 100 — ЦСП-2;

Основные сферы применения ЦСП:

1. устройство стен и перегородок;
2. обшивка фасадов;
3. устройство кровель;
4. устройство полов;
5. изготовление опалубки;
6. устройство садовых дорожек.

Применение плит ЦСП позволяет ускорить строительные работы, упростить выравнивание поверхностей и при этом от рабочих не требуется высокая квалификация.

МДФ шлифованный.

Плиты МДФ – популярный отделочный листовой материал, получаемый из древесной пыли методом термообработки в специальных печах с последующим прессованием. По своим характеристикам идентичен древесине.

Все плиты МДФ являются шлифованными – это особенность технологии производства. В процессе производства они могут покрываться полимерными плёнками, имитирующими текстуру различных пород дерева.

Материал, благодаря своим уникальным свойствам, служит основой для производства различных изделий:

• панелей для стен и потолка;
• мебельных фасадов;
• дверей и лестниц.

Выпускаемые промышленностью плиты имеют разные длину и ширину. Толщина плит составляет: 6, 8, 10, 12, 16, 18, 19, 22, 25, 28, 30, 60 мм.

Плиты и панели ДСП.

При изготовлении этих плит используют метод холодного прессования древесных опилок с добавлением клея.

Выпускают четыре вида плит ДСП:

1. прессованные;
2. ламинированные;
3. влагоустойчивые;
4. экструзионные.

Плиты имеют несколько типоразмеров: в длину от 2440 до 3500 мм, в ширину от 1220 до 2070 мм. Толщина ДСП имеет размеры: 10, 16, 18, 22, 25 мм.

Плиты ДСП повсеместно применяются в производстве мебели и строительстве. Большой популярностью при финишной отделке помещений общей доступности пользуются специальные стеновые панели из ДСП. Их получают методом горячего прессования смеси из древесных стружек и клеящих смол.

Фанера ламинированная водостойкая.

Материал представляет собой лист, склеенный из нескольких слоёв древесного шпона. На обе плоскости изделия нанесена плёнка из формальдегида.

Такое покрытие придаёт материалу ряд полезных свойств:

• устойчивость к влаге и температурным деформациям;
• ударопрочность;
• износостойкость.

Размеры ламинированной фанеры бывают разными, но самыми распространёнными являются: 1500х3000 мм, 1220х2440 мм при толщине 18, 20 и 21 мм.

Область применения этого материала обширна:

• производство мебели, в том числе для детских площадок и садовых территорий;
• сооружение конструкций для складских помещений;
• изготовление многоразовой опалубки;
• отделочные работы внутри помещений.

Фанера ФК.

Этот экологически безопасный материал клеится из нескольких листов лущёного берёзового или ольхового шпона с применением карбамидного клея, который имеет органическое происхождение.

Фанеру ФК, по причине низкой влагостойкости, используют только в сухих помещениях.

Обычно это следующие работы:

• обшивка бытовых и хозяйственных помещений;
• выравнивание пола перед настилом напольного покрытия;
• изготовление детской мебели.

Фанера ФК имеет стандартные размеры 1520х1520 мм, толщину от 3 до 30 мм, разделяется на четыре сорта и бывает не шлифованная, шлифованная с одной или двух сторон. Это разделение указывается в маркировке Ш, Ш1, Ш2 соответственно.

Фанера ФСФ.

Материал получают посредством склеивания нескольких слоёв шпона из хвойных пород. При изготовлении листы шпона пропитываются клеящими составами на основе смол и фенола. Таким образом, фанера ФСФ не может считаться экологически безопасным материалом.

Но, при этом она влагоустойчивая, имеет высокую прочность на излом и давление. Материал обладает невысокой степенью экологической безопасности и не применяется внутри жилых помещений.

Но зато он отлично подходит для:

• устройства теплоизоляции;
• строительства каркасов зданий;
• судостроения;
• монтажа выставочного оборудования;
• изготовления рекламных конструкций.

Фанера ФСФ выпускается с такими же геометрическими размерами, как и листы ФК.

