«Справочник мастера столярно-плотничных работ»

Справочник мастера столярно-плотничных работ (fb2) - Справочник мастера столярно-плотничных работ (Мастер на все руки. Обустройство и ремонт) 6252K скачать: (fb2) - (epub) - (mobi) - Галина Алексеевна Серикова

Галина Алексеевна Серикова Справочник мастера столярно-плотничных работ

Предисловие

Древесина представляет собой древнейший строительный и отделочный материал. Из нее можно изготовить и легкую красивую посуду, и построить дом. Это привело к тому, что постепенно сформировались и развились близкие, однако не идентичные ремесла – столярное и плотничное. В обоих случаях дело связано с обработкой древесины. Но если плотник может срубить дом, баню, возвести крышу, настелить пол, выполнить потолок, установить и разобрать строительные леса, сделать опалубку, то работа столяра более тонкая – изготовление мебели, отделка дома, изготовление и монтаж дверных и оконных блоков. Да и инструмент они используют разный. Для плотника это топор, пила, разнообразный электроинструмент, призванный облегчить обработку древесины. Столяр же редко берет в руки большой молоток и гвозди, чаще он манипулирует стамеской, долотом и др.

Отличие столярных работ от плотничных состоит и в более тщательной и тонкой отделке, абсолютной точности соединения деталей и элементов.

В наше время в дело идет не только цельная древесина, находят применение и отходы деревообрабатывающей промышленности, из которых производят ДСВ, ДВП, фанеру и другой необходимый материал. Пиломатериалы идут на изготовление внутренних стен и перегородок, окон и дверей, обрешетки, лестниц и перил. Чтобы ориентироваться в огромном количестве того, что предлагает современный строительный рынок, нужны знания, которыми мы поделимся на страницах этой книги. Разумеется, охватить всю информацию, подробно остановиться на каждом вопросе – это дело не одной книги. Тем не менее мы поможем заложить некую основу, которую каждый, кто заинтересуется плотничным или столярным ремеслом, сможет развивать и совершенствовать в дальнейшем.

Глава 1 Свойства древесины

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДРЕВЕСИНЫ

Древесина как материал для различных конструкций относится к самым распространенным в строительстве, даже несмотря на то, что постоянно создаются, производятся и внедряются новые, более совершенные, часто лишенные ее недостатков материалы. Поскольку древесина имеет растительное происхождение, то им и обусловлены ее химические характеристики. В состав древесины входят органические вещества:

1) углерод – 49,5 %;

2) кислород – 44,2 %;

3) водород – 6,3 %.

Химические элементы, из которых состоит древесина, образуют целлюлозу, гемицеллюлозу, лигнин, эфирные масла, смолы, а также дубильные и красящие вещества.

Древесина обладает рядом как положительных, так и отрицательных качеств, которые представлены в табл.1.

Таблица 1

Достоинства и недостатки древесины как строительного материала

Таблица наглядно показывает, что достоинства древесины явно преобладают над ее недостатками, чем в конечном итоге и объясняется широкое применение данного материала в строительной индустрии. Кроме того, уровень современных технологий таков, что специальная обработка может существенно нивелировать отрицательные качества древесины. В этом не последнюю роль играет подбор пород деревьев, а также возможность производства древесных материалов из щепы и стружки.

Но, прежде чем использовать в строительных целях тот или иной сорт древесины, следует учесть, насколько ее строение и физико-механические свойства соответствуют конкретной области применения.

Древесина имеет достаточно сложное строение и состоит из элементарных клеток, образующих прочное соединение и различающихся размерами и формой.

СТРОЕНИЕ ДЕРЕВА

Основной материал столяра и плотника – древесина, которая, в зависимости от того, от какой породы дерева она была получена, может иметь различные характеристики. Дерево состоит из кроны, ствола (видимые части) и корней (невидимаячасть), за которыми закреплены определенные функции.

Крону образуют ветви и листья (у хвойных – хвоя). В последних из углекислоты, которую они поглощают из воздуха, и поступающей от корней воды формируются органические вещества, обеспечивающие вегетацию этого растения.

Функции ствола состоят в том, что он осуществляет восходящий ток, при котором минеральные вещества, растворенные в воде, поднимаются от корней к кроне, и нисходящий ток, при котором органические вещества от листьев движутся вниз, а также поддерживает крону. Кроме того, он дает 50–90 % древесины, имеющей промышленное значение. При этом у ствола различают вершину (верхнюю часть) и комель (нижнюю часть). В процессе роста и развития на нем нарастают конусообразные слои древесины, причем каждый последующий из них имеет большую высоту и диаметр основания.

Корень – это своеобразное хранилище питательных веществ. Благодаря ему дерево удерживается в вертикальном положении.

В соответствии с тем, как распилен ствол, выделяют следующие плоскости (рис. 1):

1) торцовую (поперечную), при которой разрез перпендикулярен к оси ствола;

2) радиальную, при которой разрез проходит через сердцевину ствола;

3) тангенциальную, при которой разрез не совпадает с сердцевиной и находится на некотором расстоянии от нее.

Свойства и вид древесины зависят от характера выполненного распила.

Торцовый разрез (рис. 2) позволяет различить сердцевину, кору и годичные кольца древесины.

Узкая центральная часть ствола – это сердцевина, представляющая собой рыхлую ткань, которая на поперечном разрезе кажется небольшим (2–5 мм) пятнышком темного цвета, а на радиальном разрезе она выглядит как прямая или извилистая узкая полоска.

Снаружи дерево покрыто корой, которая представлена наружным (пробкой, коркой) и внутренним (лубом) слоями. Благодаря последнему органические вещества перемещаются по стволу от листьев к корню.

Рис. 1. Основные плоскости ствола дерева: 1 – торцовая; 2 – радиальная; 3 – тангенциальная

Рис. 2. Торцовый разрез ствола дерева: 1 – сердцевина; 2 – сердцевинные лучи; 3 – ядро; 4 – пробка; 5 – луб; 6 – заболонь; 7 – камбий; 8 – годичные кольца

Кора защищает дерево от механических повреждений, насекомых, температурных колебаний и вредного воздействия окружающей среды. Различные породы деревьев имеют кору разного вида и цвета. Если у молодых деревьев она гладкая, то со временем на ней образуются трещины. У разных пород деревьев кора может быть чешуйчатой (сосна), волокнистой (можжевельник), бородавчатой (бересклет). Кроме того, она различается по цвету и может быть белой (береза), темно-бурой (ель), темно-серой (дуб) и др.

Между корой и древесиной находится камбий, представляющий собой слой живых клеток, благодаря которым происходит нарастание слоев древесины.

В зависимости от породы древесина может быть полностью окрашена одним цветом, как, например, у березы и ольхи, либо иметь темноокрашенную центральную часть (у лиственницы, дуба и др.). Последняя и называется ядром, а более светлая окружающая древесина – заболонью.

Центральная часть ствола различается и по содержанию влаги. Древесина с меньшей влажностью называется спелой, а сами породы – спелодревесными.

По наличию и отсутствию ядра породы древесины бывают ядровыми и безъядровыми, то есть заболонными (они не различаются ни по цвету, ни по содержанию влаги).

К ядровым относятся некоторые хвойные (сосна, лиственница) и лиственные (тополь, дуб, ясень) породы. Заболонными являются клен, береза, граб и др., спелодревесными – ель, пихта (хвойные), бук, осина (лиственные). Среди безъядровых пород (береза, осина и др.) встречаются такие, у которых явно выделяется более темная центральная часть. В этом случае говорят о ложном ядре.

В состав клеток дерева входят смолы, вода, камедь. Из клеток образованы сосуды, сердцевинные лучи и сама древесная масса.

Ядро возникает вследствие различных причин, в частности в результате отмирания древесины, закупорки водопроводящих путей, отложения смолы, дубильных и красящих веществ и т. д., причем у молодых деревьев (независимо от породы) оно отсутствует. Ядро образуется как на 3-й год, например у тиса или белой акации, так и через 30–35 лет, как у сосны. От этого признака зависит и ширина заболони: у первых она узкая, а у вторых – широкая. Порода дерева определяет и то, каким будет переход от заболони к ядру. Он может быть четким и резким (у лиственницы) или плавным, постепенным (у кедра).

Текстура древесины – это рисунок, в который складываются годичные кольца дерева, расположенные вокруг сердцевины. В зависимости от разреза они имеют разный вид (рис. 3).

На поперечном разрезе они выглядят как концентрические круги, на радиальном – как продольные полосы, а на тангенциальном – как извилистые линии. Годичные кольца нарастают по направлению к периферии, то есть к наружным слоям, поэтому понятно, что самым молодым будет наружный слой. По их количеству можно определить возраст дерева, причем проверять это нужно обязательно на комле, а не на вершине. Ширина годичных колец зависит от ряда причин, в частности от породы дерева, условий местности, где оно произрастает, и положения на стволе. Различаются быстрорастущие породы с широкими годичными кольцами (тополь) и медленнорастущие с узкими годичными кольцами (тис).

Рис. 3. Рисунок годичных колец на разрезах: а – торцовом; б – радиальном; в – тангенциальном

Поскольку ствол по своей форме приближается к цилиндру, у его основания годичные кольца более узкие, а вверху – более широкие, ведь дерево растет как в ширину, так и в высоту. На их ширину даже у одноименных пород влияют условия произрастания. Например, узкие кольца могут свидетельствовать о нехватке питательных веществ, морозных или засушливых годах и пр. Даже степень освещенности имеет значение, поэтому на стороне, которая освещена в большей степени, годичные кольца могут быть более широкими.

Годичные кольца различаются и по форме. У некоторых деревьев (можжевельника, тиса и др.) они могут быть слегка волнистыми, что только усиливает декоративность их текстуры.

И последнее, что касается годичных колец: они состоят из двух частей – ранней (направленной к сердцевине, более светлой и мягкой) и поздней (направленной кнаружи, темной и твердой) древесины. Они различаются и по времени образования. Ранняя древесина закладывается в начале лета (по ней по стволу перемещается вода), а поздняя – ближе к концу этого времени года (от нее зависят плотность и механические качества материала).

У всех без исключения пород деревьев имеются сердцевинные лучи (рис. 4), но не всегда они видны на торцовом разрезе.

Это блестящие, идущие от сердцевины линии, основная функция которых заключается в том, чтобы горизонтально перемещать влагу, воздух и питательные вещества, а также создавать их запасы. Их количество определяется породой дерева, например у лиственных этот показатель в 2–3 раза больше, чем у хвойных.

