краска. Учебник рекомендовано

• Название: Учебник рекомендовано
• Анкор: краска
• Дата: 28.03.2022
• Размер: 2.01 Mb.
• Имя файла: v.a-smirnov-materialovedenie-otdelochnye_raboty.docx
• Тип: Учебник; #421063
• страница: 26 из 38

Глава 6. Отделочные материалы из древесины Глава 7. Полимерные отделочные материалы Глава 8. Лакокрасочные материалы Глава 9. Вспомогательные материалы, клеи и мастики

Глава 6

ОТДЕЛОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Древесина — освобожденная от коры сложная ткань древес­ных волокон. В России строительство из древесины является тра­диционным. На севере нашей страны известны деревянные соору­жения, построенные 300 и более лет назад. Помимо прямого ис­пользования в строительстве древесина является ценнейшим сы­рьем для химической и целлюлозно-бумажной промышленности. По запасам древесины наша страна занимает ведущее положение в мире.

Особую ценность составляют хвойные породы, обладающие вы­сокими физико-механическими свойствами. Помимо хвойных по­род выделяют мягколиственные и твердолиственные породы. Хвой­ные породы характеризуются листвой игольчатой формы (хвоей), лиственные — листвой пластинчатой формы. В анатомическом строении растущего дерева выделяют три основные части: крону (сучья и листья), ствол (50... 80 % объема дерева), корневую систему. Наибольшую ценность представляет ствол, или деловая древесина. Однако и остальные части представляют большую ценность при их умелом использовании.

Качест во древесины зависит как от породы растущего дерева, так и от условий его произрастания: типа почвы, затемненности, наличия влаги, климатических условий и т.д. Свойства древесины определяются микроструктурой (видимой под микроскопом) кле­ток — Их составом, формой, строением и назначением. Структура древесины, видимая при небольшом увеличении или невооружен­ным глазом, называется макроструктурой и дает достаточно полное представление как о различных периодах развития дерева, так и о его качественных характеристиках.

Макроструктуру древесины принято изучать на разрезах ствола или ветвей, проходящих по трем направлениям:

• 
  торцевому (поперечному) — по плоскости, перпендику­лярной оси ствола;
  
• 
  радиальному — по плоскости, проходящей вдоль оси ствола;
  
• 
  тангентальному— но хорде торцевого разреза.
  

Анализируя указанные разрезы, можно легко выделить основ­ные элементы дерева. На поперечном разрезе: кора, луб, камбий, заболонь, ядро и сердцевина. Заболонь — светлоокрашенная часть древесины, состоящая из живых клеток. Ядро имеет более темную окраску, оно состоит из уплотненных отмерших клеток. У заболон- ных пород (береза, ольха) ядро не наблюдается. Рыхлые, малопроч­ные клетки первого года жизни дерева составляют сердцевину.

Рост дерева обеспечивается за счет деления клеток камбия, рас­положенного на внешней поверхности Заболони. Промежуточный слой между камбием и корой, называемый лубом, состоит из прово­дящих, запасающих и механических клеток. Наружный слой — кора — выполняет защитные функции: от механических поврежде­ний, испарения влаги и т. д. Кора пробкового дуба, бархатного дере­ва используется для изготовления теплоизоляционных, акустиче­ских, герметизирующих материалов, в качестве наполнителя для линолеума. Возраст дерева, условия произрастания можно проана­лизировать по годовым кольцам, концентрическим окружностям светлой и темноокрашенной древесины годичного слоя.

Светлоокрашенный слой годового кольца — ранняя древесина; темпоокрашенная, более плотная — поздняя древесина. Годовой прирост (суммарная толщина годового кольца) зависит от условий роста дерева и соответственно климатических условий.


6.2,
ПОРОКИ ДРЕВЕСИНЫ

Качество древесины, применяемой при отделочных работах, за­висит от многочисленных факторов: породы древесины, условий произрастания, наличия дефектов роста, воздействия знакопере­менной температуры, градиента влажности, поражения грибами и насекомыми.