Древесные материалы и их применение в строительстве

Дерево применяется в строительстве очень давно, но современная промышленность дали возможность использовать более совершенные материалы.

Многослойная фанера

Слово “Фанера” это французское слов, которое в дословном переводе означает накладывать. Действительно сам материал состоит из 3 и более слоев древесного материала, которые соединены связующим веществом искусственного происхождения. Как правило, древесный материал – это шпон дерева, тонкие слои березы, сосны.

При изготовлении фанеры листы шпона укладывают в перпендикулярном расположении древесных волокон. За счет этого тонкий строительный материал получает достаточно высокую прочность. Кроме того фанера сохраняет форму при изменении влажности и температуры в помещении, что выгодно отличает ее от натуральной древесины. Связующим материалом выступает различного рода клей, который зависит от требуемых характеристик фанеры. От клея зависит водостойкость фанеры.

ДВП плиты

Следующий древесный материал, который используется для обшивки стен, потолка и пола -ДВП. При изготовлении этих плит используются стружки, которые проходят машинное прессование с добавлением клея. Минусом плит ДВП является низкая сопротивляемость к влажности, поэтому их преимущественно используют в сухих помещениях. Кроме того ДВП плита достаточно тяжелая. При выборе таких плит следует обращать внимание на сертификат качества от производителя, в частности какой клей использовали при изготовлении плиты. Назначение ДВП – отделка, выравнивание, звуко и теплоизоляция. ДВП широко используют при изготовлении мебели. Из ДВП выполнены все ненесущие элементы каркасных зданий.

OSB плита. С развитием технологии появилась ОСП (см подробнее тут https://osbplyta.ru/buying.html), цена которой немного выше ДВП, но при этом она обладает рядом преимуществ. OSB (осп) – жто ориентированно-стружечная плита, которая изготовлена также методом прессования, но в данном случае прессование является горячим и трехслойным. При этом щепы верхнего и нижнего слоя ориентируется вдоль длинной стороны готовой плиты, а щепа внутреннего слоя расположена перпендикулярно. Кроме того при изготовлении плиты используется как длинная переплетенная между собой щепа, так и крупноразмерная спрессованная (на внешних сторонах). Так же как и в случае с фанерой, получается материал, который не боится влаги, перепадов температур.

К преимуществам OSB плиты следует отнести:

1. высокую прочность.

2. возможность сохранять первоначальную форму.

3. возможность использования во влажных помещениях и открытом воздухе.

4. относительную легкость механической обработки.

5. отличную звуко и теплоизоляцию.

OSB плиты используются для укладки пола, как выравнивающие элементы. При помощи этих плит можно обустраивать кровлю из гибкой черепицы или других битумных кровельных материалов.

Области применения древесины: от масштабного строительства до домашнего изготовления мебели и поделок

Под термином «древесина» принято понимать внутреннюю часть ствола дерева, расположенную под его корой и освобожденную от веток, луба и корней. К основным физико-техническим характеристикам этого материала относятся: прочность и износостойкость, привлекательный внешний вид, высокая теплопроводность и т.д.

Применение и использование древесины

Для изготовления инженерных сооружений и изделий различного назначения древесина используется с давних времен. К примеру, из этого материала был изготовлен мост через реку Тибр в Древнем Риме, в котором полностью отсутствовали скрепляющие компоненты из металла. Он был построен в 614 году до н.э. и простоял на своем месте 24 года!

Так что же делают из древесины:

• Различные виды мебели, включая корпусную, мягкую и решетчатую.
• Изделия столярно-строительного назначения (оконные и дверные блоки, паркетная и половая доска, фрезерованные погонажные детали и т.д.).
• Музыкальные инструменты, в том числе: скрипки, гитары, виолончели, рояли и т.д.
• Деревянные суда (лодки, яхты, каноэ и др.).
• Инвентарь для спорта (лыжи, биты, городки, клюшки).
• Приборы точной механики и радиотехнические изделия (футляры радиоприемников, микроскопов и т.д).
• Посуда и художественные изделия.
• Тара (ящики, бочки и др.). и т.д.

