краска. Учебник рекомендовано
![]()
|
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 рш = 550.., 1 000 кг/м3, для лиственницы Pm = 450... 850 кг/м3, для сосны рш — 300... 700 кг/м3 (при влажности 12 %). Соответственно пористость указанной древесины составляет1 Пд= 63...33 %; Пл = 70...43%; Пс - 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 рш = 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 (рт - 700 кг/м3) составляет 66 МПа, боковая — 53 МПа. Соответственно для лиственницы (рш = 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 русл = 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 ![]() 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 .45 мм и шириной 80...250 мм, а из лиственных —-13...75 и 80... 200 мм соответственно. По длине пиломатериалы изготавливают до 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 .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: |