Лиственница - обладает повышенной стойкостью к загниванию. Древесина у нее прочная и твердая (плотность 630-790 кг/м3), хорошо колется и обладает повышенной гнилостойкостыо. Ее применяют преимущественно в гидротехническом строительстве и машиностроении, для изготовления шпал, рудничных стоек, балок. Недостаток древесины - склонность к растрескиванию.
Очень ценной древесной породой является дуб (плотность - 720 кг/м3). Древесина имеет красивый цвет и текстуру, хорошо сохраняется на воздухе и под водой. Применяют для создания ответственных конструкций (столярных изделий, оконных рам), а также дверей и отделочных деталей. Для декоративной отделки наиболее пригоден мореный дуб черного или темно-серого цвета. Недостаток древесины дуба - склонность к растрескиванию при высыхании вследствие уменьшения размеров.
Широко распространена в наших лесах осина. Ее древесина белого цвета с зеленым оттенком, очень легкая (плотность-420-500 кг/м3). Применяют ее для изготовления древесных плит, фанеры. Изделия из осины нельзя использовать в водной среде.
Липа - мягкая и легкая порода (плотность - 500 кг/м3). Предназначается для изготовления фанеры, тары и хозяйственно-бытовых изделий.
Береза - самая распространенная лиственная порода. У нее твердая и относительно тяжелая древесина (плотность - 650 кг/м3). В сырых и плохо вентилируемых помещениях береза не стойка к гниению, что ограничивает области ее применения. Из березы изготавливают столярные изделия и отделочные материалы.
Основные свойства древесины [3]:.
Истинная плотность древесины для всех пород в среднем равна 1540 кг/м3. Она изменяется незначительно, поскольку в составе оболочек клеток у всех деревьев находится в основном одно и то же вещество - целлюлоза.
Плотность древесины колеблется в широких пределах и зависит от условий роста и влажности. Свежесрубленная древесина в 1,25 раза тяжелее воздушно-сухой.
Влажность выражают в процентах по отношению к массе сухой древесины. При длительном нахождении влажной древесины на воздухе с постоянной относительной влажностью и постоянной температурой она постепенно высыхает и достигает влажности примерно 35%. Равновесная влажность комнатной сухой древесины составляет не более 8-13%. Древесина именно такой влажности применяется для производства столярных работ. После продолжительной сушки на открытом воздухе влажность воздушно-сухой древесины составляет 15-18%.
Усушка, разбухание, коробление. При уменьшении влажности древесины наблюдается ее усушка, при увеличении влажности - разбухание. Первый процесс сопровождается уменьшением объема, второй - увеличением его. В связи с этим, происходит коробление изделия, которое может привести к его разрушению. Для того чтобы предотвратить коробление и растрескивание деревянных изделий, необходимо использовать древесину с той равновесной влажностью, которая будет при их эксплуатации. Так, для наружных конструкций влажность древесины не должна превышать 15-18%. Покрытие древесины масляными красками или химическая обработка позволяет уменьшить гигроскопичность и защитить ее от дополнительного увлажнения.
Теплопроводность древесины всех пород невелика. Она зависит от породы, влажности и направления теплового потока. Например, теплопроводность сосны поперек волокон - 0,17 Вт/ (м К), вдоль волокон - в 2 раза выше; дуба соответственно 0,22 и 0,39 Вт/ (м К).
Электропроводность древесины в основном зависит от ее влажности. Так, удельное электрическое сопротивление сухой древесины - порядка 7,5*108 Ом* см, а сырой древесины - в десятки раз меньше.
Звукопроводность древесины характеризуется скоростью распространения звука. С увеличением влажности звукосопротивление возрастает. Звукопроводность древесины зависит также от направления звуковых волн. Так, вдоль волокон она выше в 10-16 раз звукопроводности воздуха, а поперек волокон - только в 4 раза.
Морозостойкость древесины почти всех пород деревьев хорошая. На степень морозостойкости влияют несколько факторов, в основном, порода, древесины, ее истинная плотность, плотность, водопоглощение.
Возгораемость и огнеупорность. Все породы древесины способны возгораться или тлеть при воздействии высоких температур. Для защиты от действия огня применяют пропитку или защитные покрытия.
Прочность древесины довольно высока: по удельной прочности при растяжении вдоль волокон ее можно сравнить со сталью, табл.1. Она хорошо работает на изгиб, растяжение, несколько хуже на сжатие и кручение.
