Тема лекции- ДРЕВЕСИНА Раздел 3- Основные отделочные и поделочные материалы
Работа добавлена на сайт samzan.net:
1
Курс лекций Общее материаловедение
Направление: 050100.62 Педагогическое образование, профиль Изобразительное искусство
Лекция 5
Тема лекции: ДРЕВЕСИНА
Раздел 3: Основные отделочные и поделочные материалы.
План
1. Определение и краткие исторические сведения.
2. Основы производства.
3. Номенклатура.
4. Эксплуатационно-технические свойства.
5. Эстетические характеристики.
1. Определение и краткие исторические сведения
Еще в первобытном обществе древесина после примитивной обработки играла в строительстве огромную роль. Постройки в эпоху неолита характеризовались четко выраженной геометричностью плана. В V в. до н. э. в Центральной и Восточной Европе возводились города из древесных материалов с крепостными стенами и храмами. Фахверковое строительство широко распространилось в Центральной Европе уже в I в. н. э. Весьма рациональные конструкции из древесных материалов, в том числе перекрытия общественных зданий, многопролетные арочные и балочные мосты, были построены в Древнем Риме. Древнее деревянное каркасное строительство характерно для стран Северной Европы. В Норвегии до нашего времени сохранились деревянные церкви XII—XIII вв., как, например, Андреевская церковь в Боргунне.
Рубленая бревенчатая архитектура развивалась, прежде всего, в районах, богатых лесом, в том числе на Русском Севере. И сегодня нас восхищает облик старых сибирских домов, шатровых деревянных храмов. Жемчужиной не только русской, но и мировой деревянной архитектуры является Кижский погост, и, прежде всего 22-главая Преображенская церковь (1714 г.). В этом памятнике русского деревянного зодчества наглядно показаны формообразующие возможности строительных материалов из древесины. При строительстве этого уникального сооружения использована только древесина.
В средней полосе России также сохранились сотни памятников русского деревянного зодчества.
Подлинной революцией в обработке древесины стало применение пилы, изобретенной еще в каменном веке, но получившей широкое распространение гораздо позже. Пиленый брус и доска становятся главными строительными материалами. Резко сократившиеся отходы при обработке бревна позволили применять древесину и там, где она была дефицитна.
Еще одной революцией в области производства древесных материалов в XX в. можно считать возможность склеивания прочными водо- и биостойкими полимерными клеями крупноразмерных пиломатериалов (досок) и получение элементов деревянных клееных конструкций. Во многих случаях они эффективнее железобетонных или металлических.
2. Основы производства
2.1. 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.
При соблюдении правил рубки и ухода за лесом запасы древесины практически неисчерпаемы.
Изучая строение древесины, различают макро- и микроструктуру.
Макроструктура — строении, видимом невооруженным глазом или при небольшом увеличении, – получают, рассматривая разрезы ствола дерева по трем направлениям. 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 связанным друг с другом стенками. Размеры сердцевинной трубки (сердцевина и слой первого года жизни дерева) невелики: до 10 мм или чуть больше. У спиленного дерева эта сама слабая часть ствола нередко крошится и легко загнивает. Поэтому недопустимо присутствие сердцевины в тонких досках и брусках, предназначенных для растянутых и изгибаемых элементов конструкций. Нежелательна сердцевина и в столярных изделиях, так как она постепенно выкрошивается.
У всех пород имеются сердцевинные лучи — светлые, часто отличающиеся блеском линии, которые направлены от сердцевины к коре. Сердцевинные лучи играют важную роль в создании текстуры древесины.
Ядро — внутренняя часть ствола, образующаяся по мере роста дерева. Когда внутренняя, наиболее старая часть древесины ствола отмирает, проводящая и запасающая системы перестают функционировать, а клетки уплотняются. Движение влаги по этим клеткам прекращается, поэтому древесина ядровой части отличается прочностью и стойкостью к загниванию. Некоторые древесные породы, например береза, клен, ядра не имеют.
Заболонь состоит из колец более молодой древесины, окружающих ядро. По живым клеткам заболони растущего дерева перемещается влага с растворенными в ней питательными веществами. Древесина заболони имеет большую влажность, легко загнивает, при последующей усушке усиливает коробление древесных материалов.
Образование годичных слоев связано с ежегодным приростом древесины. Внутри каждого слоя, соответствующего одному году жизни дерева, различают раннюю (весеннюю) и позднюю (летнюю) зоны, называемые соответственно ранней и поздней древесиной. Годичные слои в большой мере определяют характер текстуры древесины.
