Для конструкций, которые должны быть водонепроницаемыми, нужны материалы с высокой плотностью; малотеплопроводные конструкции необходимо сооружать из мелкопористых материалов с пониженной теплопроводностью и т. д.
Важными для строительных материалов являются физические свойства, определяющие отношение к действию воды, пара, газов, так как в конструкциях, при транспортировке и хранении материалы подвергаются воздействию названных факторов.
Ко всем материалам, используемым в строительстве, предъявляются требования по огнестойкости. Так, выделяют материалы несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.
Несгораемые материалы в условиях пожара не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. К несгораемым материалам относят керамический кирпич, черепицу, бетон, асбестоцементные и природные каменные материалы.
Трудносгораемые материалы под действием огня и высокой температуры с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются, но только при наличии источника огня (при удалении источника огня горение и тление прекращаются). К этим материалам относят фибролит, стеклопластики, асфальтовый бетон, оштукатуренную древесину.
Сгораемые материалы под действием огня и высокой температуры воспламеняются, горят или тлеют и продолжают гореть после удаления источника огня. К сгораемым материалам относят древесину, рубероид, войлок, пластмассы, обои, битумы, полимерные материалы.
Для повышения огнестойкости материалов их пропитывают или обрабатывают специальными составами – антипиренами. Эти составы под действием огня выделяют газы, не поддерживающие горения, или образуют на материале пористый защитный слой, замедляющий его нагрев.
Технологические свойства. Одним из основных свойств бетонной и растворной смеси является удобоукладываемость.
Удобоукладываемость бетонной смеси характеризует ее способность заполнять форму и уплотняться при помощи вибрации. Удобоукладываемость растворной смеси зависит от ее способности укладываться тонким слоем на пористое основание и заполнять все его неровности.
Технологические свойства древесины характеризуются легкостью обработки: ее можно пилить, строгать, сверлить, забивать гвозди, склеивать и т. д. Благодаря высокой технологичности полимерных материалов формообразование пластмасс осуществляется разнообразными способами: экструзией, литьем под давлением, каландрированием и вальцеванием, прессованием. Широкую номенклатуру металлических изделий получают различными способами: прокаткой, волочением, прессованием и т. д., что объясняется высокими пластическими свойствами материалов.
Древесные материалы
К физическим свойствам древесины относятся: внешний вид, запах, показатели макроструктуры, влажность и связанные с ней изменения (усушка, разбухание, растрескивание, коробление), плотность, электро-, звуко– и теплопроводность.
Внешний вид древесины определяется ее цветом, блеском, текстурой и макроструктурой.
Цвет древесины– зрительное ощущение, соответствующее спектральному составу отраженного древесиной светового потока.
Цвет древесине придают находящиеся в полостях клеток дубильные, смолистые и красящие вещества. Меняется окраска древесины и в результате поражения ее различными видами грибов. У молодых деревьев древесина обычно светлее, чем у старых. Устойчивым цветом обладают дуб, груша, акация, каштан.
Основное вещество, из которого состоит древесина, – целлюлоза – почти белого цвета. Все многообразие цветовых оттенков древесины придают ей вещества, заключенные в полостях клеток или пропитывающие их стенки: красящие и дубильные, смолы и продукты их окисления. Древесина пород тропического пояса имеет очень яркую окраску, умеренного пояса окрашена бледно, однако в теплых зонах окраска древесины довольно интенсивная (фисташка, бархатное дерево, груша, орех, тис, шелковица, белая акация, дуб). Интенсивность окраски повышается с возрастом дерева, что особенно заметно у ядровых пород. При оптимальных условиях роста окраска бывает более яркой.
Древесина многих пород изменяет цвет под воздействием воздуха и света, при поражении грибами, под влиянием различных физических и химических воздействий при хранении, транспортировке и обработке. Так, в речной воде древесина дуба сильно темнеет в результате соединения дубильных веществ с солями железа. По этой же причине на поверхности пиломатериалов появляются черные полосы и пятна при распиловке сырой древесины дуба.
Заболонь сосны при сплаве иногда приобретает желтую окраску, а древесина березы – оранжевую.
