The new science of strong materials

Слоистая древесина и фанера
Использование древесины всегда было связано с заботами о том
,
чтобы получить материал нужных размеров и быть
уверенным
,
что полученный материал не содержит скрытых дефектов
.
Давно прошли те времена
,
когда можно было
купить огромные бревна сосны каури из Новой Зеландии или желтой сосны из
-
под Квебека
,
которые были практически
совершенными
.
В наше время в технике чаще всего используется слоистая древесина
.
Бревна
,
как правило
,
разрезаются
на сравнительно небольшие куски
,
которые затем склеиваются в пакеты
;
делается это обычно на гидравлических прессах
с помощью синтетического клея
.
Таким способом можно получить листы любых размеров
.
При этом на деле

---

VIVOS VOCO: 
Дж
. 
Гордон
, «
Почему
мы
не
проваливаемся
сквозь
пол
» - 
Часть
2
http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/TECHNICS/GORDON.1/PART02.HTM
используется весь объем как больших
,
так и малых деревьев
;
любой серьезный дефект нетрудно выявить и провести
отбраковку
.
Легко могут быть изготовлены клееные элементы изогнутой формы на дорогах Англии нередко создают
помехи движению грузовики
,
перевозящие огромные деревянные арки для разного рода архитектурных сооружений
.
Нехватка высококачественной древесины для авиа
-
и судостроения могла бы стать серьезной проблемой во время войны
,
если бы обычная древесина не доводилась до нужных кондиций путем создания слоистых материалов
.
Эти слоистые материалы были просто
-
напросто обычной древесиной
,
разрезанной на куски и затем снова склеенной
.
Но
существовал
,
однако
,
печальный опыт материалов
,
известных как
“
улучшенная древесина
”,
свойства и судьба которой
были
,
казалось
,
предопределены этим громким названием
.
Как
“
улучшалась
”
древесина
?
Сначала ее пропитывали
некоторым количеством смолы
,
а затем прессовали до значительно большей плотности
.
Считалось
,
что при этом
механические свойства материала должны улучшиться
.
И они действительно улучшались
,
но
,
как правило
,
лишь
пропорционально увеличению плотности
.
В то же время у прессованной древесины значительно снижалась
трещиностойкость
.
Что еще хуже
,
этот материал разбухал в воде до своих начальных размеров
,
и разбухание это было
почти всегда непредсказуемым и необратимым
.
И все
-
таки какое
-
то время прессованная древесина использовалась для
изготовления пропеллеров некоторых типов самолетов
.
Совсем иное дело
-
фанера
,
которую
,
пожалуй
,
следует считать новым и чрезвычайно удачным материалом
.
Она
получается путем склеивания трех или более листов шпона
,
то есть тонких слоев древесины с перекрестным
направлением волокон
.
Шпон либо нарезается тонкими слоями из бревна на машине
,
очень напоминающей большой
рубанок
,
либо получается с помощью лущения
.
Круглое бревно сначала прогревается в течение суток в паровой траншее
,
а затем устанавливается на специальном лущильном станке
.
Бревно вращается в станке
,
а длинный нож врезается в него
и начинает по кругу снимать тонкие слои древесины с такой скоростью
,
что на это зрелище прямо
-
таки залюбуешься
.
Далее шпон режется
,
сушится
,
из него удаляются дефектные места
,
и наконец
,
спрессованный и склеенный на больших
прессах
,
он превращается в фанеру
.
Поначалу фанера склеивалась растительными или животными клеями
,
поэтому она совершенно лишена была
влагостойкости и чуть ли не стала почти что бранным словом
.
Внедрение фенольных клеев все изменило и
,
между
прочим
,
занятнейшим образом проиллюстрировало
,
как может трансформироваться отношение к материалу
.
Современная фанера на фенольных клеях совершенно не поддается воде
-
она не расслаивается
,
когда намокает
.
Поэтому
она широко используется в судостроении
.
Как и следовало ожидать
,
размер фанеры при колебаниях влажности изменяется вдвое меньше
,
чем у обычной
древесины
.
Это значит
,
что максимальные изменения размеров в двух направлениях составят около
5%.
На практике эта
величина значительно ниже
.
Но если поверхностные слои высушиваются
,
например на горячем солнце
,
они оказываются
под напряжением
,
растягивающим их поперек волокон
.
В результате фанера может покрыться густой сеткой малых
трещинок
.
Сами по себе они не слишком страшны
,
но незакрашенные складки становятся ловушками для влаги и
бактерий
,
что таит в себе известные неприятности
.
Горячее прессование убивает почти все бактерии и грибки
,
но после
растрескивания попадающая на древесину инфекция в сочетании с водой приводит к быстрому ее гниению
.