Древесина как конструкционный материал находит применение в автомобилестроительной промышленности, где она используется для создания деталей и узлов грузовых машин, сельскохозяйственной техники и элементов внутренней оснастки салонов авто «люкс» класса.

Области использования древесины

Из натуральной древесины изготавливается основная группа строительных материалов, использующихся для возведения сооружений различной сложности. Это клееный брус, оцилиндрованное бревно и сухой профилированный брус.

С этой целью используется сырье хвойных пород, отличающееся более выраженной прямослойностью волокон и наличием большего количества смолистых веществ в их составе. Эти вещества препятствуют развитию гниения и разложения сердцевины дерева.

Древесина более мягких, лиственных пород применяется в изготовлении мебели, декоративных и бытовых изделий.

Различные изделия из древесины

Благодаря своей красивой текстуре, оптимальной плотности, хорошей податливости обработке и достаточно высокой механической прочности, древесина является универсальным и практичным материалом для изготовления строительно-столярных, декоративных изделий, мебели и товаров культурно-бытового назначения.

В число изделий, производимых из древесины лиственных и хвойных пород, входит широкий ассортимент разнообразных элементов небольшого поперечного сечения и деталей, изготовленных методом фрезеровки, а также точеных изделий. Сюда можно отнести:

• Плинтусы, наличники, пояски, поручни для лестничных перил, карнизы, галтели, обшивки.
• Паркетная продукция, включая штучный паркет, щитовой паркет, паркетную доску и мозаичный паркет.
• Фанера толщиной от 3 до 19 мм.
• Древесно-волокнистые плиты.

Также из этого материала производят изделия столярного назначения, например, дверные и оконные блоки, состоящие из коробок, деревянных полотен и оконных створок, и строительные материалы, включая:

• Балки и щиты перекрытий;
• Щиты перегородок;
• Элементы щитовых и каркасных домов и т.д.

При этом качество вышеуказанной продукции определяется, исходя из множества различных параметров, основным из которых является влажность сырья, поступающего в обработку.

Поделки своими руками

Превосходные внешние качества, декоративность и удобство в работе (по данным параметрам ей можно присвоить «пятерку» по уже используемой нами ранее пятибалльной шкале оценки), древесина является одним из наиболее популярных материалов, используемых для создания всевозможных поделок и сувениров.

Из нее можно изготовить огромное количество интересных и оригинальных вещей: дверки шкафа и столешницы для журнальных столиков, украшения, декоративные подставки, шкатулки и т.д.

Что может быть сделано из древесины

Пример №1 Пример №2 Пример №3 Пример №4 Пример №5 Пример №6 Пример №7 Пример №8 Пример №9

При самостоятельной работе с древесиной различных видов следует иметь в виду, что в качестве облицовочного материала наиболее рационально использовать кап тополя, отличающийся легкостью, хорошей податливостью шлифовке и высокой декоративностью. Однако недостатком этого материала является его редкость.

Гораздо более доступным материалом для домашних поделок можно назвать поленья дров, среди которых «встречаются» очень оригинальные «экземпляры». Их, при правильном распиле, можно использовать для облицовки столешниц и дверок шкафчиков.

Из натуральной древесины также можно изготовить скамейки, статуэтки и другие предметы декора, которые могут стать дополнением любого интерьера.

Мебель

Дерево является основным сырьем для производства мебели, в том числе элитного уровня. При этом для создания различных видов мебели используются разные виды древесины:

• Мягких пород (это кедр, ель, сосна, каштан, ольха, ива, тополь и т.д.)
• Твердых пород (яблоня, орех, ясень, рябина, береза, бук и др.)
• Очень твердых пород (самшит, граб, фисташковое дерево, акация).

Твердость исходного сырья оказывает непосредственное влияние на продолжительность эксплуатации мебельных гарнитуров и отдельных изделий, изготовленных из натурального дерева. Однако мебель производится из древесины всех перечисленных видов, причем во всех случаях она может иметь высокое качество. Основное влияние на формирование стоимости готовой продукции оказывает отделка материала и конечный внешний вид мебели.

Лесоматериалы

Материалы и изделия из древесины принято подразделять на несколько основных групп:

• Лесоматериалы, производимые методом механической обработки дерева. В их число входят круглые, пиленые, лущеные, строганные материалы.
• Колотые и побочные продукты: древесная мука, опилки, стружка, щепа.
• Модифицированная древесина, прошедшая обработку синтетическими смолами, пластифицированная аммиаком и др.
• Древесные изделия (фанера, ДСП, столярные плиты, ДВП, древесно-слоистые пластики и т.д.)

Древесина в строительстве домов и других сооружений

Древесина является одним из основных материалов, использующихся в строительстве, для возведения зданий и конструкций различной сложности. С данной целью используется сырье как хвойных, так и лиственных пород дерева, имеющие определенный набор специфических характеристик, обуславливающих их применение в той или иной области.

К примеру, для монтажа опалубки более рационально использовать материал хвойных пород, так как древесина лиственных деревьев плохо переносит нагрузку бетонной массы. Также хвойные деревья являются основным сырьем для производства бруса, из которого возводятся жилые дома и бани.

При этом считается, что для строительства бани лучше использовать сосну, произрастающую в северной местности. Такое сырье содержит минимальное количество влаги, имеет высокую прочность и устойчивость к растрескиванию.

Продукты для копчения

Помимо основной части дерева, в повседневной жизни мы активно пользуемся «отходами» деревообработки, такими, как дрова, опилки и щепа. Этот материал с большим успехом применяется в кулинарии, для копчения различных продуктов.

Хорошо использовать с этой целью древесину лиственных деревьев, которая хорошо подходит и для мяса, и рыбы. Это может быть осина, придающая готовому блюду очень тонкий, изысканный аромат, а также бук, дуб и осина, образующие стойкий дым и насыщенный аромат.

Изделия из отходов древесины

В результате обработки древесного сырья на пиломатериалы средний выход готовой продукции составляет порядка 65 %. Оставшиеся 35 % приходятся на отходы в виде горбыля (14%), опилок (12%), обрезков и мелочи.

В случае переработки пиломатериалов для производства строительных материалов, мебели и изделий бытового назначения получается около 40% отходов (это опилки, срезки, стружка). Поэтому, для более рационального использования этого материала, данная «отбраковка» также находит применение в промышленности.

В частности, древесные опилки используются для изготовления теплоизоляционных и стеновых материалов, в состав которых входят вяжущие растворы. Кроме того, они являются одним из компонентов перегородочных и отделочных гипсовых плит. Также стружка используется для производства древесно-стружечных плит.

Из кусковых отходов небольшого размера и обрезков путем дробления получается стружка для изготовления ДСП, арболита и т.д. Крупные отходы используются для создания клееных конструкций различного назначения (шпал, брусьев, оконных блоков и т.п).

Экоизделия из отходов ценных пород древесины:

Достоинства и недостатки материала

Таким образом, к основным достоинствам древесины можно отнести:

• Малый объемный вес, составляющий порядка 500 кг/м3.
• Высокая относительная и удельная прочность.
• Высокая упругость (благодаря этому показателю древесина может применяться в сейсмоопасных районах).
• Хорошая стойкость к химическому воздействию.
• Превосходные теплоизолирующие свойства.
• Отличные акустические характеристики, позволяющие использовать древесину для обустройства лучших концертных залов мира.
• Безопасность для человека и экологичность.
• Простота в добывании.
• Удобство и быстрота в работе (с этой точки зрения ей можно присвоить твердую «пятерку» по пятибалльной шкале оценки).
• Отсутствие сезонных ограничений при работе.

Недостатки древесины:

• Различие механических свойств в зависимости от породы.
• Подверженность изменению формы и размера в результате набухания, усушки, коробления и других естественных процессов.
• Возможность растрескивания.
• Возникновение гнилостных процессов в результате воздействия бактерий и микроорганизмов.
• Слабая пожаростойкость.

Возвращаясь к нашей оценочной шкале можно сделать резонный вывод, что древесина как универсальный природный материал заслуживает «отлично» за доступную стоимость, удобство в работе, внешний вид и экологичность. А за долговечность и практичность ей можно присвоить твердую «четверку».