Сосуды или смоляные ходы (в зависимости от породы древесины) представляют собой трубки, каналы различной величины. Понятно, что с этими образованиями древесины также связана ее текстура.
Микроструктуру древесины можно наблюдать 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.
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, трещины,, пороки строения, отклонения от нормальной формы ствола, грибные поражения, повреждение насекомыми, дефекты обработки, инородные включения, деформации.
Выделяют две группы древесных пород, встречающиеся в лесах нашей страны: хвойные и лиственные.
Породу растущего дерева сравнительно легко определить, оценивая внешний вид кроны, коры, листьев или хвои. Гораздо труднее распознать породу древесины после распиловки и других видов обработки. Породу древесины определяют по макроструктуре и, что более точно, по микроскопическим признакам. Для этого существуют специальные определители пород древесины.
Наиболее распространенные хвойные породы, используемые в России, — сосна, ель, лиственница, пихта, кедр.
Сосна — ядровая порода, мягкая и прочная, легко обрабатывается.
Ель отличается спелой древесиной, менее смолистой и более легкой, чем у сосны. По совокупности свойств ель уступает сосне. Ель труднее обрабатывается из-за большого количества твердых сучков. Эта порода сравнительно быстро загнивает, но деформация (коробление) древесины не высока.
Лиственница имеет древесину весьма плотную, твердую и прочную, менее подверженную гниению, чем у сосны и ели, она почти не коробится и не подвержена гниению. Материалы из лиственницы с успехом применяют в гидротехническом и других специальных видах строительства.
Древесина пихты во многом аналогична древесине ели, но у нее нет смоляных ходов. Материалы из пихты сравнительно легко загнивают, поэтому их не применяют во влажных условиях эксплуатации.
У кедра легкая и мягкая древесина, прочностные характеристики которой уступают сосне.
Лиственные породы, в зависимости от расположения сосудов в годичных слоях, бывают кольцесосудистые и рассеянно-сосудистые. Лиственные породы делят на мягкие и твердые, причем все кольцесосудистые относят к твердым породам, а рассеянно-сосудистые могут быть и твердые, и мягкие.
Самые распространенные лиственные породы — дуб, бук, ясень, береза, осина, ольха, липа, клен.
Дуб отличается плотной, прочной и твердой древесиной, которую применяют для строительства гидротехнических сооружений, мостов, изготовления паркета, столярных изделий, фанеры.
Бук имеет тяжелую твердую древесину, которая легко раскалывается и склонна к загниванию. Из нее получают фанеру и паркет.
У ясеня весьма плотная, гибкая, но менее прочная, чем у дуба, древесина, используемая при столярно-отделочных работах, в производстве мебели. Порода весьма чувствительна к изменениям влажности и при ее повышении легко подвергается червоточине.
У березы плотная заболонная древесина, которая сравнительно легко загнивает при повышенной влажности и отсутствии тока воздуха. Из древесины березы производят фанеру, столярные изделия, отделочные материалы. Она хорошо подвергается различной обработке, но сильно трескается и коробится, сравнительно медленно загнивает, но подвергается червоточине. Древесина березы предпочтительна в возрасте 40-50 лет, затем ее эксплуатационно-технические характеристики ухудшаются.
Осина — заболонная порода, сравнительно легкая, мягкая. Склонна к загниванию на корню, используется для производства фанеры, древесных плит. Сухая и выдержанная древесина осины стойка к загниванию даже при высокой влажности среды.
У ольхи сравнительно мягкая заболонная древесина, склонная к загниванию и червоточине, применяется в основном для сухой среды, но при повышенной влажности и под водой достаточно прочная и стойкая. Легко подвергается различной обработке.
Липа — сравнительно мягкая порода, хорошо обрабатывается, мало трескается и коробится, применяется для изготовления фанеры. Древесина липы отличается сравнительно высокой непроницаемостью для жидкостей, но подвержена червоточине.
У клена плотная древесина, которая сравнительно мало коробится и стойка к загниванию, хорошо подвергается различной обработке.
2.2. Основы технологии
Добыча древесины предполагает валку, раскряжевку и окорку деревьев.
Распиловка — групповой или индивидуальный раскрой бревен. При индивидуальной распиловке получают доски радиальные и тангенциальные, выпиливаемые параллельно образующей.
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.
Сушка повышает прочность древесины и значительно удлиняет сроки ее эксплуатации. При высушивании древесины создаются условия для быстрого передвижения и испарения влаги с поверхности материала. Естественная сушка происходит на складах древесных материалов, искусственная — в специальных сушилках, горячих жидкостях или в поле токов высокой частоты. Искусственная сушка происходит гораздо быстрее и позволяет получать материал с влажностью не более 6—10%.