Рис. 4. Сердцевинные лучи на разрезах: а – торцовом; б – тангенциальном; в – радиальном

Сердцевинные лучи бывают очень узкими, настолько, что они даже не видны невооруженным глазом (у осины, березы, всех хвойных), узкими, различимыми с трудом (у липы, вяза), и широкими, которые невозможно не заметить (у бука). Последние также делятся на настоящие широкие (у дуба) и ложноширокие (у ольхи, орешника), поскольку представляют собой сближенные пучки узких лучей.

На радиальном разрезе сердцевинные лучи напоминают светлые блестящие полоски, идущие поперек волокон. Они заметны еще и благодаря тому, что могут отличаться по цвету от окружающей древесины и быть более светлыми или темными. Сердцевинные лучи на радиальном разрезе складываются в оригинальный узор, на который прежде всего и обращают внимание при выборе материала. На тангенциальном разрезе они выглядят как темные штрихи с острыми кончиками либо как чечевицеобразные полоски, ориентированные вдоль волокон, а их ширина составляет 0,015–0,6 мм.

Иногда на торцовом разрезе у некоторых пород встречаются рассеянные пятнышки бурого или коричневого цвета, сконцентрированные вдоль границы годичных слоев. Они называются сердцевинными повторениями и являются результатом повреждения камбия насекомыми или низкой температурой.

Древесина представляет собой природный полимер из клеток-волокон, для которых характерны трубчатая форма и размещение вдоль ствола.

На торцовом разрезе лиственных пород можно заметить отверстия. Это сечения сосудов разной величины, образующих сеть (их объем может составлять от 7 до 43 %), по которой вода доставляется к определенным участкам древесины. Они бывают крупными и мелкими. Первые хорошо видны, а вторые почти незаметны. Обычно крупные сосуды пронизывают раннюю древесину лиственных пород, а на торцовом разрезе выглядят как сплошное кольцо. В связи с этим такие породы называются кольцесосудистыми (ясень, вяз, каштан и др.). У них в поздней древесине мелкие сосуды скомпонованы в виде групп, хорошо видимых благодаря более светлой окраске. На радиальном разрезе они могут казаться языками пламени (у дуба), а на тангенциальном выглядеть как сплошные или прерывающиеся линии, направленные вдоль годичных слоев (у ильма, карагача), или быть рассеянными в виде светлых точек, черточек (у ясеня).

Сосуды могут быть равномерно разбросанными по ширине годичного слоя. Породы, у которых это наблюдается, называются рассеянно-сосудистыми (ольха, тополь, платан, орех и др.). Подробно это видно на рис. 5.

У хвойных пород, в отличие от лиственных, древесина пронизана смоляными ходами (их объем составляет 0,2–0,7 %). Они бывают горизонтальными (проходящими по сердцевинным лучам) или вертикальными (в виде тонких, узких каналов). На торцовом разрезе вертикальные смоляные ходы похожи на светлые точки в поздней древесине, а на продольных разрезах они выглядят штрихами темного цвета, ориентированными вдоль оси ствола. У различных пород деревьев их количество и размер различны. Например, у сосны они крупные и многочисленные, в отличие от лиственницы, древесина которой имеет мелкие и немногочисленные смоляные ходы.

Рис. 5. Разновидности группирования сосудов: а – у кольцесосудистых пород: 1 – радиальная группировка; 2 – тангенциальная группировка; 3 – рассеянная группировка; б – у рассеянно-сосудистых пород

Показателями макроструктуры являются:

1) ширина годичных колец. Зависит от количества слоев на 1 см отрезка, выделенного на торцовом срезе в радиальном направлении. Этот параметр влияет на качество и свойства древесины. У хвойных пород они значительно улучшаются, если на 1 см приходится не менее 3 и не более 25 слоев. А у лиственных кольцесосудистых пород по мере увеличения ширины годичных колец возрастают плотность, прочность и твердость. Однако у рассеянно-сосудистых пород такая закономерность не прослеживается;

2) содержание поздней древесины. Измеряется в процентах. Чем оно выше, тем плотнее материал, тем лучше его механические характеристики;

3) степень равнослойности. Является важной характеристикой резонансной способности древесины и устанавливается путем сравнения количества годичных колец, имеющихся на двух участках длиной 1 см, расположенных рядом;

4) величина структурных неровностей. Может быть более или менее значительной. Обработка древесины режущими инструментами приводит к появлению на ее поверхности неровностей вследствие перерезания сосудов. У отдельных пород (дуба, ореха, ясеня) это очень заметно. Поскольку такая древесина применяется для отделки, неровности необходимо минимизировать. Для этого можно прибегнуть к порозаполнению с помощью различных составов.

Такова макроструктура древесины.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

На микроуровне строение древесины является не менее интересным. Кроме того, оно определяет свойства хвойной и лиственной древесины. Например, у первых волокна прямолинейные (это связано со строением клеточных оболочек), следовательно, показатели прочности у них более высокие, а у последних они слегка извилистые, что обусловливает высокие показатели ударной вязкости, прочность при раскалывании, осуществляемом вдоль волокон, и т. п. Остановимся более подробно на физических свойствах древесины, которые поддаются осмотру, измерению и пр. К ним относятся следующие параметры:

1) внешний вид;

2) запах;

3) влажность;

4) плотность;

5) электро-, звуко– и теплопроводность.

Внешний вид древесины складывается из таких

ее характеристик, как цвет, блеск, текстура и макроструктура (о ней уже говорилось ранее). Определенный цвет древесине придают дубильные и смолистые вещества и пигменты, которыми заполнены клетки. Он колеблется в широких пределах – от белого (у ели, липы) до черного (у черного дерева) со всеми промежуточными оттенками. Деревья, растущие на юге, отличаются более яркой и насыщенной окраской древесины, чем у тех, которые встречаются в северной и умеренной зонах. В границах одного климатического коридора одни и те же древесные породы окрашены одинаково, поэтому о цвете можно говорить как о дополнительном признаке, помогающем их идентифицировать.

В некоторых случаях цвет древесины не является постоянным и может меняться под воздействием света и воздуха. Например, только что срубленная ольха имеет светло-розовый цвет, но вскоре темнеет и становится желтовато-красной, а дуб после продолжительного нахождения в воде меняет цвет на коричневый или даже черный.

Качественные характеристики древесины, которые проявляются при испытаниях, не связанных с изменением химического состава, называются физическими свойствами.

Под влиянием микроорганизмов, например грибов, цвет также может варьироваться. Зависит это и от возраста дерева: у молодых цвет более светлый, чем у старых. Тем не менее ряд пород (каштан, самшит, груша и др.) характеризуется устойчивым цветом.

Данный параметр имеет особое значение, например, при изготовлении мебели, так как предмет, выполненный из древесины с богатой палитрой оттенков, сродни произведению искусства.

Цвет древесины при необходимости можно улучшить, подвергнув ее соответствующей обработке, например протравливанию, пропариванию или окрашиванию.

Помимо цвета, внешний вид изделий из дерева определяет блеск, представляющий собой способность древесины направленно отражать поток света. Он зависит от плотности, количества, размера и расположения сердцевинных лучей. Именно они придают блеск поверхности на радиальном разрезе. По этому признаку древесина далеко не однородна. Необычный блеск свойствен дубу, платану, белой акации, клену, а для липы, осины, тополя и других подобных пород характерна матовость.

Древесина приобретает красивый внешний вид благодаря блеску, который можно интенсифицировать путем полирования, лакирования, вощения или с помощью прозрачной пленки из искусственных смол.

Узор, который возникает на разрезах древесины, называется текстурой. Ее образ уют перерезанные волокна, годичные кольца, сосуды и сердцевинные лучи, поэтому она зависит от ширины годичных колец, наличия мелких или крупных сосудов, узких или широких сердцевинных лучей, а также от контрастности окраски ранней и поздней древесины и направления волокон (запутанного или волнистого). Хвойные породы отличаются необычной текстурой на тангенциальном разрезе благодаря разнице в окраске ранней и поздней древесины. Лиственные породы особенно хороши на радиальном и тангенциальном разрезах, поскольку на них наиболее ярко проявляются годичные кольца и широкие сердцевинные лучи. Наличие неправильно расположенных волокон придает древесине особую красоту.

Текстура хвойных и мягких лиственных пород довольно незатейливая и не слишком разнообразная в отличие от твердых лиственных пород, которые всегда являются не просто интересными по своей текстуре, но и изысканными.

Применение различных прозрачных лаков помогает подчеркнуть текстуру древесины. Ее ценность (а следовательно, и мебели из нее) определяется именно текстурой материала.

Запах – еще одно важное свойство древесины. Он зависит от тех веществ, которые входят в ее состав, в частности от наличия смол, эфирных масел, дубильных веществ и пр. По типичному запаху можно установить некоторые породы. Для хвойных характерен скипидарный запах, а для дуба – дубильных веществ, палисандру свойствен аромат ванили, приятный запах источает и можжевельник. Кроме того, свежая древесина пахнет сильнее, чем высушенная, а ядро ароматнее заболони.

Следующий важный параметр древесины – ее влажность. Под данным термином понимают отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах. Для определения влажности древесины разработан ГОСТ 16588-79.

В зависимости от того, пропитывает ли влага клеточные оболочки или заполняет полости клеток и межклеточное пространство, она бывает связанной, или гигроскопической (в первом случае), либо свободной, или капиллярной (во втором случае). При сушке древесины сначала испаряется капиллярная влага, а потом гигроскопическая. Если древесина впитывает влагу из воздуха, то в первую очередь ею насыщаются клеточные оболочки, а клеточные полости и межклеточные пространства могут пропитываться только в случае вымачивания, пропаривания и пр.

Гигроскопическая и капиллярная влага определяют общую влажность древесины. Чем больше в последней пустот, которые могут заполняться водой, тем выше в ней предельное количество гигроскопической влаги.

Состояние древесины, при котором клеточные оболочки содержат максимальное количество связанной влаги, а в полостях клеток находится только воздух, называется пределом гигроскопичности. Соответствующая ему влажность при температуре 20 °C составляет 30 % и никак не определяется породой древесины.

На практике древесина различается степенью влажности и бывает:

1) абсолютно сухой при влажности 0 % (достижимо только в условиях лаборатории при температуре 103 ± 2 °C);

2) комнатно-сухой – 8 – 15 % (при длительной выдержке в отапливаемом помещении);

3) воздушно-сухой – 16–20 % (при выдержке на открытом воздухе);

4) полусухой – 21–23 %;

5) сырой – более 23 %;

6) свежесрубленной – 40–75 % (влажность вегетирующего дерева);

7) мокрой – более 75 % (при выдержке в течение длительного времени в воде).

