Материалы для лестниц из древесины

Строительные материалы по назначению разделяются на конструкционные, изоляционные, отделочные и поделочные.

По происхождению они делятся на материалы из: древесины (натуральной или технологической — полученной в результате специальной обработки); камня (природного или искусственного), металла, синтетические (органические и неорганические) и некоторые другие.

При строительстве лестниц используются в основном конструкционные и отделочные материалы из древесины, камня, металла и некоторых видов синтетических материалов.

Древесина является одним из основных строительных и отделочных материалов, применяемых для сооружения внутридомовых лестниц. Она отличается устойчивостью к ударам, пластичностью, хорошими тепло- и звукоизоляционными качествами, долговечностью, высокой технологичностью в обработке и легко вписывается в любой интерьер.

Предпочтительность древесины в качестве строительного и отделочного материала для лестниц определяют ее физические свойства: плотность (в сухом состоянии), прочность, твердость, влажность, теплопроводность, проницаемость для жидкостей и газов, запах, текстура, блеск и др.

Плотность древесины разных пород зависит от ее строения, влажности, зрелости и пр. Среднюю плотность древесины с естественной влажностью пересчитывают на плотность при стандартной влажности 12%, соответствующей комнатно-сухому состоянию) древесины. Наименьшая средняя плотность - у древесины пихты (375 кг/куб. м), наибольшая - у древесины луба и клена (690 кг/куб. м). У сосны этот показатель равен 500-550, у ели — 450, у осины - 495, у березы - 630, у лиственницы —660, у ясеня — 680 кг/куб. м.

Прочность древесины определяется пределами усилий и нагрузок, которые она может вынести, не разрушаясь и нс деформируясь, при сжатии, растяжении, изгибе. На прочность древесины, как и на ее твердость, значительное влияние оказывает влажность. Так, с увеличением этого показателя на 30% прочность и твердость древесины снижаются в 1,5-2 раза.

Древесина разных пород деревьев отличается по твердости, которая определяется сопротивляемостью механическим воздействиям — ударам, сколам, разрезанию. Этот показатель важно учитывать при механической обработке древесины. Очень мягкая она у тополя, пихты, липы; мягкая — у сосны, ели и лиственницы, средней твердости — у березы, орехового дерева, груши и черной сосны; твердая — у дуба, ясеня, тиса, очень твердая — у бука.

По степени влажности древесину разделяют на мокрую, долго находившуюся в воде (влажность 100%), свежесрубленную (35-100%), воздушно-сухую (15-20%), комнатно-сухую (8—13%), абсолютно сухую (0%).

Влага оказывает влияние на различные свойства древесины. С увеличением ее уменьшается прочность древесины, поэтому перед строительством деревянной лестницы пиломатериалы, предназначенные для изготовления ее деталей, должны быть высушены до той степени влажности, при которой они будут эксплуатироваться. Влажность древесины, предназначенной для сооружения внутридомовой лестницы, должна быть стандартной, т. е. 12%. Влажность древесины наружных лестниц — 15—20%.

Для защиты от влаги изделия из древесины покрывают лаками, красками, тонкими полимерными пленками.

Важно использовать древесину стандартной влажности, чтобы предотвратить такие крайне нежелательные явления, как усушка и разбухание деревянных изделий. Изменения этого показателя могут привести к ухудшению эксплуатационных качеств лестницы.

Направления коробления пиломатериалов при усушке. Вверху — направление усушки в поперечном сечении ствола дерева; внизу слева — радиальный распил; внизу справа -тангенциальный распил;

1 — сердцевина ствола дерева; 2 - «стоячее» годичное кольцо; 3 - заболонь; 4 - «лежачее» годовое кольцо; 5 - внутренняя пласть; 6 — наружная пласть.

Усушка древесины происходит в двух различных направлениях — радиальном (от сердцевины ствола к его подкорному слою — заболони) и тангенциальном (вдоль годовых колец). В соответствующих направлениях происходит и деформация изделий из древесины, причем тангенциальная усушка приводит к их короблению в направлении, противоположном кривизне годовых колец (рис. 44). Чем дальше от сердцевины ствола дерева была сделана выпиловка пиломатериала, тем сильнее он может быть подвержен короблению.

Удаленность от сердцевины ствола дерева (в поперечном сечении) части его древесины, из которой выпилен пиломатериал, можно определить по особенностям рисунка среза годовых колец, выступающего на обеих поверхностях, образованных распилом: чем толще линии годовых колец, тем дальше от сердцевины ствола дерева был сделан распил. «Жирные» кольца называются «лежачими», т. к. они срезаны под острым углом при тангенциальном распиле. В отличие от них кольца, срезанные при радиальном распиле, называются «стоячими». Изделие из пиломатериала со «стоячими» кольцами коробится значительно меньше, чем пиломатериал с кольцами «лежачими».