Стандарты, определяющие качество древесины и ее пригод­ность для использования в конструкциях и сооружениях, регламен­тируют допустимые пороки древесины и ее сортность.

Пороки по форме ствола и строению:

ш сбежистость — резкое изменение диаметра ствола по на­правлению к вершине;

• 
  закомелистость — утолщение к комлю дерева;
  
• 
  кривизна — одно- Или двусторонняя;
  
• 
  крень — смещение сердцевины и непропорциональное развитие древесины в диаметральном направлении;
  
• 
  косослой — отклонение направления волокон от оси ствола;
  
• 
  вилеватость — отклонение направления волокон в двух направлениях.
  

Сучки — основание ветвей в древесине ствола. Сучки — один из наиболее распространенных пороков древесины. Однако в зависи­мости от вида сучков в ряде случаев в отделочных материалах мож­но достичь значительного декоративного эффекта. Сучки — неотъ­емлемая составляющая древесины. Они различаются по форме, расположению, срастанию древесины сучков с волокнами ствола, состоянию сучков (гнилые, здоровые). Сучки снижают прочность изделий при изгибе.

Трещины — нарушение сплошности древесины, проявляющее­ся в виде разрывов ткани древесных волокон; они могут образовы­ваться как в растущем, так и в срубленном дереве. Причиной обра­зования трещин могут быть изменения влажности, пониженные температуры.

Различают следующие виды трещин:

• 
  метиковые трещины (простые и сложные), идущие от Сердцевины к внешней части ствола, но не выходящие на ее поверхность;
  
• 
  морозобоины — открытые и закрытые, идущие вдоль ствола от центра через ядро и заболонь;
  
• 
  отлуп — трещины по годовым кольцам;
  
• 
  трещины усушки, образующиеся при неравномерной по­тере влаги в срубленном дереве.
  

Трещины нарушают целостность древесины, снижая ее проч­ность, выход готовой продукции, и могут в ряде случаев сделать ее полностью непригодной к применению.

При сушке древесины, особенно при ее хранении в условиях переменной влажности, на поверхности пиломатериалов возника­ют участки неравномерного цвета — так называемые химические окраски.

Цвет таких участков — красновато-коричневый, желтый, сине­ватый, Серый, черный. Причиной появления таких окрасок являют­ся процессы окисления ряда химических соединений, входящих в состав древесины кислородом воздуха.

В ряде случаев изменение окраски, затем структуры и физиче­ских свойств могут быть вызваны жизнедеятельностью древесных грибов. Такие разрушения древесины называют грибными пора­жениями, или гнилями.

Процесс гниения древесины обусловлен прежде всего ее соста­вом. Основными химическими элементами, входящими в состав сухой древесины являются, %:

Углерод Около 49,5

ВоДород............. 6,3

Кислород 44,1

Именно эти элементы входят в состав целлюлозы (клетчатки), лигнина, Продукты разложения которых й являются питанием для древесных грибов.


6.3,
СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

— это капиллярно-порисгое тело, свойства и каче­ственные характеристики которого изменяются в зависимости от породы древесины, условий произрастания, климата, места отбора образцов для испытаний из различных частей ствола и т. д. Для от­делочных материалов основными характеристиками, естественно, являются декоративные свойства: цвет, блеск, текстура. Однако и другие физические свойства при выборе и использовании древеси­ны для отделки играют немаловажную роль.