Для определения физико-механических параметров древесины ее кондиционируют, т. е. доводят до нормализованной влажности – 12 %.

Влажность – физическое качество древесины, которое определяется количеством находящейся в ней влаги. Процентное соотношение массы воды к массе сухой древесины называется относительной влажностью.

Если древесина продолжительное время находится в условиях постоянной относительной влажности, то она приобретает определенную влажность, которая называется равновесной. При изменении условий в ту или иную сторону (при повышении или понижении влажности) наблюдается набухание или усушка древесины. Усушку вызывает удаление из древесины связанной воды, что обусловливает уменьшение ее линейных размеров и объема, в отличие от удаления свободной воды, которое не приводит к усушке. Величина усушки древесины прямо пропорциональна степени уменьшения ее влажности.

Содержание влаги зависит от времени года, части ствола и его радиуса. Например, у заболони растущей сосны этот параметр в 3 раза больше, чем у ядра, чего нельзя сказать о лиственных породах, у которых влага более равномерно распределена по стволу.

По мере высыхания уменьшаются линейные размеры и объем древесины. Этот процесс и называется усушкой. Она начинается тогда, когда гигроскопичная влага полностью испарилась и наступила очередь капиллярной влаги. После удаления последней усушка считается полной. В различных направлениях она происходит неравномерно ив тангенциальном составляет 6 – 10 %, в радиальном – 3–5 %, вдоль волокон – 0,1–0,3 %. Сокращение объема древесины в результате испарения капиллярной влаги называется объемной усушкой.

Полная объемная усушка варьируется в пределах 11–17 %. Усушка, понижающая влажность древесины на 1 %, называется коэффициентом усушки и неодинакова у разных пород древесины. Наиболее высокий коэффициент усушки характерен для дуба, бука, граба, клена и составляет до 11 %. Умеренное усыхание присуще сосне, осине, тополю – до 3–5 %. Менее всего подвержены усыханию ель и лиственница – до 2 %. Величина усушки определяется как породой дерева, так и природно-климатическими условиями, в которых оно растет. Усушка должна учитываться при распиловке бревен, сушке пиломатериалов и т. п.

По величине коэффициента усушки отечественные древесные породы делятся на несколько групп (табл. 2).

Таблица 2

Классификация древесных пород в зависимости от коэффициента объемной усушки

С сушкой древесины связаны следующие понятия:

1) внутренние напряжения. Их возникновение не связано с какими-либо внешними силами. Основная причина появления напряжений – неравномерное распределение влаги в процессе сушки древесины, которая наступает после того, как влажность поверхностных слоев переходит предел гигроскопичности. При этом вследствие сопротивления внутренние слои (как более влажные) могут усохнуть не полностью, что приводит к возникновению напряжений, которые растягивают древесину в поверхностных слоях и сжимают ее во внутренних;

2) растрескивание. После достижения растягивающими напряжениями предела прочности древесина покроется трещинами – поверхностными в начале сутки и внутренними в конце (рис. 6). Последние присутствуют в высушенном материале и становятся причиной деформации деталей при механической обработке;

Рис. 6. Разновидности растрескивания древесины: а – наружные трещины на бревне; б – наружные трещины на бруске; в – внутренние трещины

3) коробление (рис. 7). Это изменение поперечного сечения доски, которое бывает:

а) поперечным. При этом изменяется форма сечения доски в результате разницы в усушке по радиальному и тангенциальному направлениям. Размеры сердцевинной доски уменьшаются к кромкам, а доска, внешняя часть которой направлена тангенциально, подвержена большему усыханию, чем доска, внутренняя часть которой ориентирована радиально. Коробление увеличивается по мере приближения к сердцевине;

Рис. 7. Разновидности коробления: а, б – поперечное коробление брусков; в – поперечное коробление досок; г – продольное коробление; д – крыловатость

б) продольным, то есть по длине. При этом доска может изменяться дугообразно (типично для ядровых пород, у которых усушка ядра и заболони различна) или даже принять винтообразную форму (это называется крыловатостью и характерно для пиломатериалов с тангенциальным направлением волокон).

Характер внутренних напряжений различен: в поверхностных слоях возникают растягивающие напряжения, а в более глубоких, внутренних слоях – сжимающие.

В случае неправильного хранения материалов (при высокой влажности) их линейные размеры и объем могут увеличиваться, то есть возникает процесс, обратный усушке. Он называется разбуханием. Это наблюдается при возрастании влажности до предела гигроскопичности. Увеличение количества капиллярной влаги не сопровождается разбуханием. Данный процесс достигает максимального значения в тангенциальном направлении и минимального – вдоль направления волокон.

Усушка и разбухание относятся к негативным качествам древесины. При изготовлении мебели необходимо избегать их. Однако можно привести примеры, когда разбухание играет положительную роль. В частности, благодаря ему увеличивается плотность соединений у различных деревянных изделий (в бочках, лодках и пр.).

Способность древесины впитывать влагу из воздуха называется влагопоглощением. Это ее свойство не зависит от породы и является отрицательным качеством, поскольку сильное увлажнение, возникающее в условиях повышенной влажности, ухудшает физико-механические свойства древесины, ее биостойкость и пр.

Способность древесины впитывать влагу при непосредственном контакте с жидкостью называется водопоглощением. В наибольшей степени этому подвержены древесные породы, отличающиеся меньшей плотностью, поскольку они имеют большее количество полостей. Следовательно, чем меньше полостей, то есть чем выше плотность древесины, тем ниже водопоглощение. Ядро, будучи более плотным, поглощает меньше свободной влаги, чем заболонь.

Плотность является не менее важным качеством древесины: чем больше в ней пустот, тем менее плотной она будет. Данный параметр зависит от влажности материала. Ее увеличение приводит к возрастанию плотности. Например, у бука при 12 %-ной влажности она равна 670 кг/м3, а при 25 %-ной – 710 кг/м3. Для сравнения плотности разных пород принято устанавливать их физико-механические характеристики при влажности 12 %.

Между плотностью и прочностью существует прямо пропорциональная зависимость: чем тяжелее древесина, тем она прочнее. Максимальную плотность имеет древесина таких пород, как самшит (960 кг/м3) и саксаул (1040 кг/м3), а минимальную – пихта сибирская (375 кг/м3).

В зависимости от плотности древесины выделяют три группы, представленные в табл. 3.

Плотность древесины лиственных кольцесосудистых пород различна. Например, ранняя древесина более пористая и менее плотная, чем поздняя, сложнее лакируется и полируется, но прекрасно гнется. У рассеянно-сосудистых лиственных и хвойных пород она отличается высокой плотностью, поэтому хорошо поддается различной обработке, в том числе полированию и лакированию.

Таблица 3

Классификация древесины по плотности при 12 %-ной влажности

Плотность древесины зависит от совокупности веществ, образующих оболочку клеток. Поскольку клетки разных пород древесины похожи по своему строению, то ее плотность варьируется в пределах 1430–1560 кг/м3.

Относительно теплопроводности данного материала можно сказать следующее: поскольку полости сухой древесины заполнены воздухом, который является плохим проводником тепла, то и ее теплопроводность невелика – 0,1–0,35 ккал/(м × °С × ч). При увеличении влажности этот параметр возрастает. Кроме того, он зависит и от направления роста волокон (вдоль них он в 2 раза больше, чем поперек) и породы древесины.

Теплоемкость – это способность древесины накапливать тепло. Показателем теплоемкости является удельная теплоемкость. Это количество теплоты, требующееся для нагревания 1 кг древесины на 1 °C. Теплоемкость едина для любой древесины независимо от породы и возрастает при увеличении влажности.

Тепловым расширением называется способность древесины увеличивать линейные размеры и объем при повышении температуры. Коэффициент теплового расширения у древесины по сравнению с таким же показателем у металла, стекла или бетона в 3–10 раз меньше.

Звукопроводность древесины определяется скоростью распространения в ней звука. Она выше вдоль волокон, меньше в радиальном направлении, а самая низкая – в тангенциальном.

Если сравнить звукопроводность древесины вдоль и поперек волокон со звукопроводностью воздуха, то в первом случае она в 16 раз выше, а во втором – в 3–4 раза. Иными словами, если при изготовлении мебели звукопроводность древесины не имеет никакого значения, то при использовании данного материала в строительстве ее роль отрицательная, а в производстве музыкальных инструментов – положительная.

Сопротивление прохождению электрического тока называется электропроводностью. У сухой древесины этот параметр довольно незначителен, поэтому она может выступать в роли изолятора. Электропроводность древесины напрямую связана с породой дерева, температурой (ее повышение приводит к уменьшению сопротивления), влажностью (при возрастании влажности до 30 % сопротивление значительно уменьшается) и направлением роста волокон (сопротивление вдоль них меньше в несколько раз, чем поперек).

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

Механические качества древесины определяют ее способность противостоять воздействию внешних нагрузок, которые подразделяются на:

1) статические, возрастающие постепенно, плавно;

2) динамические (ударные), воздействующие резко, мгновенно и максимально;

3) вибрационные, сопровождающиеся изменением величины и направления;

4) долговременные, характеризующиеся продолжительностью.

Под влиянием нагрузок в материале нарушаются связи между его отдельными элементами, искажается форма, но при этом в нем возникает внутреннее сопротивление. Если в результате изменяются форма и размер древесины, говорят о ее деформации, которая может быть упругой (исчезает после прекращения воздействия) и остаточной (сохраняется после исчезновения нагрузки).

К механическим свойствам древесины относятся:

1) прочность;

2) твердость;

3) деформативность;

4) ударная вязкость.

Способность древесины противостоять нагрузкам и сопротивляться разрушению называется прочностью. Она зависит от породы дерева, влажности, плотности, наличия или отсутствия пороков, а также от направления и продолжительности воздействия нагрузки.

Воздействие сил направлено на:

1) растяжение. Средняя величина предела прочности на растяжение вдоль волокон независимо от породы составляет 1300 кгс/см2, а поперек волокон – 65 кгс/см2;

2) сжатие. Оно может быть направлено как вдоль, так и поперек волокон. В первом случае прочность равна 500 кгс/см2, а во втором она ниже примерно в 8 раз. Древесина тестируется на сжатие в радиальном и тангенциальном направлениях. У лиственных пород прочность при радиальном сжатии в 1,5 раза выше, чем при тангенциальном, а у хвойных пород – наоборот;

3) изгиб. Поверхностные слои при таком воздействии подвержены напряжению сжатия, а внутренние – напряжению растяжения вдоль волокон. Между ними имеется нейтральная плоскость, не испытывающая никаких напряжений. Предел прочности определяется породой древесины и ее влажностью. Средние показатели (независимо от породы) составляют 1000 кгс/см2;

4) скалывание. В данном случае под воздействием внешних нагрузок возникают сдвиги одних частей относительно других, при этом выделяют:

а) скалывание вдоль волокон, при котором предел прочности составляет 20 % от прочности при сжатии вдоль волокон. У лиственных пород с широкими сердцевинными лучами в тангенциальном направлении оно на 10–30 % выше, чем в радиальном;

б) скалывание поперек волокон, при котором предел прочности в 2 раза меньше, чем при скалывании вдоль направления роста волокон;

в) перерезание поперек волокон, при котором прочность древесины в 4 раза превосходит прочность при скалывании вдоль волокон.