Замечание

Чем шире поверхность распила пиломатериала, тем существеннее может быть его коробление.

Направление возможного коробления пиломатериала можно определить по густоте срезов годовых колец, имеющихся на его сторонах: изделие будет выгибаться в ту сторону, с которой рисунок колец гуще, т. е. к сердцевине ствола дерева, из древесины которого это изделие изготовлено. Эта сторона называется внутренней пластью пиломатериала, а противоположная ей, соответственно, — наружной. Для того чтобы в процессе эксплуатации предотвратить коробление деревянного изделия, внутренняя пласть его должна быть обращена в сторону, противоположную направлению нагрузок, которым подвергается это изделие.

Важно

Учитывая возможность коробления исходных деревянных заготовок, полученных из массива древесины, доски проступей деревянных ступеней лестницы следует укладывать внутренней пластью вверх, а доски тетив — внутренней пластью наружу марша. Более радикальным средством против коробления древесины является использование многопластовой клееной древесины, состоящей из отдельных реек или досок.

Усушка и коробление древесины может привести к растрескиванию изделия из нее, а разбухание — к ослаблению его сопротивляемости эксплуатационным нагрузкам, а также к порче и загниванию древесины.

Загнивание древесины — это не что иное, как повреждение ее микроорганизмами (грибками), размножающимися при повышенной влажности. Еще один враг древесины — жучки-точильщики. Защитить древесину от разрушения грибками и жучками можно пропитав антисептиками — растворами различных минеральных солей: фтористого и кремнефтористого натрия, кремнефтористого аммония, купороса и др., а также раствором нафталина в бензине, керосине или скипидаре. Практически для борьбы с жуками и домовыми грибками применяют одни и те же антисептические средства. Самые доступные из них — водорастворимые, среди которых растворы медного купороса (1 кг на 10 л воды), фтористого натрия (0,3 кг на 10 л воды), кремнефтористого натрия (0,25 кг фтористого натрия и 0,25 кг кальцинированной соды на Юл воды), кремнефтористого аммония (0,5 кг на 10 л воды).

К негативным свойством древесины относится, как известно, низкая огнестойкость. Повысить ее можно, обработав огнезащитными веществами — антипиренами, в состав которых входят сернокислый аммоний, бура и др.

В столярных изделиях, используемых для изготовления лестниц, применяется древесина как хвойных, так и лиственных пород деревьев. Наиболее часто используют сосну, ель и лиственницу, бук, дуб, березу, ольху. Для декоративной отделки лестниц применяется древесина ореха, ясеня, груши, красного дерева и некоторых других, преимущественно южных, пород лиственных деревьев. .

Умельцу, рассчитывающему на собственные силы при изготовлении лестниц, полезно знать некоторые особенности и свойства древесины различных пород деревьев.

Хвойные породы

Сосна имеет древесину желтовато-белого цвета, мягкую, легко обрабатываемую, легко пропитываемую антисептиками. Она хорошо склеивается и принимает гвозди и шурупы на соединениях изделий из нее. Древесина сосны может быть применена для изготовления тетив (косоуров), опорных стоек и подступенков как внутренних, так и наружных лестниц. Разумеется, в последнем случае необходима тщательная защита древесины от влаги.

Древесина ели — почти белого цвета, мягкая, но тяжело обрабатывается из-за большого количества сучков. Она менее стойкая к гниению, чем древесина сосны.

Замечание

Древесина ели годится только для изготовления подступенков.

Пихта по свойствам древесины близка к ели. Цвет ее белый со слабым желтым или буроватым оттенком. Та же, что и у ели, значительная сучковатость дополняется еще одним негативным свойством — сучки легко выпадают в процессе высыхания или обработки изделия из древесины пихты.

Замечание

Древесину пихты можно использовать только для изготовления подступенков.

Кедр обладает прочной и легко обрабатываемой древесиной. По стойкости к гниению она превосходит ель и пихту. Может быть использована для изготовления любых элементов лестницы, кроме проступей.

Древесина лиственницы — самая прочная, твердая и смолистая среди хвойных пород. Имеет приятный красно-бурый цвет, более всех хвойных устойчива к гниению. Хороша для использования в наружных лестницах. К отрицательным ее качествам относятся плохая принимаемость гвоздей и шурупов и недостаточная вязкость, из-за чего может раскалываться, например, при быстрой сушке или забивании гвоздей.