Учитывая практическое постоянство химического состава дре­весных волокон для различных пород, можно считать, что истинная плотность древесины (абсолютно сухой) составляет около 1 500 кг/м³. В то же время, учитывая факторы условий произрастания древе­сины, средняя плотность может колебаться в довольно значитель­ных пределах. Так, для дуба р_ш = 550.., 1 000 кг/м³, для лиственницы Pm ⁼ 450... 850 кг/м³, для сосны р_ш — 300... 700 кг/м³ (при влажности 12 %). Соответственно пористость указанной древесины составля­ет¹ П_д⁼ 63...33 %; П_л = 70...43%; П_с - 80...53 %. Учитывая приведен­ные характеристики, а особенно малый размер пор и их направлен­ность по оси роста, можно прийти к выводу, что свойства древеси­ны прежде всего зависят от ее строения, которое во многом опреде­ляется величиной и характером пористости.

Влажность древесины во многом определяет ее пригодность для различных элементов отделки и конструкций. В древесине следует различать влагу, содержащуюся в полостях клеток (свободная вла­га), й связанную (гигроскопическую) вла]у, находящуюся в оболоч­ках клеток.

Пределом гигроскопичности для большинства древесных пород является 30%-я влажность. Процессы насыщения древесины вла­гой обратимы и зависят прежде всего от микропористости и состоя­ния атмосферы. В этом случае рассматривают так называемую рав­новесную влажность, т. ё, влажность, которая сохраняется в древе­сине под воздействием температуры и влажности окружающей среды. Проникая в ткань древесных волокон, вода вызывает в них появление внутренних напряжений. Следствием этого являются деформации набухания и при потере влаги деформации усушки. Результатом возникновения при увлажнении внутренних напряже­ний является снижение Прочностных показателей. Поэтому необ­ходимым условием получения отделочных материалов высокого качества является их тщательная сушка. Действующими нормами предусмотрены определения основных эксплуатационных харак­теристик при так называемой стандартной влажности 12 %. Кале­ние влаги происходит по плоскостям разрезов. Соответственно де­формации по трем разным направлениям значительно отличаются. Вдоль волокон деформации усушки минимальны и составляют 0,1...0,3%, в радиальном направлении — 3...5%. Максимальных значений — 6... 10 % — изменения размеров достигают в тангенци­альном направлении.

Различия в строении древесины по трем направлениям пред­определяют анизотропию основных характеристик древесины, прежде всего механических и теплотехнических. Вытянутые в про­дольном направлении древесные волокна обеспечивают высокую прочность при растяжении и изгибе. Так-, для березы со средней плотностью р_ш = 610 кг/м³ прочность при растяжении составляет 165 МПа. В то же время прочность при сжатии вдоль волокон со­ставляет 65 МПа, а при сжатии поперек волокон (смятии) прочность достигает лишь 5 МПа. Важной характеристикой д ля древесины яв­ляется прочность при скалывании. Так, при испытании березы в тангенциальном направлении она составляет 10,5 МПа. Приведен­ные значения могут колебаться в зависимости от условий роста и других факторов, однако соотношение их относительных величин остается приблизительно одинаковым для всех пород древесины.

Для отделочных материалов прочностные показатели могут играть второстепенную роль. Вместе с тем деревянные конструк-

тивные элементы в силу особенностей своего строения нередко ис­пользуются и как декоративные формы. Применение древесины для отделки требует обязательного определения твердости; Указан­ная характеристика необходима при выборе механического обору­дования для обработки древесины, а также для определения ее экс­плуатационных свойств. Твердость в этом случае определяют по двум направлениям: торцевому и боковому (радиальному или тан­генциальному). Величина твердости во многом определяет выбор материала для покрытия полов. Так, например, торцевая твердость дуба (р_т - 700 кг/м³) составляет 66 МПа, боковая — 53 МПа. Соот­ветственно для лиственницы (р_ш = 660 кг/м³) торцевая твердость со­ставляет 43 МПа, а боковая — 29 МПа.