Па практике установлено, что твердость торцовой поверхности выше твердости боковой поверхности, причем неодинаково у лиственных и хвойных пород.

Способность древесины противостоять проникновению внутрь твердых тел называется твердостью. Этот параметр неодинаков у разных пород и определяется в различных направлениях. У лиственных пород твердость торцовой плоскости выше радиальной и тангенциальной на 30 %, а у хвойных – на 40 %. Величина твердости древесины во многом определяется влажностью материала. Отклонение последней на 1 % приводит к изменению твердости торцовой поверхности на 3 %, а тангенциальной и радиальной – на 2 %.

На основании торцовой твердости все породы подразделяются на несколько групп (табл. 4).

Признак твердости древесины важен при выборе способа ее обработки режущими инструментами.

Свойство древесины изменять размеры и форму называется деформативностью. Если воздействие не отличается продолжительностью, то данный материал проявляет себя как упругое тело. На основании сопротивления деформации говорят о жесткости древесины.

Таблица 4

Классификация пород по признаку торцовой твердости при 12 %-ной влажности

Способность поглощать работу при ударе без разрушения называется ударной вязкостью. Для разрушения хрупкой древесины затрачивается меньшая величина работы в отличие от вязкой, для излома которой требуется большая работа. У лиственных пород данный параметр примерно в 2 раза больше, чем у хвойных.

В плане строительных работ и изготовления мебели большое значение имеют и технологические свойства древесины, к которым относятся:

1) способность удерживать металлические крепления. При вбивании гвоздя в древесину перпендикулярно к поверхности одна часть ее волокон перерезается, другая изгибается, раздвинувшиеся волокна воздействуют на боковую поверхность гвоздя, и это давление приводит к возникновению трения, которое и удерживает гвоздь в материале. То, насколько легко можно выдернуть гвоздь, зависит от породы древесины, ее плотности (чем выше плотность, тем выше сопротивление выдергиванию, например, чтобы вбить гвоздь в граб (плотность – 800 кг/см3) и выдернуть его из него, нужно затратить усилие, в 4 раза большее, чем для тех же действий, если материалом служит сосна (плотность – 500 кг/см3)) и направления относительно волокон (усилие, необходимое для забивания и выдергивания гвоздя, забитого в торец, на 10–50 % меньше, чем если бы он был вбит поперек волокон). Чтобы выдернуть шуруп, требуется затратить в 2 раза большее усилие, чем для извлечения гвоздя. Во влажную древесину вбивать гвозди легко, но по мере высыхания материала его способность удерживать крепеж ухудшается;

2) способность к сгибанию. Наиболее гибкими из лиственных пород являются кольцесосудистые дуб, ясень и рассеянно-сосудистая береза. Влажная древесина гнется легче, чем сухая;

3) износостойкость. Это способность древесины сопротивляться истиранию в процессе эксплуатации. Чем выше ее плотность и твердость, тем меньше она подвержена износу;

4) сопротивление раскалыванию, которое представляет собой разделение древесины на части вдоль волокон под воздействием вбитого клина. Это свойство материала следует обязательно учитывать при выборе крепежа.

ПОРОКИ ДРЕВЕСИНЫ

Чтобы деревянное изделие отвечало определенным требованиям, необходимо подбирать и соответствующего качества древесину, которая может иметь определенные недостатки, называемые пороками. Чем больше пороков, тем ниже качество древесины, тем более ограничена возможность ее использования.

Пороками древесины считаются тяговая древесина, засмолок, прорость, сухобокость, червоточины и др.

К порокам древесины относятся:

1) изменения внешнего вида;

2) нарушения целостности и правильности строения;

3) повреждения.

Если они возникают в процессе заготовки, транспортировки и других подобных причин, то их называют дефектами.

В соответствии с ГОСТом 2140-81 пороки классифицируются на следующие группы:

1) сучки;

2) трещины;

3) пороки формы ствола;

4) пороки строения древесины;

5) химические окраски;

6) грибные поражения;

7) поражения насекомыми;

8) инородные включения и дефекты;

9) деформации.

Практически каждая из представленных групп неоднородна. Пороки возникают как в растущем дереве, так и в срубленном. Некоторые из них, в частности гнили, могут поражать и ту и другую древесину.

Сучок – основание ветви, окруженное древесиной ствола. Обычно он более темный, чем основная древесина, и имеет отдельную систему годичных колец. Сучки (рис. 8) классифицируются по ряду признаков:

Рис. 8. Виды сучков: а – круглый; б – овальный; в – продолговатые; г – пластевый; д – кромочный; е – ребровый; ж – сшивные; з – групповые; и – разветвленные

1) по форме разреза на поверхности сортимента (круглого и колотого лесоматериала, предназначенного для определенного применения и отвечающего требованиям стандартов и технических условий):

а) круглые (сучки, разрезанные так, что отношение большего диаметра к меньшему не превышает 2);

б) овальные (отношение большего диаметра к меньшему составляет от 2 до 4);

в) продолговатые (отношение большего диаметра к меньшему больше 4);

2) по положению в сортименте, то есть в зависимости от того, выходят ли они на пласть, кромку, ребро или торец либо одновременно на два ребра одной и той же стороны:

а) пласте вые;

б) кромочные;

в) ребровые;

г) торцовые;

д) сшивные;

3) по взаимному расположению:

а) разбросанные, если расстояние, на котором сучки, независимо от формы итого, являются ли они одиночными или групповыми, располагаются по длине сортимента, не превышает его ширину;

б) групповые, если два или более круглых, ребровых и овальных сучков занимают отрезок сортимента, одинакового по длине и ширине;

в) разветвленные. Так называются два продолговатых сучка одной мутовки либо один продолговатый и один овальный или ребровый сучок той же мутовки, при этом не важно, имеется ли между ними еще один сучок. Этот порок больше характерен для хвойных пород;

4) по степени срастания:

а) сросшиеся. К ним относятся сучки, годичные кольца которых и окружающая древесина срослись, как минимум, на три четверти периметра разреза сучка;

б) частично сросшиеся, у которых сросшийся участок составляет не менее одной четверти, но не более трех четвертей периметра;

в) несросшиеся, у которых сросшийся участок вообще отсутствует либо составляет не более четверти периметра разреза сучка;

г) выпадающие несросшиеся, у которых сросшийся участок отсутствует, сами сучки держатся неплотно; сюда же относятся и отверстия от выпавших сучков;

5) по состоянию древесины:

а) здоровые (без гнили);

6) здоровые светлые (по цвету не отличающиеся от основной древесины);

в) здоровые темные (более темные, чем основная древесина, поскольку пропитаны, например, смолой или дубильными веществами);

г) здоровые с трещинами (при наличии 1–2 трещин);

д) загнившие, если мягкая гниль, поразившая сучок, составляет не более трети площади разреза сучка;

е) гнилые, если площадь поражения гнилью составляет более трети площади разреза сучка;

ж) табачные, к которым относятся загнившие или гнилые сучки, в которых вместо древесины имеется рыхлая ржаво-бурая масса;

б) по выходу на поверхность:

а) односторонние, выходящие на одну сторону или две смежные стороны;

б) сквозные, выходящие на две противоположные стороны.

Из-за наличия сучков дерево теряет однородность строения, поскольку вокруг них волокна искривляются, что негативно сказывается на прочности древесины.

Разрывы, возникающие вдоль волокон древесины, называются трещинами (рис. 9, 10), которые подразделяются на:

1) метиковые. Это радиально ориентированные внутренние трещины, направленные от сердцевины и отличающиеся большой протяженностью. Они образуются в растущем дереве, а в срубленном имеют тенденцию к увеличению по мере просыхания древесины. Метиковые трещины встречаются на торцах круглых лесоматериалов, а на пиломатериалах – и на торцовых, и на боковых поверхностях;

2) морозные. Это радиально ориентированные наружные трещины, проникающие через заболонь в ядро и имеющие порой достаточную длину. Они характерны для растущих деревьев, на стволах которых выглядят как валики разросшейся древесины и коры;

3) усушки. Такие трещины образуются в срубленной древесине под воздействием внутренних напряжений, имеют радиальную направленность;

4) отлупные, возникающие в ядре или спелой древесине растущего дерева, отличаются большой протяженностью по длине сортимента и проходят между годичными слоями. В процессе высыхания трещины увеличиваются.

Рис. 9. Разновидности трещин в бревне: а – метиковые; б – отлупные; в – усушки

Рис. 10. Разновидности трещин в досках: 1 – пластевые; 2 – кромочные; 3 – торцовые; а – метиковые; б – морозные; в – усушки; г – отлупные

В зависимости от того, на какую поверхность выходят трещины, они классифицируются на:

1) боковые (на боковую поверхность или на боковую поверхность и торец);

2) пластевые (на пласть или на пласть и торец);

3) кромочные (на кромку или на кромку и торец);

4) торцовые (на торцы).

Имеется разделение и по глубине. Если трещина распространяется только на десятую часть толщины сортимента, она называется неглубокой, если больше – глубокой. По ширине она может быть сомкнутой (менее 0,2 мм) или разошедшейся (более 0,2 мм).

Пороками формы ствола являются:

1) сбежистость. Так называется плавное уменьшение толщины круглых лесоматериалов, составляющее более 1 см на 1 м длины сортимента;

2) закомелистость. Это резкое значительное увеличение (не менее чем в 1,2 раза) диаметра комля ствола или ширины необрезного пиломатериала;

3) наросты. Они представляют собой резкое локальное утолщение ствола, различающееся по форме и размеру. Древесина наростов отличается свилеватостью, обычно встречается на лиственных породах;

4) кривизна. Это искривление продольной оси сортимента. Если кривизна имеет один изгиб, она называется простой, в отличие от сложной, для которой характерно несколько изгибов.

