Сировина для виробництва будівельних матеріалів. Природні кам'яні матеріали. Деревина як будівельний матеріал Ліс сировина для виробництва будівельних матеріалів презентація

Сировина для виробництва будівельних матеріалів Білорусі

У Білорусі цей вид мінеральної сировини представлений численними та різноманітними родовищами пісків та піщано-гравійних сумішей, глин, карбонатних порід, гіпсу, а також природного будівельного каменю. Незважаючи на відносну дешевизну цього виду сировини, його значення у сучасній економіці країни важко переоцінити.

Піски мають широке поширення у Білорусі. Родовища пісків приурочені до четвертинної товщі, рідше – до відкладень палеогену та неогену. Вони, як правило, водно-льодовикового та озерно-алювіального походження; на півдні країни залягають також піски еолової генези. Піски використовуються як у природному стані, так і після збагачення для виробництва бетонів, будівельних розчинів, у скляній промисловості та ливарному виробництві.

Сировинна база будівельних та силікатних пісків включає близько 80 родовищ (загальні запаси близько 350 млн. м3), розташованих по всій території країни. Піски залягають на поверхні або близько до неї у вигляді лінзовидних або пластоподібних покладів різних розмірів. Потужність окремих покладів сягає 15 м. Родовища будівельних пісків присвячені озам, зандровим рівнинам, терасам річок. Розробляється понад 35 родовищ. Щорічний видобуток складає 7-8 млн м3.

Поклади формувальних пісків виявлено у Жлобинському (родовище Четверня) та Добрушському (Леніно) районах Гомельської області. Родовище Четверня експлуатується Жлобінським кар'єроуправлінням, а Леніно-Гомельським гірничозбагачувальним комбінатом. Щорічно видобувається близько 0,6 млн м3 формувальних пісків.

Родовища скляних пісків розвідані у Гомельській (Лоївське) та Брестській (Міське) областях. Їхні загальні запаси 15 млн м3. Скляні піски придатні для одержання шибки та тарного скла.

Піщано-гравійні суміші пов'язані з морінними, рідше алювіальними відкладеннями. Поклади піщано-гравійного матеріалу широко поширені у північній та центральній частинах Білорусі. За розмірами вони зазвичай невеликі (до 50 га). Потужність продуктивної товщі від 1-3 до 10-20 м. Гранулометричний склад непостійний. Зміст основних компонентів варіює так: галька - від 0 до 55%, гравій - від 5-10 до 75, пісок - від 5-10 до 75, глинисті частинки - до 5-7%. Розвідано 136 родовищ із загальними запасами понад 700 млн. м3; експлуатується 82 родовища. Щорічно видобувається близько 3 млн. м3 піщано-гравійних матеріалів. Вони застосовуються в основному для приготування бетонів та будівельних розчинів.

Глини є сировинною базою для грубої кераміки, легких заповнювачів, а також використовуються як найважливіший компонент при виготовленні різних типів цементу. Родовища легкоплавких глин пов'язані, переважно, з четвертинними відкладеннями, тугоплавких - з олигоценовыми і плиоценовыми утвореннями, поширеними Півдні Білорусі.

Розвідано понад 210 родовищ легкоплавких глин із загальними запасами близько 200 млн. м3. Розробляється більше ПЗ родовищ, щорічно видобувається 2, 5-3, 5 млн м3 сировини. Розвідано також 9 родовищ для виробництва аглопориту та керамзиту із загальними запасами близько 60 млн м3. З них експлуатується 6 родовищ (видобуток 0,6 млн м3). Запаси глинистих порід для цементного виробництва – понад 110 млн м3.

Сировинна база тугоплавких глин налічує 6 родовищ із загальними запасами за категоріями A+B+Cj понад 50 млн. м3. Родовища представлені пластоподібними покладами потужністю від 1,5 до 15 м. Глибина їхнього залягання не перевищує 7-8 м. Щорічний видобуток тугоплавких глин становить 0,4-1 млн м3.

Група промислово цінних глинистих порід Білорусі включає також каоліни, виявлені в межах Микашевичсько-Житковичського виступу кристалічного фундаменту. Вони є продуктами вивітрювання гранітогнейсів і гнейсів. Каоліни, як правило, світло-сірі та білі, слюдисті, з домішкою гідрослюди та монтморилоніту. Виявлено 4 родовища. Поклади плащеподібні, їхня середня потужність 10 м, глибина залягання змінюється від 13 до 35 м. Прогнозні ресурси оцінюються майже в 27 млн ​​т. Каоліни містять підвищені кількості оксидів заліза, що фарбують. Вони придатні для виробництва фарфорових та фаянсових виробів, що не потребують високої білизни, а також для виготовлення шамотних виробів.