Уже: отмечалось, что древесина сочетает в себе как декоратив­ные, так и высокие конструкционные свойства, в ряде случаев пре­восходящие бетон, некоторые металлы и т.д. Одним из отличитель­ных свойств древесины является ее низкая теплопроводность, обу­словленная пористостью и ее особенностями. Теплопроводность древесины — величина переменная, зависящая от ее средней плот­ности, температуры, направления теплового потока, а главное, от влажности. Для одной из наиболее используемых для ограждающих конструкций пород •—сосны— значения теплопроводности по на­правлению (вдоль и поперек волокон) при температуре 22 °С и рав­новесной влажности 20 % резко отличаются. Так, для сосны с услов­ной плотностью р_усл = 500 кг/м³ теплопроводность вдоль волокон Лв:_в = ОД Вт/(м • °С), а в радиальном направлении /_р = 0,19 Вт/(м - °С).

Помимо высоких физико-механических свойств материалы из древесины обладают эстетическими и декоративными свойствами, что в сочетании с экологичностью ставит их в группе отделочных материалов на одно из первых мест. Совершенно не случайно, что широко выпускаемые в настоящее время материалы на основе по­лимеров имитируют различные породы, древесины. Цвет древеси­ны является ее важным отличительным признаком. В зависимости от условий произрастания, возраста, длительности и условий экс­плуатации цвет древесины изменяется в значительных пределах. Светлоокрашенная древесина дуба после распиловки с течением времени становится темно-коричневой или почти черной; черно­коричневый цвет характерен для черного ореха; красно-коричне­вый — для вишни и пихты; желто-коричневый — для груши, вяза, кедра; слегка желтоватый и розоватый цвета характерны для бере­зы, липы, клена, осины, граба, бука, ели, сосны. Характеристики цвета для древесины одной породы -— величины непостоянные, а в целом эти характеристики находятся в интервале:

Чистота цвета................................................ 30...60 %

Светлота........ 20... 70%

Цветовой тон.... 578...585 нм

Не менее важной характеристикой, чем цвет, является текстура древесины. Текстура древесины —- естественный рисунок разреза древесины, отражающий особенности ее анатомического строе­ния. Для каждой породы древесины характерны форма и располо­жение клеток, толщина годовых колец, наличие и расположение сердцевинных лучей и т.д. Текстуру древесины следует рассматри­вать прежде всего на радиальном и тангенциальном разрезах. В ряде случаев для выделения характерных особенностей строения древе­сины применяют различные технологические приемы:

• 
  коническое лущение, наклонное к оси ствола резание;
  
• 
  подпрессовку;
  
• 
  радиальное и волнистое строгание и т.д.
  

Текстуры, хвойных и лиственных Пород из-за различия в форме клеток и древесных волокон значительно отличаются. Хвойные по­роды обладают маловыразительной текстурой, значительно усту­пающей по декоративным качествам многим лиственным. Однако на разрезах липы, березы, осины, груши сложно выделить отдель­ные элементы макроструктуры. Такие породы относятся к слабо текстурным. В то же время на продольных разрезах ясеня, дуба лег­ко просматриваются чередующиеся светлые и темнОокрашенные полосы, создающие так называемую полосоштриховую текстуру. Рассеянно-штриховая текстура ореха характеризуется прерыви­стыми полосами. Сердцевинные лучи дуба, бука, попадая в пло­скость разреза, образуют на обрабатываемой поверхности сравни­тельно широкие полоски (На радиальном разрезе) или отдельные штрихи и пятнышки (на тангенциальном разрезе). Соответственно текстуры такой древесины носят название «зеркальная» и «чешуй­чатая». Строение клеток Сердцевинных лучей, их расположение, наличие в них смолистых и дубильных веществ обусловливают не­который блеск на продольных разрезах. Отсюда и появились поня­тия зеркальной и чешуйчатой текстур. Декоративные Свойства дре­весины могут быть усилены за счет умелого использования дефек­тов строения древесины, а именно сучков, косослоя, свили и т. д.

Текстура древесины может быть усилена путем применения раз­личных пропиток, содержащих пигменты, а также прозрачных лаков.