При пропаривании древесины бука она довольно равномерно окрашивается в красноватый цвет. При высокотемпературной сушке появляется буроватая окраска у древесины хвойных пород. Тем не менее, для многих пород характерен определенный цвет, что служит для их распознавания.
Цвет является одной из важнейших характеристик внешнего вида древесины, которую учитывают при выборе пород для внутренней отделки помещений, изготовления мебели, музыкальных инструментов, художественных поделок, спортивного инвентаря и т. д.
Блеск — способность направленно отражать световой поток с поверхности в определенном направлении.
Строго направленное отражение и, следовательно, наибольший блеск наблюдаются при освещении зеркальных, гладких поверхностей. Даже самым тщательным образом обработанные поверхности древесины имеют однородные неровности и отражают световой поток диффузионно равномерно во все стороны. Пока еще не удалось получить полный количественный показатель блеска древесины, точно соответствующий зрительному восприятию. Поэтому блеск древесины оценивают по белизне – коэффициенту диффузного отражения.
Блеск древесины зависит от ее плотности, количества, размеров и расположения сердцевинных лучей, которые направленно отражают световые лучи, за счет чего и образуется блеск на радиальном разрезе. Так, светлая и более плотная древесина обладает большим блеском, что придает ее текстуре особую красоту.
Особым блеском отличается древесина бука, клена, ильма, платана, белой акации, дуба. Шелковистый блеск свойствен древесине бархатного дерева. Древесина осины, липы, тополя с очень узкими сердцевинными лучами и сравнительно тонкими стенками клеток механических тканей имеет матовую поверхность. Блеск придает древесине красивый вид и может быть усилен полированием, лакированием, вощением или оклейкой прозрачными пленками из искусственных смол.
Текстура древесины (от лат. textura – строение) – естественный рисунок на тангенциальном и радиальном разрезах древесины, образованный годичными слоями и анатомическими элементами. Чем сложнее строение древесины и разнообразнее сочетание отдельных элементов, тем богаче ее текстура. Текстура зависит от особенностей анатомического строения отдельных пород древесины и направления разреза. Она определяется шириной годичных слоев, разницей в окраске ранней и поздней древесины, наличием сердцевинных лучей, крупных сосудов, неправильным расположением волокон (волнистым или паутинным).
Так, хвойные породы на тангенциальном разрезе из-за резкого различия в цвете ранней и поздней древесины имеют красивую текстуру. Древесина хвойных пород состоит в основном из упорядоченных трахеид. Текстура однообразная, определяется преимущественно шириной годичных колец и разницей окраски ранней и поздней древесины. Извилистые очертания годичных слоев образуют более интересный рисунок, особенно у лиственницы и тиса на тангенциальном разрезе.
Лиственные породы с ярко выраженными годичными слоями и развитыми сердцевинными лучами (дуб, бук, клен, карагач, ильм, платан) имеют очень красивую текстуру радиального и тангенциального разрезов. Особенно красивый рисунок на разрезах древесины с направленным и путаным (свилеватым) расположением волокон (капы, наросты), а также со следами спящих почек (глазки). Ценится текстура клена «птичий глаз», которую создают неразвившиеся в побег спящие почки.
У древесины хвойных и мягких лиственных пород более простой и менее разнообразный рисунок, чем у древесины твердых лиственных пород.
Декоративные породы – орех, красное дерево, дуб – обладают красивыми текстурой и цветом, а также блеском. Красивую текстуру имеет древесина карельской березы. Интересную текстуру получают из дубовых кряжей, распиливая их в радиальном или тангенциальном направлении для получения ножевой фанеры или текстурной дощечки. У бука, клена, дуба выразительная текстура при радиальном разрезе, у хвойных пород – при тангенциальном разрезе.
Текстура, так же как и цвет, обеспечивает ценность древесины как декоративного материала. В результате прозрачной отделки древесины проявляется ее текстура. Лаковое покрытие, имеющее коэффициент преломления света, близкий к аналогичному коэффициенту древесины, увеличивает прозрачность поверхностных слоев, при этом повышается зрительное восприятие глубины текстуры.