Карбонатні породи, що використовуються, в основному, для виробництва цементу та вапна, представлені письмовою крейдою та мергелями, що залягають у товщі пізнемелового віку. Вони перебувають як у корінному заляганні, і у льодовикових отторженцах. На площах їхнього неглибокого залягання, головним чином, у Кричівському, Климовичському, Костюковичському та Чериківському районах Могилівської області, Волковиському та Гродненському районах Гродненської області розвідано цілу низку родовищ. Одні з них (наприклад, Кричевське) представлені письмовою крейдою, інші (Комунарське) – мергелем, треті (Кам'янка) – мергелем та писальною крейдою. Потужність продуктивної товщі на родовищах варіює від 10-20 до 50 м при глибині залягання покрівлі від 1 до 25 м. Зміст СаСО3 коливається від 65% у мергелях до 98% у пискою крейді.

Сировинна база цементної промисловості включає 15 родовищ із загальними запасами карбонатних порід за категоріями A+B+Cj 720 млн т. Розробляється 8 родовищ, на базі яких діють РУП «Вовковискцементошифер» та «Кричівцементошифер», а також Білоруський цементний завод місце народження. Цементна промисловість Білорусі забезпечена карбонатною сировиною на тривалу перспективу.

Сировинна база виробництва вапна заснована на використанні крейди. У країні числиться 33 родовища цієї корисної копалини із загальними запасами за категоріями A+B+Cj близько 210 млн т. Експлуатується 6 родовищ.

Гіпс у платформному чохлі на території Білорусі відомий давно; він зустрічається у вигляді пластів, шарів, прошарків, прожилків і гнізд у середньо-, верхньодевонських та нижньопермських відкладах. Порівняно неглибоко залягають (167-460 м) потужні пласти гіпсу виявлені серед відкладів фаменського ярусу верхнього девону на заході Прип'ятського прогину. Вони присвячені піднесеному блоку кристалічного фундаменту і утворюють Бринівське родовище гіпсу. Тут встановлено до 14 пластів гіпсу, які об'єднані у чотири горизонти. Потужність гіпсових горизонтів коливається від 1-3 до 46 м. У розрізі нижнього з них спостерігаються потужні лінзи гіпсово-ангід-ритової та ангідритової породи. Зміст гіпсу у продуктивних пластах змінюється від 37 до 95%. Запаси гіпсу за категоріями Cj+C2 становлять 340 млн т, ангідриту - 140 млн т. Є можливість організувати видобуток 1 млн т гіпсу на рік.

Природний будівельний камінь біля Білорусі представлений різноманітними породами кристалічного фундаменту (граніти, гранодіорити, діорити, мигматиты та інших.). У Брестській області розвідані два родовища будівельного каменю (Мікашевичі та Ситниця), у Гомельській – родовище будівельного каменю (Глушкевичі, ділянка Селянська Нива) та родовище облицювальних матеріалів (Кар'єр Надії). Найбільшим із них є родовище Мікашевичі. Будівельний камінь тут залягає на глибині від 8 до 41 м. Корисна копалина представлена ​​діоритами, гранодіоритами та гранітами. Початкові запаси каменю за категоріями A+B+Cj складали 168 млн. м3. Родовище експлуатується у відкритий спосіб; глибина кар'єру близько 120 м. Розробляється також родовище Глушкевичів. На родовищі Мікашевичі річний видобуток каменю становить близько 3,5 млн м3, виробництво щебеню – 5,5 млн м3, на родовищі Глушкевичі – 0,1 млн м3 та 0,2 млн м3 відповідно.

На родовищі облицювального каменю Кар'єр Надії продуктивна товща представлена ​​сірими і темно-сірими мигматитами, що мають гарні декоративні властивості. Глибина залягання корисних копалин - від кількох десятків сантиметрів до 7 м; запаси сировини тут 3,3 млн. м3.

У країні є перспективи збільшення обсягів видобутку будівельного каменю за рахунок будівництва другого підприємства на базі родовища Мікашевичі, а також розширення обсягів видобутку облицювальних матеріалів на родовищі Кар'єр Надії. Окремі види природного будівельного каменю можуть бути використані для кам'яного лиття та виробництва мінеральних волокон. У цьому плані особливо цікаві методіабази Мика-шевичского родовища.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали із сайту

Витрати на будівельні матеріали, вироби та конструкції становлять 50-70% від вартості будівництва. Тому важливо знати, як мінімізувати витрати на них. Це можна зробити за рахунок застосування сучасних ресурсо- та енергозберігаючих технологій, місцевої сировини, відходів промисловості. При цьому від матеріалів, виробів та конструкцій потрібне забезпечення необхідної якості.

Будівельні матеріали - природні та штучні матеріали та вироби, що використовуються при будівництві та ремонті будівель та споруд. Розрізняють будівельні матеріали загального та спеціального призначень.

Як класифікаційні ознаки вибирають: виробниче призначення будівельних матеріалів, вид вихідної сировини, основний показник якості, наприклад їх маса, міцність, та інші. В даний час у класифікації враховують також і функціональне призначення, наприклад теплоізоляційні матеріали, акустичні матеріали та інші на додаток до поділу на групи за ознакою сировини - керамічні, полімерні, металеві тощо. Одна частина матеріалів, об'єднаних у групи, відноситься до природних , а інша їх частина – до штучних.

