см запас

52 Влияние содержания влаги на свойства древисины.

Влажность выражают обычно в % по отношению к массе сухой древесины. В древесине различают гигроскопическую влагу, связанную в стенках клеток, и капиллярную влагу, которая свободно заполняет полости клеток и межклеточное пространство.

Предел гигроскопической влажности (в среднем он составляет около 30%) соответствует полному насыщению стенок клеток древесины водой. Полная влажность древесины (считая гигроскопическую и капиллярную влагу) может значительно превышать 30%. Например, влажность свежесрубленного дерева может колебаться от 40 до 120 %, а при выдерживании древесины в воде ее влажность может возрасти до 200%. При длительном нахождении влажной древесины на воздухе она постепенно высыхает и достигает равновесной влажности.

Равновесная влажность зависит от температуры и относительной влажности окружающего воздуха. Для определения равновесной влажности пользуются номограммой. Равновесная влажность комнатно-сухой древесины составляет 8—12%. Влажность воздушносухой древесины после продолжительной сушки на открытом воздухе составляет 15— 18 %.

Показатели свойств (плотность, прочность), полученные при испытании древесины различной влажности, для возможности сопоставления приводят к стандартной

53 Гниение древесины и способы защиты.

Гниение — разложение целлюлозы древесины вследствие деятельности дереворазрушающих грибов и микроорганизмов. Поражающие древесину грибы весьма разнообразны. Если плесень почти не изменяет механические свойства древесины и ее влияние ограничивается приданием древесине цветной окраски, ухудшающей внешний вид, дереворазрушающие грибы могут сильно понизить качество древесины или сделать ее непригодной. Питательной средой для дереворазрушающих грибов является растворимый сахар (глюкоза), являющийся продуктом разлагаемой ими целлюлозы.

Различают лесные, складские и домовые грибы.

Способы предотвращения гниения имеют своей целью создание условий, неблагоприятных для развития дереворазрушающих грибов. Поскольку грибы развиваются при определенной влажности, то основным средством предотвращения гниения, является применение для деревянных конструкций, находящихся на воздухе, сухой древесины и предохранение ее в дальнейшем от увлажнения. Достигается это прокладкой гидроизоляции между деревянными элементами и другими частями здания, использованием соответствующих красочных составов (лаков, эмалей, масляных красок). Большое значение имеет создание условий для естественной вентиляции, обеспечивающей постоянное проветривание деревянных конструкций и предотвращающей накопление влаги в древесине. Однако нельзя предохранить древесину от увлажнения, когда деревянная конструкция или ее часть подвергается в процессе эксплуатации систематическому попеременному увлажнению и высыханию. В этих условиях основным способом борьбы с гниением является химический— введение в древесину антисептиков (веществ, ядовитых для грибов).

Антисептики, обладая токсичностью по отношению к грибам, должны быть безвредными для людей и животных. Применяют антисептики, не понижающие прочности древесины и не вызывающие коррозии металлических креплений.

Водорастворимые антисептики — неорганические и некоторые органические — применяют в виде водных растворов и антисептических паст. К этой группе антисептиков относятся соли и водорастворимые смолы.

Антисептические пасты состоят из трех частей: водорастворимого антисептика, связующего вещества, обеспечивающего прилипание пасты к поверхности древесины, и наполнителя — торфяного порошка

Маслянистые антисептики не растворяются в воде, поэтому их используют для консервации древесины, находящейся на открытом воздухе, в воде или земле. Токсичность антисептиков этой группы обусловливается наличием в них фенола и его производных. Эти вещества содержатся в маслах, получаемых в результате переработки каменноугольного дегтя, который является одним из продуктов процесса коксования каменного угля.

54 Сгорание древесины и способы защиты.

Существенным недостатком древесных материалов является их легкая воспламеняемость. Температура воспламенения древесины (соответствующая вспышке горючих газов) 250—300 °С в зависимости от породы дерева. Продукты деструкции древесины, образующиеся при нагревании ее после удаления влаги, горят, начиная с температуры 170 °С. Интенсивное же выделение горючих газов происходит при 280 °С. Однако длительный нагрев древесины (от печей, дымоходов и т. д.) при более низких температурах (120—150°С) тоже может быть опасен вследствие постепенного обугливания древесины с образованием самовоспламеняющегося угля. При температуре выше 350°С газы, выделяющиеся из древесины, воспламеняются даже при отсутствии открытого пламени.

Для предупреждения возгорания деревянных элементов следует предусматривать соответствующие конструктивные меры: необходимо удалять дерево от источников нагревания; устраивать разделки из несгораемых материалов (бетона, кирпича и т. п.), покрывать деревянные части слоем малотеплопроводного минерального материала (асбестового, пористой штукатуркой и т. п.). Для предохранения от огня поверхность деревянных конструкций покрывают огнезащитными красочными составами или пропитывают огнезащитными веществами - антипиренами.