Среди пороков строения древесины (рис. 11) выделяются:

1) наклон волокон, при котором последние располагаются непараллельно оси сортимента. Он бывает тангенциальным и радиальным. Благодаря наклону волокон прочность древесины возрастает, но при этом возникают трудности при ее механической обработке;

2) крень, представляющая собой местное изменение строения древесины в сжатой зоне стволов и ветвей, проявляющаяся в виде кажущегося резкого увеличения ширины поздней древесины годичных слоев. Чаще всего данный порок наблюдается у хвойных пород;

Наличие пороков и дефектов создает трудности при обработке древесины, снижает рабочее сечение брусков и досок.

3) тяговая древесина, то есть местное изменение строения древесины лиственных пород в растянутой зоне стволов и ветвей, проявляющееся в резком увеличении ширины годичных колец в растянутой зоне, их более светлой окраске и возникновении своеобразного серебристо-матового блеска. При таком пороке прочность древесины в случае растяжения вдоль волокон и ударная вязкость увеличиваются, однако возрастает усушка во всех направлениях, что приводит к короблению и трещинообразованию, в результате чего поверхность становится ворсистой и мшистой;

4) свилеватость – это извилистое расположение волокон древесины. Она бывает путаной и волнистой. При этом пороке страдает прочность древесины на растяжение, сжатие и изгиб;

5) завиток – локальное искривление годичных слоев под воздействием сучков и проростей. Бывает сквозным и односторонним;

Рис. 11. Некоторые разновидности пороков строения древесины: а – тангенциальный наклон волокон; б – крень; в – свилеватость; г – завиток; д – глазки е – ложное ядро

6) глазки – следы спящих почек, которые не превратились в побег. Могут быть светлыми и темными;

7) смоляной кармашек – полость, расположенная внутри годичного слоя и заполненная смолой. Данный порок характерен для хвойных пород, особенно для ели. Он бывает сквозным и односторонним. Из-за смоляных кармашков снижается прочность древесины. Кроме того, смола, попав на поверхность изделия, портит ее, создает трудности при отделке и склеивании;

8) сердцевина – это узкая центральная часть ствола, для ткани которой характерны рыхлость, бурый цвет (может быть более светлой, чем основная древесина);

9) двойная сердцевина – это удвоение описанного выше порока. Такой материал подвержен трещинообразованию;

10) пасынок – остановившаяся в росте или погибшая вторая вершина, направленная под острым углом к продольной оси сортимента и имеющая значительную длину;

11) сухобокость – отдельная мертвая зона на поверхности ствола, образовавшаяся в результате ожога и т. п. Как правило, на этом участке кора отсутствует, а порок расположен по длине ствола и несколько углублен относительно поверхности;

12) прорость – участок ствола растущего дерева с мертвыми тканями, от которого отходит радиальная трещина. Обычно появляется вследствие зарастания каких-либо повреждений;

13) рак древесины – рана, которая появляется на стволе растущего дерева вследствие поражения грибами и микроорганизмами. Бывает открытым и закрытым. Порок отрицательно сказывается на строении и форме древесины. Если он затрагивает смоляной карман, то сопровождается истечением смолы, что создает трудности при механической обработке;

14) засмолок – участок древесины хвойных пород, который пропитан смолой. Хотя этот порок не слишком заметно сказывается на механических качествах древесины, но он снижает ударную вязкость при изгибе, а также мешает отделке и склеиванию древесины;

15) ложное ядро, которое возникает на внутренней части ствола, отличается от остальной древесины более темной окраской, оттенками и равномерностью. Этот порок характерен для лиственных пород – березы, бука, ольхи, клена. Ложное ядро может иметь звездчатую, круглую, лопастную форму. Оно снижает прочность древесины при растяжении вдоль волокон и ухудшает внешний вид материала;

16) пятнистость – это такой порок древесины, при котором в заболони встречаются места в виде пятен и полос, по цвету напоминающие ядро, при этом твердость материала не снижается. Пятнистость поражает растущие деревья и различается по виду (бывает радиальной, тангенциальной, в виде сгруппированных или разбросанных прожилок либо следов от них);

17) внутренняя заболонь – порок, противоположный пятнистости, так как в зоне ядра возникает группа смежных годичных слоев, близкая по цвету и качествам к заболони. Это характерно для дуба, ясеня и т. п. Внутренняя заболонь по своим механическим свойствам напоминает ядро, но отличается склонностью к загниванию и более высокой влагопроницаемостью;

18) водослой – это порок, который поражает растущее дерево. Он представляет собой зоны ядра или спелой древесины, окрашенные в ненормально темный цвет, и образуется вследствие резкого повышения влажности. После высыхания на его месте образуются трещины. Кроме того, снижается ударная вязкость при изгибе;

19) закомелистость – это значительное утолщение ствола, вследствие чего увеличивается количество отходов, уменьшается выход пиломатериалов. Кроме того, такой материал непригоден для возведения сруба;

20) косослой – расположение древесных волокон не вдоль ствола, а по спирали, что усложняет обработку и ограничивает область применения такого леса, в частности он не может быть использован для изготовления гнутых конструкций.

При окислении дубильных веществ в составе срубленной древесины под воздействием химических и биологических процессов появляются отличные от нормы окраски, которые называются химическими. Они отличаются равномерностью окрашивания и находятся в поверхностных слоях древесины, залегая на глубине не более 5 мм. После высыхания могут выцветать. В зависимости от цвета химические окраски подразделяются на:

1) про дубину. Это красновато-бурая или бурая окраска подкорковых слоев, которая характеризует сплавную древесину (ель, иву, дуб), содержащую большое количество дубильных веществ;

2) дубильные потеки в виде бурых пятен, возникающие на поверхности сортимента. Такой порок встречается на древесине, содержащей большое количество дубильных веществ;

3) желтизну, при которой заболонь приобретает светло-желтую окраску. Данному пороку подвержена сплавная древесина хвойных пород, если осуществляется форсированная сушка.

Химические окраски могут быть светлыми, сквозь которые просматривается текстура, и темными, которые скрывают текстуру древесины. Физические и механические свойства материала не страдают.

Грибы по-разному воздействуют на древесину – с изменением ее физико-механических свойств и без него. Первые называются деревоокрашивающими, вторые – дереворазрушающими.

При грибных поражениях древесина изменяет окраску, начинает загнивать. Грибы, под действием которых она негативно изменяется, классифицируются на деревоокрашивающие и дереворазрушающие.

Древесина, особенно неокоренная и свежесрубленная, часто страдает от насекомых, которые прокладывают ходы в коре и могут проникать довольно глубоко. Совокупность ходов и отверстий называется червоточиной (рис. 12), которая в зависимости от глубины поражения бывает поверхностной (до 3 мм), неглубокой (до 15 мм), глубокой (от 15 мм) и сквозной.

Рис. 12. Разновидности червоточины: а – поверхностная; б – неглубокая; в – глубокая; г – сквозная

На поверхности древесины она имеет вид бороздок или отверстий. По размеру червоточина бывает крупной (диаметром более 3 мм) и некрупной (менее 3 мм).

Если поверхностная червоточина практически не изменяет механические свойства материала, то при наличии неглубокой или глубокой червоточины целостность и прочность древесины заметно ухудшаются.

Пороками древесины также считаются:

1) инородные включения, к которым относятся гвозди, проволока и т. д., которые внешне проявляются локальными вздутиями, складками и пр. Их наличие затрудняет обработку древесины;

2) механические повреждения, возникающие при заготовке, транспортировании и т. п. (обдиры коры, отщеп, заруб и др.);

3) обугленность – участки, поврежденные огнем;

4) скос пропила появляется при заготовке древесины, когда торец и продольная ось сортимента не образуют прямой угол;

Рис. 13. Разновидности покоробленности: а – простая продольная по пласти; б – сложная продольная по пласти; в – продольная по кромке; г – поперечная; д – крыловатость

5) обзол – кусок боковой поверхности, оставшийся на обрезном материале. Такой порок уменьшает ширину материала и увеличивает отход древесины;

6) закорина – участок коры на поверхности шпона;

7) дефекты обработки резанием, среди которых можно назвать риски (следы режущей кромки инструмента), волнистость (из-за неплоского пропила), ворсистость (образуется частыми и не до конца отделенными волокнами древесины), ожог (в результате обработки материала тупым инструментом) и др.

Вследствие разных причин древесина может подвергаться различным деформациям, в частности покоробленности (искривлению пиломатериалов при сушке, хранении, выпиловке), которая представлена несколькими разновидностями (рис. 13).

Таковы свойства и характеристики древесины, которая может быть использована для столярных и плотничных работ.

СУШКА, ЗАЩИТА И ХРАНЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ

К недостаткам древесины относят склонность к загниванию, подверженность поражению насекомыми, огнеопасность. Но современные технологии позволяют либо преодолеть их, либо максимально снизить риск возникновения подобных явлений. Рассмотрим все по порядку.

По устойчивости к гниению древесина делится на четыре класса (табл. 5).

Таблица 5

Классификация древесины по устойчивости к гниению

Гнилостные процессы в древесине возникают в том случае, если ее влажность составляет 20–60 %, а окружающий воздух имеет температуру 2 – 40 °C. Эти же условия способствуют поражению грибами, наиболее опасные из которых – домовые грибы, уничтожающие структуру древесины настолько, что она утрачивает свои механические свойства.

Нарушения режима сушки недопустимы, поскольку в результате древесина коробится и растрескивается, возрастает количество брака.

Одним из методов, препятствующих этим процессам, является сушка древесины, поскольку сухая древесина полностью сохраняет свои качества. Древесина подвергается сушке дотранспортной (18–25 %) и эксплуатационной (7–12 %) влажности.

Сушка – это удаление влаги из древесины путем испарения. Сушка имеет важное технологическое значение, поскольку предупреждает изменение формы и размеров деталей и конструкций в готовом изделии, кроме того, благодаря сушке повышаются технологические качества древесины. Это означает, что улучшается чистота распила, шлифования и другой обработки, повышаются прочностные характеристики материала.

Современные технологии начинаются с грамотной организации сушки древесины, поскольку чаще всего нарушается именно ее технология. Правильная организация сушки состоит в том, что этот процесс не терпит форсирования. Интенсивная сушка оборачивается микротрещинами в массиве, короблением заготовок, что обязательно негативно отражается на готовом изделии.

Различают естественную и принудительную сушку. Первая осуществляется в естественных условиях на открытом воздухе и не предполагает его подогрева. Перед сушкой пиломатериалы укладывают горизонтальными и вертикальными рядами в штабеля, причем между рядами предусмотрены прокладки, толщина которых должна быть не менее 30 см (рис. 14).