Искусственная сушка
Пиломатериалы сушат в специально оборудованных помещениях с искусственным проветриванием и соблюдением определенного температурного режима
Естественная сушка
До определенной степени влажности пиломатериалы сушат, складывая на улице
Защитная обработка древесины имеет принципиальное значение. Эффективные способы защиты материала – антисептирование и антипирирование. При этом используют способность древесины хорошо впитывать различные жидкости.
Антисептики — вещества, ядовитые для грибков, являющихся основной причиной загнивания древесины.
Антипирены представляют собой огнезащитные составы.
2.3. Отделка лицевой поверхности
Прозрачная отделка поверхности древесных материалов 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. Такую отделку применяют, как правило, для материалов и изделий из некоторых хвойных и недорогих лиственных пород, для древесностружечных и древесноволокнистых плит и других материалов, не отличающихся выразительными эстетическими характеристиками. Вместе с тем непрозрачные отделочные покрытия; хорошо защищают поверхность древесины от физико-механических воздействий.
Непрозрачную отделку древесины производят также с помощью пленочных и листовых материалов.
При имитационной отделке материалам из древесины обычных пород, не отличающимся выразительными эстетическими характеристиками, придается внешний вид древесины более ценных и редких пород или других материалов. Основные виды имитационной отделки – крашение, нанесение рисунка текстуры ценных пород непосредственно на поверхность древесных материалов и изделий, облицовка древесных материалов текстурированной бумагой.
2.4. Оригинальные виды отделки
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.
Инкрустация
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.). Процесс инкрустации сложен и трудоемок.
Интарсия
Инкрустация древесиной по древесине называется интарсией. При этом на поверхности отделываемого изделия режущим инструментом устраивают углубление, куда вкладывают пластинки из древесины, плотно склеенные друг с другом. Лицевую сторону пластинок шлифуют и полируют.
Маркетри
Мозаичный набор из кусочков шпона различных пород древесины называется маркетри. Выполняя работы в технике маркетри, выбирают шпон, который служит фоном, врезают элементы мозаики, закрепляют их бумагой, смазанной клеем, и вместе с фоном наклеивают на поверхность изделия.
Блочная мозаика
Основы технологии блочной мозаики сводятся к склеиванию блоков по заданному рисунку из разноцветных брусочков или пластинок древесины. Затем блоки разрезают поперек на множество тонких пластинок с одинаковым рисунком. Пластинки вставляют в соответствующие углубления или наклеивают на поверхность материалов из древесины.
Виды резьбы по дереву
При углубленной резьбе фоном является плоская поверхность изделия, а рисунок образует углубления различной формы. За счет такой резьбы создаются сложные орнаменты композиции.
Рельефной называется резьба, где изображение выпукло по отношению к фону и художественно обработано в пределах глубины фона. Рельеф называется вогнутым, если изображение углублено по отношению к фону. Рельефную резьбу можно подразделить на высокорельефную и плоскорельефную.
Плоскорельефная резьба - резьба с выбранным фоном. Основной рисунок - невысокий условный рельеф, расположенный в одной плоскости на уровне украшаемой поверхности, она является переходным видом от контурной резьбы к рельефной. Плоскорельефная резьба получила свое название от того, что фигуры изображения оставаясь в основном плоскими не только обрисованы выемкой по контуру, но и обработаны по краям, что создает иллюзию рельефа. Этот вид резьбы дает резчику возможность выполнять различные композиции с растительным орнаментом, изображение птиц, человека, животных. Техника работы непростая, требует определенного опыта и мастерства, наличия разного инструмента.
Подвиды плоскорельефной резьбы
Резьба с заоваленными контурами - это самый простой подвид плоскорельефной резьбы. Со стороны орнамента контурная линия закругляется более круто, а со стороны фона - более полого. Это дает интересную игру светотени.
Заоваленная резьба с подушечным фоном - это тоже самое, что и предыдущая резьба, но фон нигде не остается плоским, он же бывает ниже уровня плоскости орнамента.
Заоваленная резьба с подобранным фоном - контуры орнамента такой резьбы заовалены (закруглены), а фон подобран так, что орнамент кажется наложенным на плоскость. Для контраста фон чеканиться.
Скульптурная, или объемная, резьба отличается рельефным изображением, которое частично или полностью отделяется от фона, превращаясь в скульптуру. Это художественно обработанная со всех сторон объёмная фигура, полностью или в основном оторванная от фона. Готовая скульптура просматривается со всех сторон. Скульптурная резьба сложна по технике выполнения. От резчика требуется опыт, художественное чутьё, набор различных инструментов.