лО применение при последней реконструкции Большого Кремлев­ского Дворца 36 пород древесины;

ВИДЫ ОТДЕЛОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ

Высокие конструктивные и декоративные свойства древесины предопредели гот ее широкое использование для отделки строитель­ных конструкций. Номенклатура отделочных материалов из древе­сины широка и разнообразна. Древесина используется для отделки практически всех плоскостей и элементов зданий, наружных и внут­ренних поверхностей ограждающих конструкций, потолков и по­лов, окон и дверей, мебели, архитектурных Деталей ит.д. Древеси­ну в этом случае можно рассматривать как материал многофунк­ционального назначения. Вместе с тем в соответствии с общепри­нятой практикой лесоматериалы подразделяют на необработанные (бревна) и обработанные (пиломатериалы, шцон, продукты перера­ботки древесины и ее отходов).

Необработанные, или круглые, лесоматериалы — это освобож­денные от коры и сучьев отрезки деловой древесины. Бревна раз­личают по их положению По высоте ствола — вершинные, средин­ные и комлевые.

По диаметру в верхнем отрубе лесоматериалы подразделяются:

• 
  на крупные — более 25 см;
  
• 
  средние — i 4.. .24 см;
  
• 
  мелкие — 6...13 см.
  

Последние — более тонкие — носят название «подтоварник». Отходы в виде сучьев, коры и опилок служат для дальнейшей глубо­кой переработки в химической и целлюлозно-бумажной промыш­ленности. В настоящее время круглые лесоматериалы являются в основном полуфабрикатами для получения качественных изделий различного назначения.

Раскрой (продольная распиловка или фрезеровка) круглых лесо­материалов позволяет получать пиломатериалы, различающиеся по форме и размерам поперечного сечения.

, Основные виды пиломатериалов: цилиндрованные брусья (диа­метром от 12 до 24 см); двух-, трех- и четырехкантпые брусья (тол­щиной и шириной свыше 100 мм); бруски (толщиной до 100 и шири­ной 80...250 мм); доски из хвойных пород выпускаются толщиной

13. 
    .45 мм и шириной 80...250 мм, а из лиственных —-13...75 и 80... 200 мм соответственно. По длине пиломатериалы изготавливают до
    

5. 
   м (с градацией 0,25 м).
   

В отделке внутренних плоскостей зданий в основном использу­ются лиственные породы, имеющие более выразительную тексту-

ру. Вместе с тем декоративные облицовки, выполненные из шлифо­ванных досок хвойных пород или цилиндрованного бруса, облада­ют высокими эстетическими качествами. : ^

Раскрой круглых лесоматериалов на пиломатериалы является лишь предварительной стадией подготовки древесины для ее ис­пользования в отделочных работах. I Та последующих стадиях путем обработки на строгальных, фрезерных станках; путем термохими­ческой обработки, пропитки полимерами, прессованием, шлифов­кой получают изделия целевого назначения.

Материалы для полов. Простейшим видом таких изделий явля­ются шпунтованные доски толщиной до 50 мм. Фрезерованные паз и гребень, расположенные с противоположных кромок, дают воз­можность создания единой плоскости необходимых размеров; При этом за счет плотного соединения боковых поверхностей удаётся предотвратить коробление пола при изменении влажности. -

Использование мозаик на Основе каменных материалов в Древ­нем Риме, Карфагене, Греции для украшения жилых и Обществен­ных зданий было обусловлено климатическими условиями. Совер­шенно логичным стало появление наборных декоративных полов из древесины в районах с умеренным и холодным климатом. Наи­более распространенный вид отделочных материалов для полов¹ паркет.

Низкая теплопроводность древесины, долговечность, широкая цветовая гамма, сравнительная легкость механической обработки определяют применение паркетных покрытий в современном стро­ительстве.