Рис. 14. Штабель, подготовленный к сушке

При этом штабель не должен лежать прямо на земле. Под него подкладывают два слоя толя, защищающего пиломатериалы от влаги, и прокладку, обеспечивающую циркуляцию воздуха. Чтобы уберечь штабель от осадков, его размещают под навесом. При сушке древесины в помещении в нем должны быть созданы условия для удаления влаги.

Для естественной сушки требуется не менее 2 лет, и это объясняется тем, что свежесрубленная древесина имеет влажность примерно 70 % и этот показатель снижается до 25–30 % по истечении 18 месяцев. Недостаточная выдержка приводит к тому, что древесина продолжает сохнуть, уже будучи в изделии. В результате внутри деревянных конструкций и изделий появляются напряжения, вызывающие деформацию и разрушение клеевых соединений.

Кроме того, следует учитывать, что в разных направлениях древесина усыхает неодинаково. Усыхание вдоль волокон уменьшает размеры древесины на 0,1 %, радиально – на 3–5 %, тангенциально – на 6–10 %. Более всего подвержены усыханию (примерно до 11 %) такие древесные породы, как бук, дуб, клен, граб. Для сосны, осины и тополя характерно умеренное усыхание – до 3–5 %. Менее всех усыхают ель и лиственница – до 2 %.

Длительность естественной сушки пиломатериалов, уложенных в штабеля, определяется различными факторами:

1) временем года;

2) климатическими условиями;

3) породой древесины;

4) толщиной пиломатериалов;

5) показателями начальной и конечной влажности.

Принудительная сушка осуществляется в специальных камерах (рис. 15) и бывает газопаровой, индукционной, жидкостной, вакуумной, диэлектрической и кондуктивной.

При камерной сушке древесина находится в потоках горячих газов, на нее воздействуют индуктивными токами, электромагнитными полями, нагревают в сере, парафине и пр. В результате таких действий температура внутри пиломатериалов поднимается до точки кипения, и влага испаряется.

Рис. 15. Камера для сушки древесины периодического действия: а – трубы отопления; б – вытяжные трубы; в – воздухоподача

Самым эффективным способом сушки является вакуумная, в которой риски деформации сведены на нет. Предварительно древесину несколько лет выдерживают в проветриваемых помещениях, после чего помещают в вакуумную камеру, где поддерживается низкая температура. В результате такой бережной сушки в древесине устраняются внутренние напряжения, приводящие к короблению. При достижении влажности 12 % пиломатериалы складируют в сухом помещении, в котором они будут находиться до достижения баланса влажности. По прохождении всех этапов древесину можно пускать в дальнейшую обработку. После такой сушки древесина отличается прочностью и имеет минимальное количество микротрещин.

На современном производстве весь процесс сушки контролируется компьютерной системой, которая периодически сообщает о ее ходе. При атмосферной сушке, хранении и перевозке пиломатериалов, влажность которых превышает транспортную, увеличивается риск поражения древесины грибами. Для предотвращения этого прибегают к защитной обработке, которая представляет собой пропитку древесины особыми обеззараживающими составами, называемыми антисептиками. Такая защита древесины наиболее эффективна, если осуществляется не позже 12 ч после распиловки леса. Обработанная древесина консервируется и приобретает стойкость к воздействию грибов, насекомых и атмосферной влаги.

Антисептические препараты должны отвечать ряду требований:

1) быть высокотоксичными к грибам;

2) быть безопасными для человека и животных;

3) сохранять свои свойства в течение определенного времени;

4) легко проникать в древесину;

5) не сказываться отрицательно на физико-механических характеристиках древесины;

6) не уничтожать металлические элементы, установленные на древесине;

7) не иметь неприятного запаха.

Антисептики бывают водорастворимыми, но могут и не растворяться в воде. Водорастворимыми антисептиками являются фторид натрия, кремне-фтористый натрий, хлорид цинка и др. Недостатком этой группы антисептиков считается то, что они пропитывают древесину на недостаточную глубину, вследствие чего их применяют для обработки пиломатериалов, которые непосредственно не будут соприкасаться с грунтом. В противном случае необходимо использовать антисептики на органических растворителях (например, на уайт-спирите). Оптимальным же считается вариант покупки пиломатериалов, которые прошли соответствующую обработку в условиях производства.

К нерастворимым в воде антисептикам относятся масла креозотовое, антрацитовое, сланцевое, для повышения антисептических свойств которых в них вводят до 5 % пентахлорфенола.

Чтобы не допустить появления насекомых, способных нанести вред хранящимся пиломатериалам, в помещении необходимо соблюдать санитарные нормы. Поэтому в профилактических целях в жилых помещениях древесину 2–3 раза в год обрабатывают 3 %-ным раствором фторида или кремнефторида натрия.

Для борьбы с появившимися насекомыми древесину обрабатывают инсектицидами.

Древесину можно сделать устойчивой к возгоранию, для чего ее пропитывают и покрывают особыми составами, называемыми антипиренами. К ним относятся огнезащитные краски, которые по виду связующего делятся на силикатные, перхлорвиниловые, масляные и казеиновые. Силикатные огнезащитные краски являются особенно эффективными. В них в качестве связующего используют жидкое стекло, а наполнителями служат песок, мел, магнезит. При высокой температуре на поверхности древесины образуется стекловидная пленка, которая покрывает ее и препятствует доступу кислорода.

Кроме антипиренов, для защиты древесины от возгорания применяют и конструктивные методы, включающие удаление деревянных конструкций и поверхностей от источников нагрева, изоляцию их огнестойкими материалами (асбестоцементными листами, войлоком, пропитанным глиняным раствором).

Современные технологии располагают различными способами защиты древесины, повышающими срок эксплуатации изделий из нее. К таким способам относится ламинирование, которое представляет собой покрытие оконных систем из менее ценной древесины (сосны и пр.) шпоном из ценных пород (дуба, бука, вишни и др.). Окна, изготовленные из ламинированного профиля, можно рассматривать как реальную альтернативу окнам с лакокрасочным покрытием. Технология ламинирования отработана и достигла уровня мебельного производства, поэтому качество отделки соответствует мировым стандартам. Кроме того, это дает возможность приобретать такие оконные системы даже тем, кто имеет достаточно ограниченные финансовые возможности.

В заключение несколько слов о хранении древесины, приобретенной для строительства. Для нее отводят возвышенное, очищенное от мусора место (желательно продезинфицировать его раствором медного купороса). Бревна и доски укладывают штабелем с применением подкладок, которые обеспечивают их проветривание.

Глава 2 Древесные породы, применяемые в строительстве

ХВОЙНЫЕ, ТВЕРДО– И МЯГКОЛИСТВЕННЫЕ ПОРОДЫ

Древесина по-прежнему остается самым экологичным материалом. Она находит применение не только в чистом виде, но и в составе композитных материалов, которым придает положительные свойства. Несомненным достоинством дерева является то, что оно сочетается практически со всеми строительными материалами.

Отличные декоративные характеристики, широкое распространение, легкая обработка и высокие прочностные качества делают древесину востребованным строительным материалом.

В строительстве применяют древесину хвойных и лиственных пород, которые бывают твердо– и мягколиственными.

Из хвойных пород выбор чаще всего останавливают на сосне и ели. Сосна относится кадровым породам: в ее ядре различают ядро и заболонь. Благодаря смоле эта древесина отличается водостойкостью. Но повышенная смолистость создает проблемы при ее использовании, поэтому при необходимости ее подвергают обессмоливанию. Кроме того, стечением времени древесина сосны бледнеет. Однако она по-прежнему остается востребованным материалом, поскольку хорошо поддается механической и химической обработке, а также вполне доступна по цене.

Ель не имеет ярко выраженного ядра, мягче, чем древесина сосны, менее смолистая (встречаются смоляные кармашки) и обладает приятным светло-желтым цветом.

Из твердолиственных пород наиболее популярны дуб, ясень и береза. Дуб обладает ценной древесиной красивого коричневого цвета с выразительной текстурой. Имеющиеся в ней дубильные вещества защищают от неблагоприятных воздействий и микроорганизмов, а также делают ее более долговечной. Ясень имеет ядро желтоватого цвета и заболонь с яркими годовыми кольцами. Древесина плотная, тяжелая и эластичная. Береза относится к заболонным породам (не имеет ядра), а древесина у нее мелковолокнистая, бледно-желтого цвета, достаточно упругая и твердая, но при длительном воздействии влаги она становится склонной к загниванию и короблению.

К мягколиственным породам относятся осина и черная ольха. Осина является типичной заболонной породой, имеет древесину серовато-белого цвета с небольшим красноватым оттенком. Кроме того, она легкая, тонковолокнистая и плохо переносит механические нагрузки, а в условиях повышенной влажности загнивает.

Черная ольха – заболонная порода, желто-коричневого цвета, легкая, тонковолокнистая, при нормальной влажности отличается достаточной прочностью. Помимо этого, она без труда обрабатывается.

В строительной индустрии наибольшее применение нашли такие породы древесины, как дуб, бук, береза, осина, липа, орех, сосна, ель, лиственница, пихта, кедр, основные свойства которых представлены в табл.6.

Таблица 6

Характеристика различных древесных пород

ПИЛОМАТЕРИАЛЫ

Сортименты, которые имеют стандартные размеры и получены при раскрое бревен, называются пиломатериалами. Они могут как применяться целиком, так и подвергаться дальнейшей переработке на необходимые заготовки и изделия, например оконные и дверные блоки.

В деревообработке применяют доски, брусья и бруски. Досками называются пиломатериалы, толщина которых составляет более 100 мм, но она не менее чем в 2 раза меньше их ширины. Брусья при толщине более 100 мм имеют ширину, равную толщине, или превосходят ее не более чем в 1,5 раза. У брусков толщина варьируется между 50 и 100 мм, а ширина колеблется от 80 до 250 мм. Размеры пиломатериалов представлены в табл. 7.

Общим для пиломатериалов является наличие двух плоскопараллельных плоскостей. Различаются они геометрической формой и размерами поперечного сечения.

Таблица 7

Основные размеры пиломатериалов

Доски, полученные из центральной части, называются сердцевинными и часто имеют низкое качество вследствие наличия скрытой сердцевинной трубки, которая состоит из древесины, ослабленной трещинами. Если при разрезании бревна внутренняя пласть проходит по его центру, рассекая сердцевинную трубку, получают центральные доски. Остальные доски относятся к боковым.

В строительстве часто требуются не бревна, а их части, которые представлены на рис. 16.