Памятка

Для защитного покрытия изделий из древесины лиственницы нельзя применять нитроцеллюлозные лаки.

Лиственные породы

Наиболее ценной в строительстве лестниц является древесина дуба. Она характеризуется большой прочностью, гибкостью, высокой износостойкостью и стойкостью к гниению — качествами, как нельзя более подходящими для проступей. Древесина дуба может без ограничений применяться и для изготовления как внутренних, так и наружных лестниц. Она легко поддается обработке, однако довольно тверда. Это делает трудным соединение деталей из нее гвоздями или шурупами. При вбивании гвоздей или ввинчивании шурупов в изделия из древесины дуба возможно ее растрескивание.

Памятка

Во избежание растрескивания древесины необходимо предварительно высверлить отверстия.

Ясень по свойствам своей древесины близок к дубу. Отличительные особенности его - гибкость, благодаря которой изделия из ясеня хорошо работают под нагрузками. Это же свойство лежит в основе способности изделий из древесины ясеня изменять свою форму при распаривании и используется для создания гнутых деталей — таких как, например, поручни или тетивы на поворотах лестницы.

Бук обладает самой прочной из применяемых в столярном деле пород древесины. Незаменим он в изготовлении деталей, соединяемых между собой с помощью шурупов.

Замечание

Шурупы, ввинченные в древесину бука, как правило, ломаются, но не выдирают ее при работе соединения под нагрузкой.

Недостатком буковой древесины является повышенная гигроскопичность, поэтому она нуждается в надежной защите от влаги и не может быть рекомендована для применения в наружных лестницах.

Береза - самая распространенная в средней полосе лиственная порода деревьев. Ее древесина белого цвета, довольно твердая, вязкая, гибкая, легко обрабатывается, хорошо окрашивается и полируется. Издавна является одним из излюбленных материалов в столярном деле.

В лестнице она хороша для изготовления поручней, балясин и фигурных накладок, но в принципе может быть использована для изготовления любых деталей.

Существенный недостаток — малая сопротивляемость короблению при сушке, в связи с чем березовые доски следует сушить под грузом или в связке.

Важно

Заготавливать стволы березы лучше осенью; оставлять их для подсыхания в коре нельзя.

Область применения различных пород древесины при строительстве лестницы указана в таблице.

Для использования в качестве конструкционного и отделочного материала древесине придаются определенные формы путем распиловки, строгания, лущения, прессованиям.

К конструкционным относятся пиломатериалы и древесные материалы.

Для изготовления деревянных лестниц в основном используются пиломатериалы в виде досок, брусьев и брусков. Различаются эти виды пиломатериалов по форме и размерам.

Доски — это пиломатериалы, толщина которых превышает 100 мм и не менее чем в 2 раза меньше их ширины.

Брусья имеют толщину более 100 мм, ширина же может быть равна толщине или превышать ее нс более чем в 1,5 раза.

Бруски отличаются отбрусьев меньшими размерами поперечного сечения, а от досок — большей толщиной. Толщина брусков возможна в пределах 50—100 мм, а ширина — от 80 до 250 мм. -

Градация пиломатериалов подлине производится через 0,25 м в основных пределах от 1 до 6,5 м. Хвойные пиломатериалы могут быть и длиннее.

По характеру обработки пиломатериалы разделяются на необрезные и обрезные. В необрезных пиломатериалах одна из двух кромок по ширине поперечного сечения или обе эти кромки могут быть не срезаны при распиле. По степени обработки пиломатериалы разделяются на строганые и нестроганые.

По месту распила относительно сердцевины бревна пиломатериалы подразделяются на сердцевинные, околосердцевинные и боковинные. Первые получают радиальным распилом бревна, включающим в пиломатериал центральную часть сердцевины; вторые - распилом двух соседних с радиальным распилом областей бревна, включающих периметральные части сердцевины; третьи — тангенциальным распилом бревна, т.е. распилом за пределами сердцевины бревна.

Замечание

Наиболее подходящими для изготовления несущих элементов лестницы являются сердцевинные пиломатериалу из нижней (комлевой) части ствола дерева.

В качестве отделочных и в некоторых случаях — конструкционных при строительстве лестницы могут использоваться так называемые древесные материалы, получаемые путем специальной обработки натуральной древесины. К ним относятся древесноволокнистые и древесностружечные плиты (ДВП и ДСП), древеснослоистые пластики, фанера и др.

Древесноволокнистые плиты (ДВП) получают путем горячего прессования волокнистой массы, которую приготовляют измельчая и расщепляя неделовую древесину, отходы деревообработки, бумажную макулатуру, стебли тростника, сельскохозяйственные отходы и т.п.

