Avantajele și dezavantajele lemnului
Principalele avantaje ale lemnului sunt:
Greutate redusă. Lemnul are o densitate medie de 550 kg / m3 și de 14 ori mai ușor decât oțelul, betonul de 4,5 ori mai ușoare, ceea ce reduce semnificativ costurile materiale pentru transport, pe fundație, să renunțe la mecanismele de ridicare grele pentru clădiri și construcții.
Forța de aderență. Unul dintre indicatorii eficacității utilizării structurilor din diferite materiale este indicele puterii specifice a materialului, care este exprimată prin raportul dintre densitatea materialului și rezistența sa la proiectare. Pentru lemn lipit, acest raport este de 3.66-10 "4, pentru otel carbon 3.7-7.0-4, pentru beton de calitate 22.5 -1.85-10" 3. Acest lucru confirmă oportunitatea utilizării, împreună cu oțel, a structurilor lipite din lemn în clădiri mari, unde greutatea proprie este crucială.
Deformabilitate și vâscozitate. Dintre toate materialele de construcție tradiționale, numai lemnul reacționează mai puțin la sedimentarea inegală a fundațiilor. Natura vâscoasă a distrugerii lemnului (cu excepția ruperii) face posibilă redistribuirea forțelor în elemente, care nu cauzează defecțiuni ale structurilor.
Extinderea temperaturii. Coeficientul de dilatare liniară a lemnului este diferit de-a lungul fibrelor și sub un unghi față de acestea. De-a lungul fibrelor, valoarea acestui coeficient este de 7-10 ori mai mică decât între fibre și de 2-3 ori mai mică decât cea a oțelului. Acest fapt face posibil să nu se țină cont de influența temperaturii și nu necesită împărțirea clădirii în blocuri de temperatură.
Conductivitate termică. Conductivitatea termică scăzută a lemnului, datorită structurii sale, este baza aplicării largi în pereți a structurilor de închidere. Coeficientul de conductivitate termică în lemnul de 6 ori mai mică decât cea din cărămizi ceramice, de 2 ori mai mică decât cea din argilă expandată, spumă de gaz beton de 800 kg / m3 densitate și echivalent de gaz spumă cu densitate de beton de 300 kg / m3, densitatea este aproape de două ori mai mică decât cea a lemnului.
Rezistența chimică a lemnului. Lemnul poate fi folosit fără protecție suplimentară sau protejat prin vopsire, impregnarea suprafeței într-un mediu agresiv chimic. Structurile din lemn sunt utilizate în construcția depozitelor pentru materiale vrac chimic agresive, cum ar fi sărurile de potasiu și sodiu, îngrășămintele minerale care distrug betonul și oțelul. Majoritatea acizilor organici nu distrug lemnul la temperaturi normale.
Auto-reînnoirea lemnului. Principalul avantaj al lemnului în comparație cu alte materiale de construcție este reînnoirea constantă a rezervelor sale. În producția altor materiale structurale (oțel, beton, plastic, etc.) se consumă o cantitate mare de materii prime, rezervele acestora fiind în permanență uscate. În plus, producția celor mai multe materiale de construcție necesită o cheltuială mare de energie, deficitul căruia este resimțit în multe țări.
Ușurința procesării. Lemnul poate fi prelucrat cu ușurință cu un instrument manual sau electric simplu. Deformabilitatea lemnului face posibila construirea de forme variate, rectilinie si curbilinare. Producerea de mici dimensiuni din lemn masiv poate fi stăpânită practic la locațiile de exploatare, pe orice bază a industriei construcțiilor, ceea ce este imposibil pentru producerea de structuri metalice sau din beton armat.
Lemnul, ca și alte materiale, are dezavantaje:
Inomogenitatea, anisotropia lemnului și viciile. Eterogenitatea lemnului se manifestă prin diferența în structura și proprietățile straturilor anuale formate în timpul creșterii arborelui, în funcție de condițiile de mediu, adică condițiile climatice, zonele diferite, ecologia, durata perioadelor de iarnă și de vară. Eterogenitatea lemnului afectează variabilitatea indicilor de rezistență, ceea ce complică obținerea unor caracteristici de design fiabile ale lemnului.