Огнезащитные красочные составы изготовляют из связующего вещества (обычно жидкого стекла), наполнителя (кварцевого песка, мела или магнезита) и щелочестойкого пигмента (охры, мумии и т. п.). Огнезащитное действие окраски проявляется в том, что при пожаре краска пузырится, образующийся пористый слой замедляет нагревание древесины. Если горючие газы все таки образуются и прорывают красочное покрытие, то их воспламенение происходит на некотором расстоянии от поверхности деревянного элемента.

Защитное действие одних антипиренов основано на том, что при пожаре они плавятся и древесина покрывается пленкой, затрудняющей доступ кислорода. Защитное действие других антипиренов состоит в том, что при нагревании они выделяют негорючие газы, снижающие концентрацию кислорода и газовой среде возле конструкции.

Антипиренами являются фосфорно-кислые и сернокислые соли аммония. Сульфат аммония при нагревании диссоциирует. Образовавшаяся сильная кислота дегидратирует поверхностный слой древесины, который защищает внутреннюю необугленную древесину от сильного нагрева. Бура-борно- натриевая соль при нагревании выделяет пары воды и плавится, образуя пленку па поверхности конструктивного элемента. Растворы антипиренов применяют для поверхностной обработки и пропитки древесины, их используют для повышения огнестойкости древесных материалов и изделий.

55Сортамент лесоматериалов.

1.Лесоматериалы

Круглые лесоматериалы — отрезки стволов деревьев с обрубленными сучьями с корой или без коры. В зависимости от диаметра ствола в верхнем отрубе различают: бревна (диаметр более 12 см), подтоварник (диаметр 8—II см) и жерди (диаметр 3—7 см). По назначению бревна подразделяют на строительные и пиловочные.

Бревна строительные изготовляют преимущественно из сосны, лиственницы, кедра, реже из ели и дуба. Они предназначены для несущих конструкций: свай, элементов свайных опор, пролетных строений мостов, гидротехнических сооружений, опор воздушных линий связи и т. п.

В зависимости от качества древесины и дефектов обработки круглые лесоматериалы разделяют на четыре сорта. В строительстве применяют преимущественно бревна второго и третьего сортов. Пиловочные бревна из стволов

хвойных и лиственных пород используют для получения разнообразных пиломатериалов. Кряжи в виде толстых обрезков ствола дерева (диаметром больше 200 мм) являются сырьем для лущения в производстве фанеры и спичек. В фанерном производстве используют преимущественно березовые, ольховые и осиновые кряжи.

Пиломатериалы изготовляют путем продольной распиловки пиловочных бревен. Бревна могут распиливаться по диаметру (пластины)' или по двум взаимно перпендикулярным диаметрам (четвертина) (рис. 12.23). Доски имеют толщину 100 мм и менее, причем их ширина в 3 разя и более превышает толщину. Доски и бруски бывают обрезные

— с пропиленными кромками и необрезные, У них кромки не пропилены. Бруски имеют толщину менее 100 мм, но в отличие от досок

ширина брусков меньше их трехкратной толщины. Брусья имеют ширину и толщину более 100 мм. Их подразделяют на четырехканатные (опиленные с четырех сторон) и двухкантные (опиленные с двух противоположных сторон по параллельным плоскостям).

Шпалы изготовляют из сосны, ели, лиственницы, кедра, пихты и бука путем обработки круглого леса на два или четыре канта. Шпалы имеют длину 2,5— 2,7 м для широкой колеи и 1,35—1,8 м —для узкой колеи.

2. Полуфабрикаты и изделия из древесины Строганые и шпунтовые доски и бруски имеют на одной кромке шпунт, а на другой —

гребень для плотного соединения элементов. Фрезерованные изделия: плинтусы и галтели применяют для заделки углов между стенами и полом; поручни и наличники для обшивки дверных и оконных коробок.

Лущеный шпон. Короткие (до 2 и) бревна пропаривают или выдерживают в бассейнах с горячей водой, чтобы придать древесине пластичность. Затем на лущильных станках с поверхности бревна, вращающегося вокруг своей оси, снимается тонкая непрерывная стружка— шпон; строганый шпон применяют только для производства декоративной фанеры. Клееную фанеру изготовляют из березы, бука, ольхи, клена, ясеня, дуба, сосны, ели, кедра, лиственницы. Пакеты шпона, набранные по заданной схеме из определенным образом промазанных клеем листов, поступают в гидравлический пресс, плиты которого обогреваются паром. Отверждение полимерного клея происходит при температуре 120—160°С и удельном давлении прессования 1,4—2 МПа в течение 20—30 мин.

По виду обработки поверхности фанера может быть нешлифованной или шлифованной с одной или двух сторон. По числу слоев шпона различают трехслойную, пятислойную и многослойную фанеру толщиной 1,5—18 мм и размером листа до 2400Х 1525 мм.

Бакелизированную фанеру получают из березового лущеного шпона, пропитанного и склеенного фенолофор-мальдегидными клеями. Бакелизированная фанера имеет высокие конструктивные качества: ее предел прочности при растяжении 60—80 МПа, при этом она почти так же легка, как и древесина.

56 Понятие «минеральные вяжущие вещества» их классификация

Неорганическими вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, которые при смешивании с водой образуют пластично-вязкое тесто, способное со временем самопроизвольно затвердевать в результате физико-химических процессов. Переходя из тестообразного камневидное состояние, вяжущее вещество скрепляет между собой камни либо зерна песка, гравия, щебня. Это свойство вяжущих используют для изготовления бетонов, силикатного кирпича, асбестоцементных и других необожженных искусственных материалов, строительных растворов (кладочных, штукатурных и специальных).

Вяжущие вещества по составу делят на две большие группы: 1) неорганические (известь, цемент, гипсовые вяжущие, жидкое стекло и др.), которые затворяют водой (реже водными растворами солей); 2) органические (битумы, дегти, животный клей, полимеры), которые переводят в рабочее состояние нагреванием, расплавлением или растворением в органических жидкостях.

Неорганические вяжущие вещества включают воздушные, гидравлические и вяжущие автоклавного твердения.

Воздушные вяжущие способны затвердевать и длительное время сохранять прочность только на воздухе. По химическому составу они делятся на четыре группы: 1) известковые вяжущие, состоящие, главным образом, из оксида кальция СаО; 2) магнезиальные вяжущие, содержащие каустический магнезит MgO; 3) гипсовые вяжущие, основой которых является сульфат кальция; 4) жидкое стекло - силикат натрия пли калия (в виде водного раствора).

Гидравлические вяжущие твердеют и длительное время сохраняют прочность (или даже повышают ее) не только на воздухе, по и в воде. По своему химическому составу гидравлические вяжущие представляют собой сложную систему, состоящую в основном из соединений четырех оксидов: СаО — SiO2 — А12О3 — Fe2O3. Эти соединения образуют три основные группы гидравлических вяжущих: 1) силикатные цементы, состоящие преимущественно (на 75 %) из силикатов кальция; к ним относятся портландцемент и его разновидности — главные вяжущие современного строительства; 2) алюминатные цементы, вяжущей основой которых являются алюминаты кальция; главным из них является глиноземистый цемент и его разновидности; 3) гидравлическая известь и роман цемент.

Вяжущие автоклавного твердения — это вещества, способные при актоклавном синтезе, происходящем в среде насыщенного водяного пара, затвердевать с образованием прочного цементного камня. В эту группу входят: известково-кремнеземистые, известково-зольные, известково-шлаковые вяжущие, нефелиновый цемент и др.

58 Гипсовые вяжущие: основные представители.

Гипсовые вяжущие вещества – это состоящие в основном из полутвёрдого гипса или ангидрита воздушные вяжущие, получаемые тепловой обработкой сырья и помолом.

Сырьем для получения служит – гипс, который состоит из минерала гипса CaSO4 · 2H2O. Используют и ангидрит CaSO4, (отходы промышленности фосфогипс – от переработки природных фосфатов в суперфосфат, борогипс и др.).

В зависимости от температуры тепловой обработки гипсовые вяжущие вещества подразделяют на 2 группы: низкообжиговые и высокообжиговые.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие получают тепловой обработкой природного гипса при низких температурах 110 – 160 градусов. К ним относятся: строительный, формовочный и высокопрочный гипс.

Строительный гипс изготавливают низкотемпературным обжигом гипсовой породы (гипсового камня) в варочных котлах или печах. Имеются промышленные установки, в которых совмещены помол и обжиг. При обжиге в открытых аппаратах вода из сырья удаляется в виде пара, и гипсовое вяжущее состоит в основном из мелких кристаллов бета модификации СаSО4 · 0,5H2O; содержит также некоторое количество ангидрита СаSО4 и частицы неразложившегося сырья.

Формовочный гипс состоит также в основном из бета модификации полугидрата СаSО4 · 0,5H2O. Содержит незначительное количество примесей и тонко разламывается. Применяют его в керамической и фарфорофаянсовой промышленности для изготовления форм.

Высокопрочный гипс получают термической обработкой высокосортного гипсового камня в герметичных аппаратах в среде насыщенного пара при давлении выше атмосферного. Состоит в основном из альфа модификации полуводного сульфата кальция в виде крупных и плотных кристаллов. Это обуславливает более плотную структуру отвердевшего альфа СаSО4 · 0,5H2O и прочность на сжатие 15 -25 МПа, которая может достигать при специальной технологии 60 – 70 МПа.

Высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества изготавливают путем обжига гипсового камня при высокой температуре 600-900 градусов, поэтому они состоят из ангидрита СаSО4 который частично подвергается термической диссоциации с образованием СаО.

Высокообжиговый гипс медленно схватывается и твердеет, но его водостойкость и прочность на сжатие выше 10 -20 МПа, поэтому его применяют при устройстве бесшовных полов, в растворах, для штукатурки и кладки, для изготовления «искусственного мрамора».

59 Магнизиальные вяжущие: производство, представители, свойства, применение.

Воздушные вяжущие способны затвердевать и длительное время сохранять прочность только на воздухе. По химическому составу они делятся на четыре группы: 1) известковые вяжущие, состоящие, главным образом, из оксида кальция СаО; 2) магнезиальные вяжущие, содержащие каустический магнезит MgO; 3) гипсовые вяжущие, основой которых является сульфат кальция; 4) жидкое стекло - силикат натрия пли калия (в виде водного раствора).

Гидравлические вяжущие твердеют и длительное время сохраняют прочность (или даже повышают ее) не только на воздухе, по и в воде. По своему химическому составу гидравлические вяжущие представляют собой сложную систему, состоящую в основном из соединений четырех оксидов: СаО — SiO2 — А12О3 — Fe2O3. Эти соединения образуют три основные группы гидравлических вяжущих: 1) силикатные цементы, состоящие преимущественно (на 75 %) из силикатов кальция; к ним относятся портландцемент и его разновидности — главные вяжущие современного строительства; 2) алюминатные цементы, вяжущей основой которых являются алюминаты кальция; главным из них является глиноземистый цемент и его разновидности; 3) гидравлическая известь и роман цемент.

60 Основы производства воздушной извести.

Известняк обжигают в шахтных печах, в которые известняк поступает в виде кусков размером 8-20 см; обжиг мелких кусков известняка производят во вращающихся печах. Применяют тепловые установки для обжига известняка «в кипящем слое». В печи одновременно происходит подогрев, подсушивание загружаемого сверху известняка, его обжиг и охлаждение. При обжиге известняка удаляется углекислый газ, составляющий 44% массы CaCO3, поэтому комовая гашеная известь получается в виде пористых кусков, активно взаимодействующих с водой. Гашение воздушной извести заключается в гидратации оксида кальция при действии воды:

Известь гасят на специализированных растворных заводах в известегасительных машинах. Механизированное гашение ускоряет процесс, повышает качество известкового теста. На небольших стройках известь сначала гасят в творилах и известковое тесто через сетку сливают в известегасительную яму, в которой завершается гашение. Известковое тесто выдерживают в известегасительной яме не менее двух недель. Нельзя применять известковое тесто, в котором осталась не погасившаяся известь, так как ее гашение в штукатурке и кладке вызовет растрескивание затвердевшего известкового раствора.

В зависимости от количества вод, добавляемой к кормовой извести можно получить известковое тесто или гидратную известь (пушонку) в виде порошка.

61 Строительная воздушная известь: представители, свойства, область применения.

Воздушная известь – продукт умеренного обжига кальциевого - магниевых карбонатов горных пород: мела, известняка, доломитизированного известняка, доломита с содержанием глины не более 6%. Известняк состоит в основном из карбоната кальция CaCO3. Обжигают известняк при температуре 900-1200 градусов до возможно более полного удаления СО2.

Воздушная известь отличается от других вяжущих тем, что превращается в тонкий порошок при помоле, а также путём гашения водой. Высокая пластичность известкового теста в смеси с песком – это свойство, которое цениться при изготовлении строительных растворов. Содержание не погасившихся частиц, к которым относятся частицы недожога и пережога, снижает качество извести. Недожогом называют оставшиеся зёрна сырья-известняка, которые отощают известковое тесто, ухудшают его пластичность

ипескоёмкость.

Взависимости от содержания оксида магния воздушную известь разделяют на кациевую (MgO ≤ 5%), магнезиальную (MgO = 5 - 20%) и высокомагнезиальную или доломитовую (MgO = 20 – 40%).

Основы твердения извести применение.

Известь применятся в виде строительных растворов, т.е. в смеси с песком и другими заполнителями. На воздухе известковый раствор постепенно отвердевает под влиянием одновременно двух протекающих процессов: а) высыхания раствора, сближения кристаллов Са(ОН)2 и их срастания; б) карбонизации извести под воздействием углекислого газа, который в небольшом количестве содержится в воздухе:

Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + H2O

Большое количество извести идёт на изготовление силикатного кирпича и силикатных бетонов: ячеистых, легких, тяжелых, а также используется в смешанных вяжущих.