При прорезной резьбе фон удаляется. Прорезная резьба - это резьба на деревянном слое любой формы, где элементы изображения связаны между собой, вместо фона окружены прорезями. В зависимости от обработки поверхности и её формы, прорезную резьбу можно представить как плоскорельефную или рельефную, только без фона. Крупномасштабная домовая резьба выполняется с помощью топора, пилы, долот и применяется для украшения деревянных построек. Современная технология получения резьбы — это автоматизированный процесс на станках с компьютерным управлением.
3. Номенклатура
Шпон — тонкие срезы древесины заданной толщины (0,35—4 мм).
Фрезерованные материалы – поручни, плинтусы, наличники, паркет штучный.
Склеенные полуфабрикаты:
паркетные доски могут состоять из тонких лицевых планок твердых древесных пород, наклеенных на реечное основание из низкосортной древесины хвойных пород;
паркетные щиты состоят из лицевых планок, наклеенных на основание из низкосортных реек хвойных пород, фанеры и др. К щитовому относится и художественный мозаичный паркет;
фанера — слоистый материал, из трех и более листов шпона. Различают трехслойную, пятислойную и многослойную фанеру толщиной до 18 мм и более.
4. Эксплуатационно-технические свойства
К положительным эксплуатационно-техническим свойствам уникальной природной структуры древесины относится сравнительно низкая средняя плотность при прочности, обеспечивающей функциональную надежность разнообразных конструкций жилых, общественных, промышленных зданий
К отрицательным характеристикам древесины относят возможность образования пороков, сравнительно высокие гигроскопичность и водопоглощение, низкую биостойкость, в том числе возможность загнивания. Так, при увеличении влажности от 8—12 до 30% прочность древесного материала снижается в 1,5—2 раза, заметно повышается теплопроводность. При изменении влажности также происходит усадка или набухание древесины. В результате внутренние напряжения в материале могут вызвать коробление или растрескивание.
Современная специальная обработка древесины, в том числе антисептирование, антипирирование позволяет получать долговечные несгораемые материалы, объем применения которых в отечественном строительстве должен увеличиваться.
5. Эстетические характеристики
Эстетические характеристики многих материалов связаны с цветом, блеском и текстурой соответствующей породы дерева. Они зависят от климата и места роста дерева, его возраста, времени и условий хранения древесины. Более яркая окраска характерна для древесных пород, которые растут в южных районах. Цвет свежего разреза или раскола большинства пород древесины постепенно под влиянием воздуха и света становится менее ярким, приобретает темный оттенок.
Литература:
1.Арзамасов Б.Н. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1986.
2.Байер В.Е. Материаловедение для архитекторов, реставраторов, дизайнеров: учеб. пособие / В.Е. Байер. – М.: Астрель: АСТ: Транзиткнига, 2005. – 250.
3.Блек Ван. Теоретическое и прикладное материаловедение. – М., 1989.
4.Домокеев А.Г. Строительные материалы. – М.: Высш. шк., 1989.
5.Лахтин Ю.М., Леонтьев В.П. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1990.
Вопросы для самоподготовки:
1. Применение древесины в создании интерьеров.
2. Эксплуатационно-технические свойства древесины.
3. Эстетические характеристики древесины.
2. Реферат- Профилактические мероприятия в строительстве
3. Синицы ~ обитатели городов которые вынуждены жить где придется
4. Фотография рабочего времени ФРВ; 2
5. Реферат- Реєстрація приватного підприємства
6. тема Особлива частина Кримінального права України ~ сукупність кримінальноправових норм прийнятих вищим
7. Гражданство правовой институт характеризующий взаимоотношения человека с государством под юрисдикцией
8. стол великого князя сохранял положение старшего князя
9. Правові засоби протидії корупції 5 група Куніцина П
10. Я родился в период духовного упадка человечества Из автобиографических сочинений А
11. .Ф.И.О. 2.ПолВозрастполных лет 3
12. Реферат- Экономико-географическая характеристика Турции
13. ПОСОБИЕ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ И ОСНОВАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И АЭРОДРОМОВ к СНиП 3
14. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора філологічних наук К
15. ТЕМА- Сохранение культурного наследия города СанктПетербурга
16. УТВЕРЖДАЮ зав
17. территориальное деление СССР Единица Территория тыс
18. Характеристика доводов, позволяющих оценить рекламу объективные, субъективные, контролируемые, верифицируемые
19. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ЗАДАНИЯ для выполнения контрольной работы по дисциплине ldquo;Муниципальное п.
20. тема человекмашина ~ центральный объект и категория инженерной психологии