Пиломатериалы лиственных пород могут быть цельными и склеенными: как по длине и толщине, так и только по толщине. По последнему признаку пиломатериалы лиственных пород подразделяются на тонкие (до 32 мм) и толстые (более 32 мм). В зависимости от наличия пороков и дефектов древесина делится по сортам: на 3 – для лиственных пород и на 5 – для хвойных. При этом лучший из них называют отборным, а для остальных предусмотрены цифровые обозначения.

Рис. 16. Разновидности лесо– и пиломатериалов, применяемых в строительстве: а – пластина; б – двухкантный брус; в – необрезная доска; г – четвертина; д – четырехкантный брус с обзолом; е – полуобрезная доска с обзолом; ж – чистообрезной брус; з – горбыль; и – обрезная доска; к – строганые шпунтованные доски; 1 – обзол; 2 – пласть; 3 – ребро

Пиломатериалы, изготовленные из лиственных пород, используются в строительстве, хотя и не так активно, как пиломатериалы из деревьев хвойных пород. Они подразделяются, как уже было сказано выше, на необрезную и обрезную доску, вагонку и брус. Чаще всего их используют для внутренней отделки. Из них выполняют паркет, внутренние перегородки, оконные и дверные конструкции, различные детали и пр. Они могут быть:

1) цельными;

2) склеенными по ширине, толщине или длине;

3) тонкими (менее 32 мм);

4) толстыми (более 32 мм).

5) I, II или III сорта.

Максимально допустимая влажность данных пиломатериалов составляет 22 ± 3 %.

Хвойные породы используются в виде круглого леса и пиломатериалов. При раскряжевке (поперечном делении стволов, предварительно очищенных от сучьев) получают бревна, пластины, кряжи и подтоварник.

Более тонкая часть ствола – жердь, а затем – вершина. В строительстве применяют бревна с минимальным диаметром – 12 см в верхнем конце при длине 4–9 м.

Параметры ствола записывают следующим образом: 7 × 18. При этом первое число обозначает длину (в метрах), а второе – диаметр (в сантиметрах). По этим параметрам выделяются слега (8 – 12 см при длине 2–6 м), колья (3–6 см при длине 1–6 м), тонкая жердь (3–4 см при длине 3–8 м). Ассортимент круглого леса представлен на рис. 17.

Рис. 17. Ассортимент круглого леса: а – бревно; б – подтоварник; в – слега; г – жердь; д – кол; е – тонкая жердь

Выбирая те или иные пиломатериалы, надо учитывать их характеристики и технические свойства исходного материала, поскольку в одних случаях востребована высокая ударная вязкость, а в других – способность удерживать крепеж.

Пиломатериалы различаются по толщине и ширине на:

1) пластину – распиленное по продольной оси бревно;

2) четверть – продольно распиленная пластина;

3) однокантный брус – бревно, опиленное с одной стороны;

4) двухкантный брус – бревно, опиленное с противоположных сторон;

5) четырехкантный брус – бревно, опиленное с четырех сторон (при ширине и толщине более 100 мм);

6) трехкантный брус – половина двухкантного бруса;

7) шпалу – бревно, у которого одна сторона опилена по диаметру ствола, а другая – такая же, как у однокантного бруса;

8) брусок – изделие толщиной до 100 мм;

9) планку – материал толщиной 60–80 мм и шириной от 120 до 160 мм.

По раскрою пиломатериалы подразделяются на:

1) сердцевинные (чаще всего это одна доска);

2) центральные (обычно это две доски). Их выпиливают из центра ствола, через который и проходит пропил;

3) крайние доски, расположенные между центральными досками и горбылями;

4) горбыли, представляющие собой наружную часть бревна.

Наглядно это изображено на рис. 18.

Рис. 18. Раскрой бревна: 1 – сердцевинная доска; 2 – центральные доски; 3 – боковые доски; 4 – горбыли

При обработке бревна получают 1 сердцевинную доску или 2 центральные (распил при этом осуществляется через сердцевину), что характерно для тонких стволов. Далее идут боковые (крайние) доски и горбыли. Если бревно толстое, из него выпиливают брусья, а из оставшейся части – доски, рейки и пр.

Пиломатериалы из древесины хвойных пород различаются по сортам. По этому признаку они делятся на:

1) отборный (в строительстве не применяется);

2) I сорт (изготавливают дверные и оконные конструкции, несущие балки, настилают пол);

3) II сорт (применение такое же, как и у I сорта, кроме того, изготавливают стеновые панели, потолки под штукатурку);

4) III сорт (применение такое же, как и у II сорта, а также идет на обрешетку, заборы и пр.);

5) IV сорт (изготавливают обрешетку крыш, идет на дранку, предназначенную под штукатурку);

6) V сорт (на временные постройки, ящики, щитовые перегородки).

Каждый сорт имеет определенный набор допустимых дефектов, которые определяются по худшей пласти или кромке.

Широкие грани доски в зависимости от того, в какую сторону она направлена, классифицируют на внутреннюю, обращенную к сердцевине, и наружную, обращенную к заболони. Более качественная поверхность доски называется верхней, а противоположная – нижней.

Обрезные и необрезные доски получили свое название по характеру кромки, которая у обрезной доски обрезается по всей длине или, как минимум, до половины длины. У необрезной доски и горбыля кромки не обрезаны.

Толщину обрезной доски измеряют, отступив от торца на расстояние, равное ее ширине (в отличие от толщины необрезной доски, которую измеряют на концах).

Ширина обрезной доски измеряется по широкой грани, которая называется пластью, на расстоянии не менее 150 см от торцов, у необрезной доски ширину определяют посередине длины.

Параметры пиломатериалов записывают в виде ряда цифр: 5 × 16 × 40, в котором первое число – длина в метрах, второе – ширина в сантиметрах, а третье – толщина в миллиметрах.

Размеры пиломатериалов устанавливают при влажности 15 %. Если этот параметр больше, то, измеряя ширину и толщину, делают поправку на усушку.

Пиломатериалы хвойных пород, в частности обрезная доска, различны по толщине и ширине (см. табл. 7). При ширине до 100 мм допускаются отклонения в ±2 мм, более 100 мм – в ±3 мм. Длина пиломатериалов хвойных пород составляет 1–6,5 м (погрешность от – 25 до +50 мм).

Брусья могут иметь толщину и ширину 100–250 мм. Пиломатериалы называются планками, если имеют толщину 60–80 мм и ширину 120–160 мм.

Выход готовых пиломатериалов определяется требованиями, которые предъявляются к продукции, и способами изготовления. При необходимости получения длинномерных обрезных пиломатериалов бревна распиливают на лесопильных рамах, а если надо получить заготовки длиной не более 2–3 м, то сначала производят необрезные пиломатериалы, которые затем идут на заготовки.

Для сохранения и увеличения срока службы пиломатериалов их необходимо обрабатывать различными составами, в частности влагонепроницаемыми, огнестойкими и др.

Заготовками называются пиломатериалы, «прирезанные на заданные одинарные или кратные им размеры, из древесины соответствующего качества, имеющие припуски для деления кратных заготовок на одинарные, припуски на механическую обработку и усушку». Различают заготовки пиленые, клееные, калиброванные. В зависимости от используемой древесины (хвойной или лиственной) заготовки должны соответствовать определенным требованиям, параметрам по длине, толщине, применению. Помимо сказанного, следует добавить, что для конкретных конструкций подбирают строго определенные пиломатериалы (табл. 8).

Таблица 8

Назначение пиломатериалов

ЛИСТОВЫЕ ДРЕВЕСНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

В строительной индустрии, помимо лесо– и пиломатериалов, используются и листовые древесные материалы, к которым относятся:

1) шпон;

2) фанера;

3) столярные плиты;

4) ДСП;

5) ДВП;

6) древесные пластики.

Шпон представляет собой тонкий слой древесины, который используется для облицовки изделий из менее дорогих древесных пород. Различают строганый и лущеный шпон. Строганый шпон производят из древесины лиственных пород, как рассеянно-сосудистых (ореха, бука, тополя, березы, ольхи и др.), так и кольцесосудистых (вяза, акации, дуба и пр.), чаще всего имеющих сердцевинные лучи, которые своим блеском, цветом, узором дают эффектную текстуру при радиальном разрезе. Но, например, лиственница и ясень отличаются более красивым рисунком на тангенциальном и полурадиальном разрезах.

Лущеный шпон производят лущением, сортимент (березу, клен, ясень, дуб, бук, осину, ель, сосну и пр.) заранее прогревают в воде. Лущеный шпон идет на производство фанеры, ДВП, ДСП, столярных плит и др.

Фанеру получают путем склеивания листов лущеного шпона. В зависимости от количества слоев различают трех-, пяти– и многослойную фанеру. Листы шпона кладут таким образом, чтобы волокна были взаимно перпендикулярны друг к другу. При четном количестве листов направление волокон двух средних должно быть параллельным. Такие особенности расположения волокон древесины делают фанеру сравнительно однородной по физико-механическим характеристикам, снижают риск коробления и растрескивания в процессе использования. Кроме того, фанера, во-первых, выгодно отличается от пиломатериалов тем, что при незначительной толщине она может быть большой по площади, во-вторых, по транспортабельности она в несколько раз (в 3–4) превосходит пиломатериалы.

Фанера называется листом, если имеет толщину 1,5–1,8 мм, и фанерной плитой при толщине листа более 12 мм.

На фанеру идет древесина березы, ольхи, ели, сосны, пихты и лиственницы. Ее считают произведенной из той древесной породы, которая пошла на ее наружные слои. Фанера классифицируется на облицованную строганым шпоном, текстилем, пленками и иным; декоративную; бакелизированную; фанерные плиты и пр. Этот материал широко используется в мебельной промышленности, строительстве, судо-, вагоно– и автостроении и т. п.

Из древесины производят ориентировано-стружечные плиты (ОСП) и цементно-стружечные плиты (ЦСП), которые отличаются высокой технологичностью и универсальностью.

Столярные плиты представляют собой щиты, выполненные из реек, брусков и иного, которые с обеих сторон покрыты шпоном. Они находят применение в мебельной промышленности, строительной индустрии, при изготовлении дверей.

На плиту с каждой стороны наклеены по два слоя лущеного шпона, одинаковые по толщине и древесине, использованной для их изготовления.

Древесно-стружечные плиты (ДСП) производят из измельченных отходов лесопиления и деревообрабатывающей промышленности путем прессования. Плиты бывают одно-, трех– и многослойные, по виду обработки – шлифованные и нешлифованные. Методы производства плит – горячее плоское прессование и экструзионное прессование. Плиты могут производиться с заранее установленными параметрами – плотностью, прочностью, внешним видом. Им можно придать и особые качества, например огне– и биостойкость, гидрофобность. Плиты склеиваются по пластям и кромкам, могут покрываться лакокрасочным слоем, облицовкой из шпона, бумаги и пр.