ДВП выпускаются в широком ассортименте. Их марки различаются по твердости и характеру отделки лицевого слоя: М-1.М-2 и М-3 — мягкие плиты различной плотности; Т - твердые плиты с необлагороженной лицевой поверхностью; Т-С — твердые плиты с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы; Т-П — твердые плиты с подкрашенным лицевым слоем; Т-СП — твердые плиты с подкрашенным лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы; СТ — твердые плиты повышенной прочности (сверхтвердые) с необлагороженной лицевой поверхностью; СТ-С — твердые плиты повышенной прочности с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы.

Размеры ДВП, поставляемых на розничный рынок, весьма разнообразны: от 1220x1220x2,5 мм до 6100x2140x5 мм.

ДВП — весьма эффектный и эффективный отделочный материал. Он почти не усыхает и коробится значительно меньше древесины. Им можно отделывать наружные поверхности тетив и косоуров, зашивать подступенные части маршей.

По твердости и жесткости ДВП почти не уступают древесине хвойных пород. Древесноволокнистые плиты марки СТ-С могут быть использованы для изготовления некоторых конструкционных деталей внутридомовых лестниц, например для подступенков, а также для защитной отделки рабочих поверхностей деревянных проступей и лестничных площадок.

Древесностружечные плиты (ДСП) получают путем горячего прессования древесных стружек со связующими компонентами, в качестве которых используются фенолоформальдегидные, мочевиноформальдегидные и другие смолы. По способу производства ДСП классифицируются на экструзионные (изготовленные методом выдавливания) и плоскопрессованные; по конструкции — на одно-, трех- и многослойные. Выпускаются ДСП толщиной от 10 до 25 мм, шириной от 1250 до 1750 мм, длиной от 1525 до 3500 мм.

ДСП уступают по твердости древесноволокнистым плитам, неустойчивы к влаге и поэтому возможности их применения для строительства лестниц весьма ограничены. Тем не менее ДСП с влагозащитным лакокрасочным или пленочным покрытием могут быть при необходимости использованы для подступенков и даже для ступеней, а также для покрытия лестничных площадок.

Древеснослоистые пластики получают путем горячего прессования тонких слоев древесины (шпона), пропитанных термореактивными смолами. Древеснослоистые пластики обладают высокой прочностью, твердостью и химической стойкостью, легко поддаются механической обработке. Хороши для защитной отделки рабочих поверхностей проступей и лестничных площадок.

Фанера представляет собой древесный листовой материал, состоящий из трех и более (обычно до 13) слоев склеенного между собой лущеного шпона. Для изготовления фанеры используется главным образом березовый шпон, реже — ольховый, буковый, сосновый, осиновый и др. Толщина листов фанеры 1,5—18 мм, листы толще 12 мм называются фанерными плитами.

Тонкая фанера с облагороженным лицевым слоем может использоваться для облицовки нерабочих наружных поверхностей некоторых деревянных конструктивных элементов лестницы — составных тетив и косоуров.

Среди отделочной древесины, применяемой для облицовки наружных поверхностей лестниц, наиболее употребителен шпон —тонкие листы древесины, получаемые путем пиления, лущения или строгания отрезков ствола дерева лиственных пород.

Пиленый шпон — наиболее толстый. Его получают путем распиливания куска древесины на тонкие дощечки толщиной от 1 до 12 мм. Шпон толщиной 8—10 мм с успехом может быть применен для отделки и укрепления рабочих поверхностей ступеней, изготовленных из древесины мягких и хрупких пород.

Строганый шпон нарезают из брусьев различной ширины специальными ножами. В зависимости от направления резания относительно годовых колец получают либо радиальный, либо тангенциальный шпон.

Ширина строганого шпона обычно составляет от 80 до 120 мм, а толщина — от 0,6 до 1,5 мм. Вследствие специальной технологии резки шпона одна из поверхностей готового изделия получается гладкой и считается лицевой. Ее можно определить, рассматривая при косом освещении: гладкая поверхность при таком свете блестит.

Замечание

Строганый шпон применяется для декоративной отделки нерабочих поверхностей лестниц.

Лущеный шпон изготавливают путем периметральной послойной срезки древесины в специальных заготовках цилиндрической формы. Ширина лущеного шпона значительно больше, чем строганого, что удобно для отделки больших поверхностей, однако структура его невыразительна, т. к. нарезается он вдоль годовых колец древесины и вследствие этого почти не имеет рисунка.

Предыдущая статья

Следующая статья