Таблица 1.1 Удельная прочность при растяжении некоторых строительных материалов
| Материал | Предел прочности при растяжении, МПа | Относительная плотность, | Удельная прочность, |
| Высокопрочная сталь | 2000 | 7,85 | 255 |
| Стеклопластик | 400 | 2 | 200 |
| Древесина сосны с 12% -ной влажностью | 115 | 0,53 | 213 |
Примечание: Удельная прочность - отношение прочности к относительной плотности.
В таблице 2 приводится сопоставление показателей плотности и прочности древесины хвойных и лиственных пород, произрастающих в нашей стране [1,2].
По своей удельной прочности древесина может конкурировать с другими конструкционными материалами, однако использовать ее высокую прочность весьма затруднительно. Это объясняется наличием отклонений или дефектов (пороков) древесины, возникающих в процессе роста дерева, обработки и хранения лестных материалов, а также при эксплуатации строительных конструкций. Дефекты ухудшают механические свойства древесины и ее декоративные качества. При определении сортности и назначения древесины учитывают пороки, которые подразделяются на следующие группы: трещины, сучки, пороки формы ствола, пороки строения древесины, химические окраски, грибные повреждения насекомыми, инородные включения, деформации. Отдельные пороки на ограниченной длине ствола можно удалить, что позволит повысить сортность древесины. В некоторых случаях древесину из-за пороков нельзя использовать для получения досок, но ее можно применять как строительные бревна.
Таблица 2. Средние показатели механических свойств (в МПа) древесины хвойных и лиственных пород при 15%-ной влажности.
| дерево | Плотность,кг/м3 | Присжатиивдольволокон | Пристатическомизгибе | Прирастяжениивдольволокон | При скалывании | |
| Врадиаль-номнаправ-лении | Втанген-сальномнаправ-лении | |||||
| Сосна | 530 | 44 | 79 | 115 | 7 | 7,5 |
| Кедр | 440 | 35 | 64,5 | 78 | 5,5 | 6 |
| Береза | 640 | 45 | 100 | 120 | 8,5 | 11 |
| Дуб | 720 | 52 | 94 | 129 | 8,5 | 10,5 |
| Липа | 510 | 39 | 68 | 116 | 7 | 8 |
| Осина | 500 | 37,5 | 77 | 131 | 6 | 8 |
| Листвен-ница | 680 | 51,5 | 97 | 129 | 11,5 | 12,5 |
Химический состав твердых веществ очень разнообразен, так органические вещества состоят в основном из углерода, кислорода и азота, но в них могут входить также С1, Р, 81 и другие химические элементы [4].
В условиях большинства пожаров горят в основном твердые вещества, которые широко используются в быту и в различных отраслях промышленности. К ним в первую очередь относятся изделия и материалы,
состоящие из целлюлозы или изготавливаемые на ее основе: х/б ткани, бумага, хлопок, древесина.
По структуре древесина представляет собой пористый материал с множеством ячеек, заполненных воздухом, табл.З. Стенки ячеек состоят из целлюлозы и лигнина [5].
Таблица 3. Объем твердого вещества и пустой породы
| Показатели | Береза | Дуб | Ель | Сосна |
| Масса 1 м3 плотной древесины, кг/м3 | 560 | 650 | 420 | 460 |
| Объем твердого вещества, % | 37,4 | 43,4 | 28,0 | 30,7 |
| Объем пустот, % | 62,6 | 56,6 | 72,0 | 69,3 |
Целлюлозные материалы, как видно из табл.4, содержат кислород, который участвует в процессе горения, так же как и кислород воздуха. Кроме того, поры и полости волокнистых материалов заполнены воздухом, табл.2 [5].
Таблица 4. Состав целлюлозных материалов
| Вид целлюлозногоматериала | Элементарный состав, % | Содержание,% | Содержание,% | |||
| С | Н | О | N | |||
| Древесина: | ||||||
| ДубСосна | 46,0846,00 | 5,505,50 | 38,1839,2 | 1,140,90 | 7,07.0 | 2,11,4 |
| Солома | 39,06 | 4,70 | 42,2 | 1,04 | 8,0 | 5,0 |
| Хлопок | 42,40 | 5,92 | 46,6 | 0,58 | 4,0 | 0,5 |
Поэтому объем воздуха необходимого для их горения значительно меньше, чем для горения веществ, в состав которых кислород не входит. Этим же объясняется и низкая теплота сгорания целлюлозных материалов и способность их к тлению. Горение происходит без образования сажи.
Характерным свойством целлюлозных материалов является их способность при нагревании разлагаться с образованием паров, газов и КО количество которых зависит от температуры и режима нагревания. Медленное разложение древесины начинается при 160 - 170° С, а заметный выход газообразных продуктов происходит при 280-300° С. Состав этих продуктов представлен в табл.5 [6].