Lemnul este un corp cu trei axe de anizotropie de-a lungul principalelor direcții structurale - de-a lungul și de-a lungul fibrelor în direcția tangențială și radială. Având în vedere diferența mică dintre caracteristicile de rezistență din ultimele două direcții, în practică, se utilizează caracteristici în două direcții de-a lungul și între fibrele cu interpolare neliniară la un unghi față de fibre. Diferențele semnificative în rezistența lemnului la aplicarea forțelor de-a lungul și între fibre complică în mod semnificativ construcția structurilor din lemn și, în special, a joncțiunilor, ceea ce duce adesea la o creștere nerețională a secțiunilor transversale ale elementelor conectate.
Defectele principale includ noduri, crăpături și înclinări. Prezența nodului schimbă direcția fibrelor lemnoase sau le întrerupe, ceea ce afectează în mod semnificativ rezistența, mai ales când este întinsă, deoarece există o încărcare inegală a tuturor fibrelor în secțiune. De asemenea, rezistența lemnului reduce panta fibrelor în raport cu axa trunchiului (oblică), ceea ce este clar demonstrat prin experimente pe probe mari și mici (fără defecte) din lemn.
Dependența proprietăților fizice și mecanice ale lemnului de umiditate. Lemnul are capacitatea de a absorbi umiditatea datorită higroscopicității sale. Cantitatea de umiditate din lemn depinde în mare măsură de proprietățile sale fizice și mecanice. O cantitate mare de umiditate poate compensa în mare parte unele dintre avantajele lemnului. Astfel, densitatea lemnului de rasinoase proaspat recoltat (cu exceptia zada) si lemnului moale (aspen, plop, arin, tei) este de 850 kg / m3. Odată cu îndepărtarea umidității, densitatea scade. La 15-25% umiditate se presupune că densitatea este de 600 kg / m3, iar la 6-12% umiditate se presupune că densitatea este de 500 kg / m3. Laricele au o densitate de 800 kg / m3 și, respectiv, 650 kg / m3, cu o umiditate cuprinsă între 15-25% și respectiv 6-12%.
Pentru construcția lemnului:
- Umezeală cu umiditate peste 25%;
- semi-uscat cu un conținut de umiditate de 12-25%;
- Aer-uscat cu un conținut de umiditate de 6-12%.
Creep wood. Cu o sarcină pe termen scurt, lemnul funcționează aproape elastic, dar cu o acțiune prelungită de încărcare constantă, deformările cresc în timp. Chiar și cu un nivel scăzut al stresului, creepul poate dura ani întregi. Cu creșterea nivelului de stres, fluajul este mai pronunțat și poate duce la distrugerea structurii. Prin monitorizarea deformării fluajului, prin măsurarea deformărilor, este posibil să se prevadă starea operațională a structurilor din lemn.
Dar dacă creepul este un dezavantaj pentru structurile din lemn, atunci, în unele cazuri, în producția de produse din lemn, această proprietate se poate transforma în demnitate, de exemplu, este necesar să se dea produsului o formă curbată.
Bioporozhenie lemn. Direct legate de conținutul de umiditate al lemnului. La o umiditate mai mare de 18%, precum și în prezența oxigenului și a temperaturii pozitive, apare o condiție pentru activitatea vitală a ciupercilor care ard lemn. Lemnul a distrus, de asemenea, activitatea vitală a insectelor, care sunt împărțite în două grupe: insecte, deteriorarea lemnului neokorennuyu în pădure, în depozite și zone de tăiere, și insecte care distrug lemnul decojit în timpul prelucrării și utilizării lor în construcții.
Răspândirea focului se produce ca urmare a combinării lemnului de carbon cu oxigenul. Aproximativ la 250 ° C, fibra de lemn începe să se descompună, substanțele rezultate încep să ardă și descompun părțile sălbatice ale lemnului cu căldura lor. Dacă partea exterioară a lemnului arde rapid, având în vedere conductivitatea termică scăzută și aspectul grosimii stratului obuglevayuschego impiedica oxigenul de la intrarea, procesul suplimentar este încetinit puternic în jos. Prin urmare, structurile din lemn cu secțiune transversală masivă au rezistență la foc mai mare comparativ cu structurile metalice.
Toate avantajele și dezavantajele de mai sus ale lemnului se datorează, în primul rând, structurii anatomice a lemnului.