Паркетные покрытия собираются из отдельных пластин. В зави­симости от вида паркета размеры и форма пластин могут изменять­ся. Покрытия, собираемые из штучного паркета, состоят из отдель­ных пластин размером 150... 450 мм при ширине 30... 60 мм и толщи­не 16 и 19 мм соответственно. Соединение отдельных пластин (кле­пок) в покрытие осуществляется по пазогребневой схеме. Каждая отдельная пластина по четырем кромкам с противоположных сто­рон имеет паз и гребень. Это обеспечивает возможность точного и прочного их соединения с соседними пластинами. Для штучного паркета используют твердые породы древесины: бук, дуб, березу, ясень, клен и др. Штучный паркет при создании покрытия требует квалифицированного ручного труда, а соответственно, больших временных и финансовых затрат. В целях экономии дорогостоящей древесины и ускорения процесса сборки покрытий пола использу­ют паркетные щиты. Последние представляют собой дощатые щиты или древесно-волокнистые пластины, на поверхность которых на-

клеиваются планки (панели) декоративной древесины толщиной

6. 
   .8 мм. Паркетные щиты выпускаются габаритными размерами от 40 х 40 до 100 х 100 см.
   

Другим не менее экономичным материалом для отделки полов являются паркетные доски длиной До 3,3 м, шириной 145, 160 мм и толщиной 25... 27 мм. Отделочный слой из отдельных планок 6... 8 мм наклеивается на основание из шпунтованных досок в целях предот­вращения коробления основания и возможного отслаивания по­крытия. Нижняя часть досок имеет продольные пропилы. Паркет­ные щиты являются сборочными элементами полной заводской го­товности, т.е. с точными геометрическими размерами, отделкой лицевой поверхности шлифованием с последующим покрытием лаками.

Наиболее дорогостоящим и в то же время наиболее декоратив­ным является мозаичный, или наборный, паркет. Его изготовление может быть аналогично сборке штучного или щитового паркета. Планки толщиной 8... 12 мм укладываются по трафарету на клеевой слой основания или лицевой поверхностью на специальную бума­гу. Бумага с наклеенным на нее отделочным слоем, в свою очередь, укладывается на мастичный слой основания. После отвердевания мастики бумага вместе с клеем смываются с лицевой поверхности.

Наборный паркет чаще всего изготавливают с геометрическим рисунком правильной формы. По эскизам художников изготавли­вается инкрустированием наборный художественный паркет с рас­тительным и другими орнаментами.

Для изготовления наборного паркета используют ценные поро­ды древесины: эбеновое, ореховое, красное, розовое, полисандр, самшит и др.

: Стеновые отделочные материалы. Эти материалы подразделя­ются на листовые, плитные и штучные. К листовым материалам от­носят фанеру, древесно-слоистые пластики, древесно-волокнистые плиты; к штучным — профилированные доски типа «вагонка».

Фанера -— листовой материал, состоящий из 3... 13 слоев древес­ного лущеного шпона, склеенных между собой. Соответственно толщина листов — от 1,5 до 18 мм. При большей толщине изделия называют плитами. Шпон получают на лущильных станках, срезая слой древесины толщиной 0,35 ... 4,00 мм в направлении, параллель­ном оси вращения чурбака. Древесина, используемая для получе­ния шпона: дуб, бук, кедр, лиственница, ясень, береза, осина, сосна, ель и др.

Наиболее распространенная фанера выпускается на основе бе­резы. Листы шпона с наружных поверхностей листа называются

рубашками, внутренние — середниками. В целях равномерного распределения напряжений при механических воздействиях смеж­ные листы шпона при склеивании располагают под углом 90, 60,45, 30°. Для изготовления декоративной фанеры (ДФ) используют в ка­честве верхней рубашки строганый шпон из дуба, бука, ясеня, груши и т.д. Помимо обычной необработанной выпускается шлифованная фанера: Водостойкость, механическая прочность и другие характери­стики фанеры зависят от вида древесины, количества слоев шпона, вида применяемого клея, условий прессования И т.д.

По водостойкости указанные изделия подразделяются: