Древесных материалов. Тема 2.1 Определение и краткие исторические сведения

Тема 2.1 Определение и краткие исторические сведения. Основы производства

Древесные материалы получают путем обработки древесины различных пород деревьев, а также на основе отходов упомянутой обработки. Еще в первобытном обществе древесина после примитивной обработки играла в строительстве огромную роль. Эпоха неолита – четко выраженная геометричность плана; Центральная и Восточная Европа Vв до н.э. – города из древесных материалов с крепостными стенами и храмами; Центральная Европа І в. н.э. – фахверковое строительство; Древний Рим – рациональные конструкции; Средняя Европа – каркасное строительство. История освоения древесины позволяет проследить диалектический закон развития техники по спирали, в которой каждый виток открывает в материале новые возможности. Использование древесины как строительного материала стало возможным с изобретением каменного рубила, а затем и каменного топора с рукояткой. Однако расцвет бревенчатой архитектуры начался после создания металлического топора и изобретения врубки – надежного способа соединения бревен. Рубленая бревенчатая архитектура развивалась в районах, богатых лесом, в том числе на Русском Севере. Жемчужиной мировой деревянной архитектуры является Кижский погост (22-главая Преображенская церковь 1714 г.). Подлинной революцией в обработке древесины стало применение пилы, изобретенной еще в каменном веке. Еще одной революцией в области производства древесных материалов в ХХ в. можно считать возможность склеивания прочными водо- и биостойкими полимерными клеями крупноразмерных пиломатериалов (досок) и получение элементов деревянных клееных конструкций.

Сырье. Растущее дерево состоит из корня, ствола и кроны. Древесину, используемую в качестве строительного материала, в основном дает ствол, который составляет до 90% объема дерева. Различают макро- и микроструктуру дерева. Макроструктура – строение, видимое невоору- женным глазом или при небольшом увеличении. Основные части ствола дерева: сердцевина, сердцевинные лучи, ядро, заболонь, годичные слои, сосуды или смоляные ходы. Сердцевина представляет собой рыхлую ткань, состоящую из клеток с тонкими, слабо связанными друг с другом стенками. У всех пород есть сердцевинные лучи – светлые, часто отличающиеся блеском линии, которые направлены от сердцевины к коре. Ядро – внутренняя часть ствола, образующаяся по мере роста дерева. Заболонь состоит из колец более молодой древесины, окружающих ядро. Смоляные ходы (или сосуды) представляют собой трубки, каналы различной величины. Микроструктуру древесины наблюдают при сильном увеличении. Под микроскопом видно, что древесина слагается из большого количества живых и отмерших клеток различных формы и размеров. По функциональному назначению живые клетки делят на проводящие, механические и запасающие. Клетка имеет оболочку, внутри нее находится растительный белок – протоплазма и ядро. Микроскопическое строение древесины различных пород весьма разнообразно.

Дефекты древесины. Древесина может иметь пороки – недостатки ее отдельных участков, снижающие качество и ограничивающие возможности использования материала. Пороки механического происхождения, возникающие в древесине в процессе ее добычи и обработки, называют дефектами. К характерным порокам относятся: различные сучки (сросшиеся и несросшиеся, роговые и т.д.); трещины различного расположения и размеров (метиковые, морозные, усушки, отлупные); пороки строения (наклон волокон, тяговая древесина, свилеватость, завиток, глазки, смоляной кармашек, пасынок, сухобокость, прорость, рак, засмолок, ложное ядро, внутренняя заболонь, водослой, пятнистость); отклонения от нормальной формы ствола (сбежистость, закомелистость, нарост и кривизна); грибные поражения (ядровые пятна и полосы, заболонные грибные окраски, заболонная и наружная гниль); повреждения насекомыми (червоточина); дефекты, образующиеся в процессе обработки; инородные включения (камни, гвозди и т.д.); деформации (покоробленность, образующаяся при сушке, хранении, выпиливании). При этом используют измерительные инструменты, наборы щупов.

Группы древесных пород – хвойные и лиственные. Породу растущего дерева сравнительно легко определить, оценивая внешний вид кроны, коры, листьев и хвои. Породу деревьев определяют по макроструктуре и по микроскопическим признакам (более точно). При изучении микроскопического строения хвойной породы на тонких срезах с торцевого и тангенциального разрезов отмечают ранние и поздние трахеиды (вытянутые клетки с косо срезанными концами), вертикальные и горизонтальные сердцевинные лучи на тангенциальном разрезе, смоляные ходы. Среди наиболее распространенных хвойных пород, используемых в России для производства строительных материалов, - сосна, ель, лиственница, пихта, кедр. Лиственные породы, в зависимости от расположения сосудов в годичных слоях, бывают кольцесосудистые и рассеянно-сосудистые. Лиственные породы делят на мягкие и твердые (кольцесосудистые – твердые; рассеянно-сосудистые – и твердые, и мягкие). Микроструктура лиственных кольцесосудистых пород характеризуется наличием крупных сосудов в ранней древесине и мелких сосудов в поздней древесине годичного слоя (например, у дуба). Самые распространенные лиственные породы – дуб, бук, ясень, береза, осина, ольха, липа, клен.

Основы технологии. К основным технологическим операциям при производстве древесных материалов относятся добыча и обработка. Добыча древесины предполагает валку, раскряжевку и окорку деревьев. Раскряжевка – процесс поперечного деления хлыстов – стволов поваленного дерева, опиленных от корневой части и очищенных от сучьев. Распиловка – групповой или индивидуальный раскрой бревен. Строгание, лущение – снятие специальными ножами тонких срезов древесины, лущение – резание по спирали. Фрезерование – резание специальными ножами и получение требуемого профиля древесных материалов. Сборка полуфабрикатов (соединение заготовок), полученных после упомянутых видов механической обработки, - это их склеивание. Обработка отходов предусматривает их сортировку, перемешивание со связующим и формование (часто спрессование под давлением). Сушка повышает прочность древесины и значительно удлиняет сроки ее эксплуатации. Принципиальное значение имеет защитная обработка древесины. Эффективные способы защиты материала – антисептирование и антипирирование. Антисептики – вещества, ядовитые для грибков, являющихся основной причиной загнивания древесины. Антипирены представляют собой огнезащитные составы. Обработка материала антипиренами может быть поверхностная и объемная (метод глубокой пропитки). Формирование эстетических характеристик древесных материалов связано, прежде всего, с характером отделки их лицевой поверхности. Прозрачная отделка поверхности позволяет сохранить или еще более проявить текстуру древесины. Основные этапы такой отделки включают подготовку поверхности древесины, создание покрытия и его облагораживание. При непрозрачной отделке учитывают, что цвет и текстура древесины скрываются. Основные этапы технологии непрозрачной отделки в основном те же, что и при прозрачной отделке, однако процесс отделочной подготовки в данном случае включает операции обессмоливания, подмазывания, грунтования, сплошного и местного шпатлевания поверхности. Известен метод раздела слоя масляной краски для имитации текстуры твердолиственных и ценных пород древесины или создания оригинального рисунка. Непрозрачную отделку древесины производят также с помощью пленочных и листовых материалов. К листовым материалам для непрозрачной отделки относятся декоративный бумажно-слоистый пластик (ДБСП) и декоративная фанера (ДФ). ДБСП получают горячим прессованием нескольких слоев бумаги, пропитанных смолами. Бумага для лицевого слоя ДБСП может иметь разнообразные эстетические характеристики (цвет, рисунок). ДФ изготовляют горячим прессованием шпона, текстурной и кроющей бумаги, отделочной прозрачной пленки на основе бумаги. При имитационной отделке материалам из древесины обычных пород, не отличающихся выразительными эстетическими характеристиками, придается внешний вид древесины более ценных и редких пород (красное дерево, орех, палисандр, лимонное дерево, ясень и др.) или других материалов. Основные виды имитационной отделки – крашение, нанесение рисунка текстуры ценных пород непосредственно на поверхность древесных материалов и изделий, облицовки древесных материалов текстурированной бумаги. При имитационной отделке путем нанесения рисунка непосредственно на поверхность древесных материалов и изделий применяют, в частности, аэрографию – нанесение краски распылением с помощью сжатого воздуха. Текстура имитируемой породы может также создаваться с помощью печатных форм – фотошаблонов или печатных форм – клише. Печатание – наиболее совершенный, производительный метод, он позволяет получать одноцветные и многоцветные рисунки сравнительно высокого качества. К оригинальным, но трудоемким видам отделки из древесины следует отнести мозаику (орнаментальное или сюжетное изображение, выполненное из однородных или различных по материалу частиц) и резьбу. Наиболее распространенные виды мозаики по древесине – инкрустация, интарсия, маркетри, блочная мозаика. При инкрустации на одном уровне с поверхностью изделия врезаются пластинки определенной формы из материалов, отличающихся по структуре и цвету от древесины (металл, слоновая кость, перламутр и др.). Инкрустация древесиной по древесине называется интарсией. Мозаичный набор из кусочков шпона различных пород древесины называют маркетри. Основы технологии блочной мозаики сводятся к склеиванию блоков по заданному рисунку из разноцветных брусочков или пластинок древесины. Весьма разнообразны виды резьбы по дереву (плоскорельефная, прорезная, скульптурная или объемная, крупномасштабная домовая и др.).

Литература: [1], с. 44-46; [10], с. 6 – 21.

Дата добавления: 2014-12-08