Древесина и материалы на ее основе применяемые в строительстве
|
Дерево — один из наиболее древних строительных материалов — всегда ассоциировалось с понятием легкого строительства, тогда как глина и камень олицетворяли "тяжелое" строительство. Известно большое разнообразие древесины, и вся она классифицируется на две категории — древесина мягких (хвойных) и твердых пород. Из первой категории чаще всего применяется легкая древесина, такая, как еловая и сосновая. Более дорогие ее разновидности, обладающие особыми свойствами, также иногда находят применение (например, плотная смолистая сосновая). Из многообразия древесины твердых пород легкая древесина бальзы очень подходит для целей теплоизоляции. Из тяжелой и средней древесины твердых пород в Западной Европе расширяется применение очень плотной тяжелой древесины тропических пород. Эта плотная заморская древесина одновременно и долговечна, и имеет привлекательный вид, но, как правило, дороже хвойной. Древесина сгораема, однако после быстрого обгорания внешнего слоя процесс горения замедляется, поэтому деревянные балки теряют свою несущую способность постепенно. Воспламеняемость деревянных конструкций может быть значительно уменьшена путем различной обработки. Модуль упругости различных видов древесины колеблется от 8 до 14 ГПа, температурный коэффициент расширения вдоль волокон составляет 4*10-6 К-1 и поперек волокон 3*10-6 К-1. За последние 100 лет производство деревянных изделий для строительства значительно увеличилось. Для декоративной облицовки поверхностей применяется как древесина хвойных пород, так и твердая древесина с ее тропическими разновидностями. Фанера состоит из нескольких склеенных между собой слоев, причем волокна в соседних слоях взаимно перпендикулярны. Число слоев обычно составляет пять-семь, а общая толщина 4-12 мм. Физические характеристики фанеры:  Клей должен обладать стойкостью к воде и кипячению. Фанера пригодна к применению во внутренних конструкциях; в случаях использования в наружных конструкциях, подверженных атмосферному воздействию, она должна быть защищена пленочным покрытием или подвергнута специальной обработке. Панели изготовляются путем оклейки, обшивки на гвоздях или болтах деревянного каркаса фанерой с обеих сторон. Покрытые фанерой несущие панели известны под названием "панели с работающей обшивкой". Волокнистые плиты изготовляются с наполнителем или без него и со связующим материалом (смолой). Плотность мягких волокнистых плит 230—400 кг/мЗ, твердых волокнистых плит — 800 кг/мЗ и более. Первоначально волокнистые плиты плотностью 200—400 кг/мЗ были названы мягкими, плотностью 400—800 кг/ /м3 — полутвердыми, плотностью 800—1000 кг/мЗ — твердыми. Современная же технология позволяет получать твердые и полутвердые плиты с более низкой плотностью. Поэтому лучше классифицировать волокнистые плиты в соответствии с их свойствами, такими как прочность на растяжение при изгибе, водопоглощение, набухаемость, стабильность размеров. Мягкие ДВП имеют толщину 6—50 мм прочность при сжатии 200—300 кПа, коэффициент теплопроводности 0,05—0,08 Вт/(м*К). Они поставляются в виде крупноразмерных листов и применяются для тепло- и звукоизоляции. Толщина твердых ДПВ 2—12 мм, их прочность на растяжение при изгибе 40-70 МПа, прочность при растяжении 20—35 МПа, модуль упругости 3,5—7,5 ГПа, коэффициент теплопроводности 0,18—0.29 Вт/ (м*К). Перфорация мягких ДВП улучшает их акустические свойства, а пропитка битумом делает их влагостойкими. Если твердые ДВП пропитать маслом, затем высушить под давлением и подвергнуть тепловой обработке, их прочность и влагостойкость повысятся. Эти плиты могут быть использованы для наружной облицовки или покрытия внутренних стен в сельскохозяйственных и животноводческих зданиях. Покрытые пластиком декоративные древесноволокнистые плиты известны под торговыми марками "Формика", "Резопал", "Дуропал", "Ультрапас", "Стандопал", "Хорнит", "Гекталит", "Декорит". Древесностружечные плиты состоят из стружки, фенольной или аминосмолы и иногда грубых опилок. Они имеют плотность 550—850 кг/мЗ, прочность на растяжение при изгибе 20—28 МПа, прочность при растяжении 8—15 МПа, модуль упругости 2,8—4,5 ГПа, толщину до 60 мм, коэффициент теплопроводности 0,9—0,21 Вт/(м*К). Для древесины характерно, что ее прочность при растяжении превышает прочность при сжатии, для волокнистых материалов на основе древесины характерна обратная картина. Эти материалы отличаются большой гибкостью и подчиняются закону Гука до самого предела пластичности. Строительные панели ("Гераклит" и др.) изготовляются из минеральной ваты со связующим в виде гипса, портландцемента или магнезиального цемента. На заводе сборных железобетонных элементов в Люкенвальде (ГДР), освоена полностью автоматизированная линия по производству таких панелей производительностью 2 млн. м2 в год. Слоистые панели на основе бумаги имеют толщину 0,4—1,5 мм, размер 3,65x1,25 м. Им может быть придан изгиб радиусом до 15 мм. Все эти листы можно покрывать различными материалами, включая фанеру, краску или пленку. Окрасочные покрытия могут быть термопластичными (поливинилхлоридные, поливинилацетатные, нитроцеллюлозные) или термореактивными (эпоксидные, полиуретановые, полиэфирные смолы). Пленочные покрытия могут быть на основе этих же пластмасс или металлизованные. Во многих странах значительная часть жилых домов строится с применением деревянного каркаса с обшивкой фанерой (в США) и волокнистыми или стружечными листами (в Европе). Эти листы для увеличения жесткости снабжаются ребрами, а иногда сочетаются с пенопластом. Большие пролеты перекрываются деревянными клееными или соединенными на гвоздях фермочками или балками с применением специальных крепежных устройств в стыках. Древесина и материалы на ее основе нуждаются в специальной защите от грибков, насекомых, огня и влаги путем химической обработки. Декоративные деревянные конструкции, подверженные атмосферным воздействиям, подлежат особой защитной обработке. Распространенный в Западной Европе "Садолин—PX" обеспечивает защиту фасадов из натуральной древесины хвойных пород от грибка, насекомых и бактерий, но твердая древесина тропических пород нуждается в специальной обработке. Покрытия следует обновлять через 2—3 года. Дерево -основной строительный материал во многих странах (например, в США, Канаде, в Скандинавских странах), и в целях совершенствования и развития его применения проводятся серьезные исследования. Одним из результатов является древесина, пропитанная пластмассами. Она тяжелее и тверже, чем природная, но обладает после машинной обработки такими же прекрасными декоративными свойствами поверхности. Хорошим теплоизоляционным материалом является вспученная пробка ("Экспанзит"). Она не поглощает воду, имеет плотность 150—200 кг/мЗ, коэффициент теплопроводности 0,05—0,06 Вт/ (м*К). Однако ее использование в настоящее время ограничено из-за того, что ее поверхность напоминает поверхность многих синтетических материалов, например пенопластов. Древесина бальзы ввозится из Латинской Америки. Ее плотность составляет примерно 1/5 плотности сосновой древесины и равна 100 кг/мЗ при коэффициенте теплопроводности 0,05—0,06 Вт/(м*К). Она пригодна для перекрытия мостиков холода в конструкциях из покрытых металлом элементов коробчатого сечения, содержащих легкую теплоизоляцию. Полоски из бальзы помещаются между металлическими листами в местах их контакта, что значительно улучшает теплоизоляционные характеристики элементов. Строительные панели могут быть изготовлены и из других растительных материалов. Примером этому могут служить "Страмит" из соломы и битуминизированные торфяные панели "Торфолеум" (ФРГ). Панели "Страмит" изготовляются путем прессования соломы между двумя слоями картона при соответствующей тепловой обработке. Технология была разработана в Швеции, однако теперь "Страмит" производят около 20 стран, включая Великобританию и Францию. Эти панели имеют обычно толщину 51 мм, ширину 1,2, 0,9 или 0,6 м и длину до 3,6 м. Их плотность 370 кг/мЗ, средний показатель звукоизоляции 28 дБ, предел огнестойкости 0,5 ч. |