Кожній групі матеріалів чи окремим їх представникам у промисловості відповідають певні галузі, наприклад цементної промисловості, скляної промисловості тощо, а планомірний розвиток цих галузей забезпечує виконання планів будівництва об'єктів.

Природні, або природні, будівельні матеріали та вироби отримують безпосередньо з надр землі або шляхом переробки лісових масивів на «діловий ліс». Цим матеріалам надають певну форму та раціональні розміри, але не змінюють їх внутрішньої будови, складу, наприклад хімічного. Найчастіше з природних використовуються лісові (деревні) і кам'яні матеріали та вироби. Крім них у готовому вигляді або при простій обробці можна отримати бітум і асфальт, озокерит, казеїн, кір, деякі продукти рослинного походження, наприклад солому, очерет, багаття, торф, лушпиння та ін, або тваринного світу, наприклад, шерсть, колаген, боннську кров та ін Всі ці природні продукти в порівняно невеликих кількостях теж використовують у будівництві, хоча головними залишаються лісові та природні кам'яні матеріали та вироби.

Штучні будівельні матеріали та вироби виробляють в основному з природних сировинних матеріалів, рідше – з побічних продуктів промисловості, сільського господарства або сировини, що одержується штучним шляхом. Вироблювані будівельні матеріали відрізняються від вихідної природної сировини як за будовою, так і за хімічним складом, що пов'язано з корінною переробкою сировини в заводських умовах із залученням для цього спеціального обладнання та енергетичних витрат. У заводській переробці бере участь органічна (дерево, нафта, газ та ін.) та неорганічна (мінерали, камінь, руди, шлаки та ін.) сировина, що дозволяє отримувати різноманітний асортимент матеріалів, що вживаються у будівництві. Між окремими видами матеріалів є великі відмінності у складах, внутрішній будові та якості, але вони взаємопов'язані як елементи єдиної матеріальної системи.

PAGE 3

Лекція 2 з дисципліни «Будівельні матеріали» для 1 курсу (бакалаврат)

Тема. Сировина для виробництва будівельних матеріалів. Природні кам'яні матеріали

1. Природна сировинна база для виробництва будівельних матеріаліва лов.

Сировиною для виготовлення всіх неорганічних будівельних матеріалів (кам'яних та металів) є гірські породи.

Будівельні матеріали з гірських порід можуть бути отримані двома шляхами: механічною обробкою та хімічною переробкою (найчастіше випалом).

Природними кам'яними матеріалами в будівництві називають камені, отримані механічною обробкою гірських порід - дробленням, розпилюванням, розколюванням, фактурною обробкою поверхні. Природні кам'яні матеріали зберігають структуру гірської породи. Деякі гірські породи, зруйновані самою природою, можуть бути готовим будівельним матеріалом (пісок, гравій та ін.).

Камнелітні вироби отримують плавленням каменю з подальшим розливанням розплаву у форми. Технологія кам'яного лиття називається петрургією (слово "петр" означає камінь). Петрургію застосовують щоб одержати непористих кам'яних виробів чи виробів складної форми.

Хімічною переробкою гірських порід отримують такі поширені матеріали (в'яжучі), як вапно, цемент, будівельний гіпс та ін. З глини, як відомо, одержують цеглу та керамічні, у тому числі будівельні, вироби.

Метали одержують також із гірських порід, званих рудами. Руда - це гірська порода, що містить значний відсоток металу. При цьому має бути технологічно прийнятно та економічно доцільно витягувати метал із такої породи. Наприклад, руди, що містять оксиди заліза у вільному стані, є головною сировиною для металургії. А поширені породи, звані залізомагнезіальні силікати не застосовуються для вилучення заліза чи магнію. Металу в них невеликий відсоток, і витягти його з породи важко і дорого.

Основну сировину для органічних матеріалів нафту і кам'яне вугілля можна також віднести до гірських пород. З нафти та кам'яного вугілля отримують бітуми та дьогті, що використовуються для покрівельних матеріалів та дорожнього будівництва. Продукти переробки нафти та кам'яного вугілля застосовуються для отримання будівельних пластмас

Найдавніший будівельний матеріал органічного походження - деревина. Механічну обробку деревини отримують матеріали, що зберігають її структуру. Це не тільки добре відомі колоди та дошки, а й, наприклад, декоративно-оздоблювальний матеріал - шпон із цінних порід деревини.

2.Вторинні сировинні ресурси у виробництві будівельних матеріва лов.

Поряд із природною сировиною у виробництві будівельних матеріалів застосовують так звані техногенні відходи. Промисловість випускає готової продукції значно менше, ніж споживає сировину. Наприклад, для виробництва 1 т чавуну витрачається 1,5...2 т сировини. Отже, 0,5... 1 т - це відходи виробництва.

Серед техногенних відходів можуть бути газоподібні, рідкі та тверді продукти. Багато з них забруднюють повітря та воду. Відомо, що уловлюванням і нейтралізацією шкідливих відходів стали займатися тільки у зв'язку з бурхливим розвитком промисловості наприкінці 19 початку 20 століття. Цілком ця проблема досі не вирішена.

Техногенні відходи, у тому числі отримані при очищенні промислових стоків, газових та пилових викидів, можуть бути знову використані як сировина в тому ж чи іншому виробництві. З галузей, які споживають промислові відходи, найбільш ємною є промисловість будівельних матеріалів. Встановлено, що використання промислових відходів дає змогу покрити до 40% потреби будівництва у сировинних ресурсах. Застосування промислових відходів дозволяє на 10...30% знизити витрати на виготовлення будівельних матеріалів порівняно з виробництвом їх із природної сировини. Крім того, із промислових відходів можна створювати нові будівельні матеріали з високими техніко-економічними показниками.

Відходи зручно класифікувати за галузями промисловості.

Шлаки чорної металургії. Серед них найбільше значення для будівельної індустрії мають доменні шлаки - побічний продукт при виплавці чавуну в доменних печах. У домні, як відомо, руда розплавляється. Розплав поділяється на два шари метал внизу і шлак зверху. Таким чином, шлак є плавленим каменем. У металургійних районах відвали шлаку, що затверділа, займають багато корисної землі (вихід шлаку близько 0,5 тонн на тонну чавуну). Будівельна індустрія споживає як монолітний шлак після дроблення на щебінь, так і спеціально підготовлений гранульований шлак. Найпростіший спосіб грануляції сухий: тонкий струмінь розплавленого шлаку ллється з великої висоти, розділяючись при цьому на краплі, які, застигаючи, і утворюють гранули шлаку. Існують також мокрий та напівсухий способи грануляції. Мета грануляції одержати незакристалізований (аморфний, склоподібний) камінь, хімічно активніший, ніж шлак, що закристалізувався у відвалах. Гранули розтирають у порошок і застосовують у виробництві цементу. Щебінь, отриманий дробленням відвального шлаку, застосовують як наповнювач для бетону. Для легкого бетону виготовляють шлакову пемзу - поризований шлак. Сутність виготовлення шлакової пемзи полягає в тому, що розплавлений шлак з температурою близько 1300 С обробляється холодною водою. Завдяки миттєвому випаровуванню води та пов'язаному з цим швидкому остиганню шлаку в'язкість останнього зростає. Пухирці пари не можуть подолати пластично в'язкий стан розплаву, застряють у ньому і спучують його. В результаті утворюється легкий пористий матеріал, що нагадує природну пемзу.

Шлами Загальна назва опадів суспензій, одержуваних у металургійних і хімічних виробництвах при рідинній обробці різних матеріалів. Наприклад, з нефеліну при отриманні з нього глинозему ( Al 2 O 3 ) Виходить шлам, що містить | Ca 2 SiO 4 . Беліт входить до складу портландцементу, тому білітовий шлам використовують у виробництві в'яжучих. при вимиванні з глини алюмінію за допомогою кислотної обробки виходить шлам, багатий SiO 2 (Сиштоф), який також використовують як добавку до цементів.

Наведені приклади шламів - це відходи кольорової гідрометалургії. Шлами утворюються у багатьох інших виробництвах. Наприклад, у целюлозно-паперовій промисловості при механічному очищенні стічних вод утворюються шлами, що містять волокна целюлози та частинки каоліну, які також можуть бути використані у виробництві будівельних матеріалів. При збагаченні руд методом флотації також утворюються шлами (флотаційні хвости), які містять так звану порожню породу (назва на відміну від концентрату, який після збагачення містить багато металу). Для будівельників «порожня» порода» це подрібнений камінь, який може бути використаний у виробництві безвипалювальних матеріалів.

Золи та шлаки теплових електростанцій (ТЕС)мінеральний залишок від спалювання твердого палива. Одна ТЕС середньої потужності викидає у відвали близько 1 млн. тонн зол і шлаків на рік. Паливні золи та шлаки містять усі пов'язані чи вільні оксиди, які присутні у будівельних кам'яних матеріалах. Тому вони можуть використовуватися під час виробництва практично всіх будівельних матеріалів та виробів.

Розкривні породивідходи видобутку різних корисних копалин відкритим способом (у кар'єрах). Це, як вважають до 3 млрд тонн на рік (на всю країну) тих самих каменів, тобто. сутнісно невичерпне джерело для промисловості будівельних матеріалів.

Відходи деревини, що утворюються на лісосіках, на тартаках, при виробництві меблів, тобто. при механічній обробці деревини, становлять на рік близько 500 млн. м 3 . З цієї величезної кількості відходів використовується в промисловості будівельних матеріалів (а також у целюлозно-паперовій промисловості) лише 1/6 частина. Для виробництва будівельних матеріалів використовують тріску, стружку, тирсу. Великі відходи лісопиляння (горбиль, наприклад) та дров'яне довготьє з лісосік подрібнюють і застосовують як наповнювач у ДСП, ДВП, ЦСП, арболіті та інших матеріалах на в'яжучих.

Тут перелічені лише деякі види відходів, що застосовуються у виробництві РМ. Використання техногенних відходів - невід'ємна риса всіх ресурсозберігаючих технологій. При використанні відходів, як правило, покращується екологія за рахунок зменшення відвалів, звалищ, шкідливих викидів стічних вод та газів.

Усі наступні лекції, крім металів, адаптувалися до першого курсу лише у процесі читання. Матеріали з першого розділу нашого підручника (Андрєєв та ін. Матеріалознавство) тут не повторюються.

Державний освітній заклад
вищої професійної освіти
«Санкт-Петербурзький державний
інженерно-економічний університет»

РЕФЕРАТ

З дисципліни:

"Будівельні матеріали"

«Лісові матеріали»

Виконав: Божко О.В.
Студент 3 курсу
Викладач: Коновалов В.Ф.
Посада: канд. техніч. наук, доц.
Оцінка:______________Дата_____ ___________
Підпис:______________________ ___________

Санкт-Петербург
2012

Будова деревини

Деревина є одним із найдавніших будівельних матеріалів. З неї виготовляють як різні конструктивні елементи

Деревина є сировиною для виготовлення оздоблювальних матеріалів, фіброліту, деревоволокнистих та деревностружкових плит, для виробництва меблів та паркету. Широкому застосуванню деревини сприяють такі позитивні властивості, як висока міцність при невеликій масі, мала теплопровідність і легкість механічної обробки. До недоліків деревини слід віднести: неоднорідність будови, що обумовлює різні показники міцності і теплопровідності вздовж і поперек волокон, схильність до гниття, згоряння і легка займистість, висока гігроскопічність, наявність різноманітних пороків (сучки, тріщини, свердловини).

У сучасному індустріальному будівництві лісові матеріали посідають значне місце серед інших будівельних матеріалів. Їх застосовують для виготовлення несучих та огороджувальних дерев'яних конструкцій будівель та споруд, столярних виробів, опалубки, улаштування риштовання, шпал тощо. Крім того, відходи деревини (стружки, тирса, суки, горбилі, рейки) широко використовують для виробництва арболіту, фіброліту, ксилоліту, деревно-цементних, деревоволокнистих та деревностружкових плит. Широке застосування лісових матеріалів у будівництві пояснюється переважно наявністю вони низки позитивних властивостей. Вони мають високу міцність, малу середню щільність, легкість обробки, високу морозостійкість і стійкість до дій розчинів солей, лугів, органічних кислот.
Деревина складається з живих і відмерлих клітин, що мають різні форми, величину та виконують різні функції. Деревина містить провідні, механічні та запасні клітини. Клітки, що проводять, служать для передачі поживних речовин від коренів до гілок і листків. Це так звані судини (у листяних порід) та трахеїди (у хвойних порід). Механічні клітини витягнуті у довжину, мають товсті стінки та вузькі внутрішні порожнини. У деревині листяних порід функції механічних клітин виконує так званий лібриформ (клітини веретеноподібної форми), а в деревині хвойних порід - трахеїди пізньої деревини. Запасаючі клітини служать для зберігання поживних речовин та передачі їх живим клітинам у горизонтальному напрямку. Вони знаходяться в основному в серцевинних променях. Кожна жива клітина деревини має клітинну оболонку і протоплазму, що знаходяться в ній, клітинний сік і ядро.
Хімічний склад деревини всіх порід у середньому містить 49,5% вуглецю, 6,3% водню, 44,1% кисню, 0,1% азоту. Перед оболонок клітин припадає близько 95 % маси.
Головними складовими частинами оболонок є целюлоза (43...56%) та лігнін (19...30%). Решту оболонок займають геміцеллюлози, пектинові речовини, мінеральні солі, жири, ефірні олії, алкалоїди, глікозиди і т.д.
Розрізняють такі основні частини (макроструктуру) стовбура: кору, луб, камбій, заболонь, ядро, серцевину, серцевинні промені та річні шари.
Кора складається із зовнішнього (кірки) та внутрішнього (лубу) шарів. Вона захищає дерево від температурних та механічних впливів. Під лубом знаходиться тонкий шар камбію, що складається з живих клітин. Товстий шар деревини, що йде за камбієм, складається з низки тонких концентричних шарів, внутрішня частина яких називається ядром, а периферійна - заболонню. Існують породи, наприклад, береза, клен, вільха та ін, у яких ядро ​​відсутнє. Такі породи називаються заболонними. За цими ознаками всі деревні породи класифікують на ядрові (мають ядро ​​і заболонь), заболонні (позбавлені ядра, що мають тільки заболонну деревину) і селлодеревні (мають не яскраво виражене ядро ​​- стиглу деревину і заболонь).
Усі деревні породи класифікуються на хвойні та листяні. Найбільшого поширення у будівництві знаходять хвойні породи. До них відносять сосну, ялинку, ялицю, модрину та кедр. За останні роки у зв'язку зі значним зростанням обсягів капітального будівництва в промисловості стали все більше застосовуватися і листяні породи, такі як дуб, бук, береза, осика, липа, граб, вільха, в'яз та ін.

2. Властивості деревини

Основні властивості деревини класифікуються на фізичні та механічні. Фізичні властивості деревини характеризуються кольором, блиском, текстурою, щільністю, гігроскопічністю та ін. .).
Фізичні властивості деревини. Розглянемо ті фізичні характеристики деревини, які мають найбільшу важливість для будівельної промисловості.
Вологість деревини значно впливає на її властивості. Деревина містить вільну (в порожнинах клітин) та пов'язану (в оболонках клітин) вологу.
Повна (при видаленні всієї зв'язної вологи) усушка складає в тангенціальному напрямку для деревини різних порід б... 10 %, а в радіальному напрямку 3...5 %, вздовж волокон 0,1...0,3 %, повна об'ємна усушка приблизно 12...15%. Внаслідок різниці значень радіальної та тангенціальної усушки при висиханні (або зволоженні) спостерігається викривлення деревини.
Об'ємна маса, або середня щільність, деревини залежить від її вологості та об'єму пір. Щільність деревної речовини (питома маса) у всіх порід однакова (оскільки однаковий їх хімічний склад) і приблизно дорівнює 1,5. Щільність деревини через наявність у ній порожнин менша за щільність деревної речовини і коливається у значних межах залежно від породи, умов зростання, положення зразка деревини в стовбурі тощо.
Механічні властивості деревини. При використанні деревини як конструкційний матеріал і створення композиційних матеріалів виникає необхідність враховувати здатність деревини чинити опір дії зусиль, тобто. її механічні властивості. До механічних властивостей деревини відносяться її міцність та деформативність, а також пов'язані з механічними впливами деякі її експлуатаційні властивості.

Міцність деревини характеризує її здатність чинити опір руйнуванню під впливом механічних навантажень. Показником цієї механічної властивості служить межа міцності - максимальна величина напруги, що витримує матеріал без руйнування. Межу міцності встановлюють при випробуваннях зразків деревини на стиск, розтяг, вигин, зсув і (дуже рідко) під час кручення. Деревина відноситься до анізотропних матеріалів, тому визначення показників міцності проводять за різними структурними напрямками - вздовж і поперек волокон (за радіальним та тангенційним напрямками).

Деформативністю деревини називають її здатність змінювати свої розміри та форму при дії зусиль. Показником деформативності деревини є модулі пружності, коефіцієнти поперечної деформативності, модулі зсуву, тривалі модулі пружності, повзучість, усадка та ін.
При розрахунку елементів дерев'яних конструкцій необхідно знати механічні властивості деревини та аналітичне визначення напруженого та деформованого її станів. Багато конкретних завдань вирішуються методами теорії пружності та опору матеріалу.
До експлуатаційних і технологічних властивостей, що виявляються при дії зусиль, можна віднести: твердість, ударну в'язкість, зносостійкість, здатність утримувати кріплення та ін. За своїми механічними властивостями деревина відноситься до анізотропних матеріалів. Вона має суттєву відмінність у показниках міцнісних та деформативних властивостей за різними структурними напрямками. Найбільшу міцність та жорсткість деревина має вздовж волокон, найменшу – у поперечному напрямку.
Показники механічних властивостей деревини залежить від її вологості. При зволоженні деревини до краю насичення клітинних стін показники всіх механічних властивостей різко зменшуються. За подальшого підвищення вологості деревини (понад 30%) показники механічних властивостей практично не змінюються.
Деякі орієнтовні показники фізико-механічних властивостей деревини наведені у табл. 7.1....7.5.
При розрахунку конструкцій з деревини, що працюють на стиск, вигин, розтяг або в умовах складного напруженого стану, числові величини показників механічних властивостей деревини беруть із нормативно-довідкової літератури з урахуванням перехідних коефіцієнтів до розрахункових опорів деревини залежно від породи.

3. Будівельні матеріали на основі деревини

До основних деревних будівельних матеріалів відносяться круглі лісоматеріали, пиломатеріали, клеєні вироби та конструкції, деревостружкові, деревно-цементні та деревноволокнисті плити, арболіт, фіброліт, ксилоліт та ін.
Круглі лісоматеріали – відрізки деревного стовбура різних порід та розмірів, очищені від кори та сучків. В цілому вигляді круглі лісоматеріали застосовують у будівництві як стіновий матеріал, опор і стовпів для повітряних ліній зв'язку та ліній електропередачі та настилу при будівництві мостів, доріг, для огородження територій і т.д.
Вироблені з круглих матеріалів, що зберегли природну структуру деревини, пиломатеріали, колоті лісоматеріали (клепка для бочок), струганий та лущений шпон та інші відносяться до групи оброблених.
Пиломатеріали - продукція, що отримується при розкрої колод, має стандартні розміри та якість, яка використовується в цілому вигляді або для вироблення заготовок, деталей та виробів з деревини. У пиломатеріалах поздовжні та широкі сторони називають пластами, поздовжні вузькі – кромками, а перпендикулярні їм – торцями. Лінії перетину пластів та кромок пиляної продукції називаються ребрами. Частина поверхні колоди, що залишилася на пиломатеріалах, називається обзолом.
За породами деревини пиломатеріали поділяються на дві основні групи: хвойні та листяні. За розмірами поперечного перерізу вони поділяються на бруси, бруски та дошки (7.1).
Бруси - пиломатеріали товщиною та шириною 100 м і більше. За кількістю пропиляних пластів розрізняють дво-, три-і чотири-кантові бруси. Бруски - пиломатеріали товщиною до 100 мм та шириною не більше подвійної товщини. Дошки - пиломатеріали товщиною до 100 мм та шириною більше подвійної товщини.
Пиломатеріали можуть бути обрізними (7.1, в-д) і необрізними (7.1, а, б, е). У обрізних пиломатеріалів пласті та кромки пропиляні по всій довжині; у необрізних пласти пропиляні, а кромки не пропиляні або пропилені частково, і величина непропиленной частини перевищує допустимі розміри для обрізних
пиломатеріалів. Під час вироблення пиломатеріалів утворюється попутна пилопродукція як обапола. Обапол - пилопродукція, що отримується з бічної частини колоди і має одну пропилену, а іншу непропилену або частково пропилену поверхню.
p align="justify"> З пиломатеріалів виготовляються для потреб будівельної індустрії різні вироби і конструкції, описані нижче.
Ш п а ли - продукція, що отримується при поздовжньому розпилюванні колод з поперечним перерізом, близьким до брусів, довжиною 1,35...2,7 м. Шпали застосовують у залізничному будівництві.
Шашка з деревини являє собою бруски чотирьох-або шестигранної форми. Висота шашки для підлоги 60...80 мм; для дорожніх бруківок 100...120 мм, ширина 50...100 мм. Вологість деревини для шашки має бути не більше 25%. Шашки виготовляють з деревини хвойних та твердих листяних порід, за винятком ялиці, берези, бука та дуба. Враховують шашку в квадратних метрах їхньої торцевої поверхні.
Напівфабрикати, заготівлі та вироби. Напівфабрикати та заготовки - це дошки або бруски, прирізані стосовно заданих розмірів, з відповідними припусками на механічну обробку та усихання. До них відносяться шпунтовані дошки для підлоги, плінтуси, галтелі для закладення простору між підлогою та стінками, лиштва для обшивки віконних та дверних коробок.
Будівельні деталі – це елементи збірних будинків, різноманітні столярні вироби, виготовлені на спеціалізованих заводах. Найбільш прогресивними є дерев'яні клеєні конструкції.
Клеєні дерев'яні конструкції - вироби, які отримують шляхом склеювання дощок (брусків) та фанери. Технологія виготовлення клеєних конструкцій складається з наступних основних операцій: сушіння» відбору та сортування пиломатеріалів, обробки поверхонь для склеювання, нанесення клею, запресування, витримування в пресах під тиском, обробки поверхонь готових елементів та відправлення їх на склад готової продукції.
Пиломатеріали, призначені для виготовлення клеєних конструкцій, висушують до вологості 10...15 %, сортують за якістю, розкроюють по довжині з вирізкою дефектних місць і готують для склеювання на зубчастий шип. Розмір склеєної нитки дощок зазвичай дорівнює довжині конструкції або її елементу. Після склейки здійснюють стружку елементів на чотиристоронньому стругальному верстаті.
Запресування клеєних дерев'яних конструкцій зазвичай здійснюється у спеціальних горизонтальних та вертикальних ваймових пресах, а також у пневматичних та гідравлічних пресах. При запресуванні пакета необхідно дотримуватися двох основних вимог:
1) ретельне калібрування дощок (неприпустимі їх ушкодження та різна товщина); 2) рівномірне нанесення клею на склеювані поверхні при строгому дотриманні встановленої інструкцією в'язкості клею та часу обробки та запресування.
Після витримування до затвердіння клею конструкції подають на посадку обробки, де їх очищають від потіків клею і покривають лакофарбовими матеріалами, іноді для підвищення біо- та вогнестійкості (ці операції можуть бути виконані на пиломатеріалах до їх склеювання) - антисептиками та антипіренами. Ці конструкції все ширше використовуються в народному господарстві завдяки малій щільності, великій міцності та стійкості при експлуатації в різних умовах, у тому числі в агресивних середовищах, можливості виготовлення будь-яких розмірів та форм.
У будівництві використовують клеєні конструкції двох принципово різних видів: несучі та огороджувальні. Несучі конструкції є багатошаровими, тобто. склеєними із шарів деревини. Іноді багатошарові дерев'яні конструкції підсилюють шляхом вклеювання металевої чи пластмасової арматури. Такі конструкції називають армованими. Існують комбіновані конструкції, що складаються із шарів масивної деревини, склеєних з фанерою. Найчастіше це конструкції двотаврового або коробчатого перерізу, верхній і нижній
і т.д.................

ЛІСОВІ МАТЕРІАЛИ

Деревина - високопористий продукт живої природи, що відрізняється специфічною волокнистою будовою, що визначає своєрідність її фізико-механічних властивостей, широке та різноманітне використання у різних галузях народного господарства.

Завдяки цим властивостям лісові матеріали, а також вироби та конструкції на їх основі можуть досить довго працювати у різних умовах експлуатації.

До позитивним, властивостямДеревини відноситься висока механічна міцність і водночас легкість, що дозволяє віднести її до ефективних матеріалів з досить високим коефіцієнтом конструктивної якості.

Деревина здатна поглинати ударні навантаження і гасити вібрації, вона відрізняється високими тепло-, звуко- та електроізоляційними властивостями, хімічною стійкістю до кислот і лугів, легко обробляється різальними інструментами, добре утримує металеві та інші кріплення, надійно склеюється і, нарешті, має природну декоративність, що робить її популярним оздоблювальним матеріалом.

До негативних властивостейдеревини відносяться анізотропність, тобто неоднорідність структури та властивостей у різних напрямках по відношенню до розташування деревних волокон; підвищена гідроскопічність і водопоглинання, що визначають зміну найважливіших фізико-механічних характеристик за рахунок нерівномірного набухання; короблення та розтріскування.

Будова та склад

Дерево, що росте, складається з кореневої системи, стовбура і крони. Промислове значення має стовбур, тому що з нього виходить від 60% до 90% деревини. Макроструктуроюназивають будову стовбура дерева, видиме неозброєним оком або через лупу, мікроструктурою- видиме під мікроскопом. Зазвичай вивчають три основні розрізи стовбура: поперечний (торцевий), радіальний, що проходить через вісь стовбура, і тангенціальний, що проходить по хорді вздовж стовбура (рис.ЛМ-1а).

Мал. ЛМ-1Будова ствола дерева:

а) основні розрізи ствола: 1 - поперечний (торцевий); 2 – радіальний; 3-тангенційний; б) будова ствола дерева на поперечному розрізі: 1-кора; 2 – камбій; 3 – луб; 4 – заболонь; 5 - серцевина; 6 - серцевинні промені.

Макроструктура

При розгляді розрізів ствола дерева неозброєним оком або через лупу можна розрізнити такі основні його частини: серцевину, кору, камбій та деревину (рис. ЛМ-2).

Серцевинаскладається з клітин із тонкими стінками, слабко пов'язаних один з одним. Серцевина спільно з деревною тканиною першого року розвитку дерева утворює серцеву трубку. Ця частина стовбура дерева легко загниє і має малу міцність.

Кораскладається з шкірки або кірки, пробкової тканини та лубу. Шкірка або шкірка та пробкова тканиназахищають дерево від шкідливих впливів середовища та механічних пошкоджень. Луб проводить поживні речовини від крони в стовбур та коріння.

Під луб'яним шаром у дерева, що росте, розташовується тонкий кільцевий шар живих клітин. - Камбій.Щорічно у вегетативний період камбій відкладає у бік кори клітини лубу та всередину стовбура, у значно більшому обсязі – клітини деревини. Розподіл клітин камбіального шару починається навесні і закінчується восени, тому деревина стовбура (частина стовбура від лубу до серцевини) у поперечному розрізі складається з ряду концентричних, так званих, річнихкілець навколо серцевини. Кожне річне кільце складається з двох шарів: (весняної) деревини, що утворилася навесні або на початку літа, і пізньої (літньої) деревини, яка утворюється до кінця літа. Рання деревина світла і складається з великих, але тонкостінних клітин; пізня деревина більш темного кольору, менш пориста і має більшу міцність, тому що складається з дрібнопорожнистих клітин з товстими стінками.

У процесі зростання дерева стінки клітин деревини внутрішньої частини стовбура, що примикає до серцевини, поступово змінюють свій склад і просочуються у хвойних порід смолою, а у листяних - дубильними речовинами. Рух вологи в деревині цієї частини стовбура припиняється і вона стає прозорішою, твердішою і менш здатною до загнивання. Цю частину стовбура, що складається з мертвих клітин, називають у деяких порід ядром, в інших – стиглою деревиною. Частина молодшої деревини стовбура ближче до кори, в якій ще змінюються живі клітини, що забезпечують переміщення поживних речовин від коренів до крони, називають заболонню.Ця частина деревини має велику вологість, відносно легко загниває, маломіцна, має більшу усихання і схильність до короблення.

Породи, у яких ядро ​​відрізняється від заболоні темнішим забарвленням і меншою вологістю, називають ядровими(Сосна, модрина, дуб, кедр та ін). Породи, у яких центральна частина стовбура відрізняється від заболоні лише меншою вологістю, називають стилі дерев'яними(ялина, ялиця, бук, липа та ін.). Деревні породи, у яких не можна помітити значної різниці між центральною та зовнішньою частинами деревини стовбура, звуться забілені породи(береза, клен, вільха, осика та ін.).

У деревині всіх порід розташовуються серцеві промені,які служать для переміщення вологи та поживних речовин у поперечному напрямку та створення запасу цих речовин на зимовий час. У хвойних порід вони зазвичай дуже вузькі і видні лише під мікроскопом. Деревина легко розколюється по серцевим променям, по них же вона розтріскується при висиханні.