ДСП в следующих размерах:

1) ширина – 1200–1750 мм;

2) длина – 1525–3500 мм;

3) толщина – 10–25 мм.

Применение ДСП несколько более ограниченно по сравнению с использованием ДВП, поскольку первые уступают вторым по гигроскопичности.

Древесно-волокнистые плиты (ДВП) производят из отходов деревообрабатывающей, лесной промышленности мокрым, сухим и полусухим способами. В зависимости от плотности ДВП бывают мягкими, полутвердыми, твердыми и сверхтвердыми. По физико-механическим параметрам плиты подразделяются на био-, огне– и влагостойкие, звукопоглощающие.

Ассортимент ДВП достаточно широк. Материал различен по твердости, характеру верхнего слоя и размерам (от 1220 × 12200 × 2,5 мм до 6100 × 2140 × 5 мм). ДВП прекрасно подходят для отделки лестниц, поскольку не подвержены усушке, короблению.

К категории древесных пластиков относят прессованную древесину (производят из отходов деревообрабатывающей промышленности), древесно-слоистые пластики (изготавливают из лущеного шпона, листы которого под давлением пропитываются смолой).

Древесно-слоистые пластики отличаются целым рядом положительных свойств, в частности высокой прочностью, твердостью, легкостью обработки.

Глава 3 Основы обработки древесины

Столярное и плотничное дело не относится к числу простых занятий, оно требует наличия определенных навыков и умений, а также нуждается в отведении для занятий им отдельного места. Конечно, не исключено, что некоторые мастера (наверное, есть и такие) могут создавать в полном беспорядке аккуратные и качественные изделия. Но большинство, безусловно, согласится с мнением, что хорошо устроенная и оборудованная различными инструментами (или даже станками) мастерская создает отличные условия для продуктивной деятельности.

РАБОЧЕЕ МЕСТО

Начинающий столяр или плотник может иметь несколько ручных и электрических инструментов, а также на этом этапе можно ограничиться столярным верстаком (рис. 19), установленным в хорошо освещенном помещении.

Рис. 19. Столярный верстак

Верстак имеет подверстачье, выполненное из сосновой доски, на которой лежит крышка (например, из березы), изготовленная из доски толщиной 60–80 мм и шириной примерно 300 мм и более тонкой доски шириной до 250 мм, находящейся за первой. Чтобы не допустить их смещения относительно друг друга, они фиксируются обвязкой из брусьев. Тонкая доска, будучи расположенной ниже толстой, образует лоток (по-другому его называют инструментальной доской), предназначенный для заготовок и инструмента. В целом крышка имеет следующие размеры: длина – 1200 мм, ширина – 600 мм. Наверное, можно и не говорить, что материал, из которого изготавливается крышка, должен быть сухим, в противном случае она покоробится и станет непригодной для работы.

Верстак оснащают тисками (рис. 20), которые в зависимости от занимаемого ими места обозначаются как передние или задние. Первые состоят из прижимной доски (щеки), которая свободно размещается под крышкой верстака, и винта (другое название передних тисков – передний зажимной винт).

Верстак должен подходить мастеру по высоте. Для ее определения надо встать рядом с ним и, не сгибая рук, опереться ладонями на поверхность.

Рис. 20. Тиски: а – передние; б – задние

Задние тиски – это зажимная коробка с винтом и 1–2 вертикальными отверстиями (такие же имеются на левом крае основной доски), расстояние между которыми должно быть немного меньше полного хода задних тисков.

Отверстия предназначены для гребенок (рис. 21) – железных стержней с зубцами или насечками. Одна из них вставляется в отверстие задних тисков, а другая – в отверстие в крышке, после чего между ними можно зажимать заготовки.

Рис. 21. Гребенки: а – металлические; б – деревянные; в – врезная

Для фиксации длинных заготовок используют прижимной костыль (рис. 22).

Рис. 22. Прижимной костыль

За верстаком, особенно за крышкой, необходимо правильно ухаживать, для чего его обычно пропитывают горячей олифой. Деревянные винты надо обрабатывать тальком, чтобы их не заедало, а металлические – солидолом. Нужно стараться беречь крышку верстака от повреждений типа царапин и зарубок. Следует пользоваться стуслом и упором, а также подкладывать доску при выполнении различных столярных операций.

При попадании на верстак клея (краски и т. п.) его тут же нужно стереть, поскольку даже незначительные неровности на крышке негативно сказываются на качестве изделия. По окончании работы следует смести стружки с поверхности специальной щеткой.

Если нет возможности устроить стационарный верстак, его можно заменить складным (рис. 23), приобретя его в специализированном магазине.

Рис. 23. Складной верстак

Если со временем работа с деревом перерастет обычное увлечение, то скорее всего придется оборудовать настоящую мастерскую. В идеале она должна отстоять на некотором расстоянии от жилого помещения, что уменьшит уровень шума и запыленность. Лучше всего сгруппировать станки (или использовать универсальный станок) в центре мастерской, что удобно и с точки зрения обеспечения электроснабжения (рис. 24). Если ширина мастерской не позволяет сделать это, станки можно поставить вдоль стены в шахматном порядке, обязательно выровняв их по высоте.

В целях безопасности в мастерской необходимо иметь огнетушитель, аптечку и индикатор дыма, работающий от батарейки.

Рис. 24. Один из вариантов обустройства домашней столярной мастерской: 1 – электрические розетки; 2 – полки для емкостей с гвоздями, шурупами и пр.; 3 – колышки для инструмента; 4 – лампа дневного света; 5 – окно; 6 – вытяжной вентилятор; 7 – аптечка; 8 – открытые полки; 9 – кронштейны для древесных материалов; 10 – пылеулавливатель; 11 – закрытые полки; 12 – универсальный деревообрабатывающий станок; 13 – козлы; 14 – верстак; 15 – ведро для обрезков; 16 – отделение для хранения панелей

ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Даже при наличии мастерской, оснащенной современным оборудованием, ручной инструмент никогда не перейдет в разряд анахронизмов по целому ряду причин. Прежде всего работа руками развивает чувство материала, чего невозможно добиться, нажимая на кнопки станка. Кроме того, в процессе ручной обработки древесины можно увидеть, как слои и волокна снимаются режущим инструментом, понять, какие породы требуют абсолютной точности и не терпят ошибок, а какие в этом смысле более лояльны. Наконец, как почувствовать удовольствие от работы руками, особенно когда из-под них выходит что-то полезное и красивое, не прикасаясь к рубанкам, угольникам, рейсмусам?! Именно по этим причинам у большинства мастеров обычные фуганки, ручные дрели и т. п. прекрасно «уживаются» с новейшими фрезерами и электролобзиками.

Домашнему мастеру на первых порах достаточно иметь минимальный набор инструментов, состоящий из топора, гвоздодера, молотка, клешей, отверток и долота.

На основании этого уделим внимание как традиционным, так и современным инструментам столяра и плотника, которые облегчают, ускоряют и интенсифицируют их труд, тем более что настоящий мастер просто обязан владеть и теми и другими.

Измерительно-разметочный инструмент

В первую очередь необходимо сказать об измерительном и разметочном инструменте (рис. 25), поскольку с него начинается работа с древесиной. К нему, помимо обычных карандаша, циркуля, штангенциркуля, отвеса и уровня, относятся:

Рис. 25. Измерительные и разметочные инструменты: а – складной метр; б – стальная линейка; в – поверочная линейка; г – рулетка; д – угольник; е – ерунок; ж – малка; з – разметочный нож; и – трафарет для соединения «ласточкин хвост»; к – разметочный рейсмус; л – режущий рейсмус; м – рейсмус для пазов

1) складной метр;

2) стальная линейка;

3) поверочная линейка (деления на ней отсутствуют, а одна из длинных кромок скошена; применяют для проверки плоскостности поверхностей; имеет длину от 500 мм до 2 м);

4) рулетка;

5) угольник;

6) ерунок (линейка и ручка, скрепленные под углом в 45°; с его помощью размечаются угловые соединения);

7) малка (линейка и ручка, которые могут закрепляться под разными углами; выполняет те же функции, что и ерунок);

8) разметочный нож;

9) трафарет для соединения «ласточкин хвост»;

10) разметочный рейсмус (им размечаются линии, параллельные кромкам детали);

11) режущий рейсмус (в отличие от разметочного он оснащен лезвием, с помощью которого наносится разметка поперек волокон);

12) рейсмус для пазов (с помощью двух игл (неподвижной и подвижной) одновременно размечаются стороны паза или шипа).

Недостаточно иметь разметочный и измерительный инструмент, им необходимо уметь пользоваться. Конечно, мы не станем объяснять, как с помощью линейки провести прямую линию, но как применять ее для других задач, уверены, знает далеко не каждый. Прижав две линейки к противоположным краям, можно определить, имеет ли доска коробление, даже если на первый взгляд его не видно. Потом поднимают заготовку на уровень глаз и внимательно смотрят на линейки: если они параллельны, поверхность ровная. Что касается поверочной линейки, с ней тоже нужно уметь правильно обращаться. Чтобы проверить плоскостность доски, на нее кладут поверочную линейку: если под ней обнаруживается зазор, то поверхность неплоская. Для того чтобы проверить доску максимально полно в этом плане, поворачивают линейку в разных направлениях.

Как рулеткой измерить внешние размеры, известно каждому. Но с ее помощью можно установить и внутренние. Для этого захватывают наконечником рулетки край изделия и совмещают прямой угол рулетки с противоположным углом заготовки, при этом надо не забыть учесть размер корпуса рулетки (рис. 26).

Рис. 26. Метод измерения внутренних размеров с помощью рулетки

Необходимо уметь пользоваться и рейсмусом (рис. 27). Чтобы прочертить линию, параллельную кромке заготовки, прижимают колодку инструмента к краю доски и начинают двигать его в направлении от себя. При этом следят за тем, чтобы игла только слегка прочерчивала линию (если на нее нажимать сильно, она будет рвать волокна древесины и проводить неровную бороздку).

Рис. 27. Выполнение параллельных линий с помощью рейсмуса

По мере приобретения навыка работы с древесиной арсенал необходимых инструментов расширяется за счет надфилей, напильников, электроинструмента.

Режущий инструмент

Мастер в своей работе обязательно применяет различный режущий инструмент – всевозможные пилы и ножовки. Было установлено, что применение пилы насчитывает примерно 4000 лет. На протяжении этого периода данный инструмент совершенствовался как в плане использующихся для него материалов, так и относительно возможных вариантов пиления. Например, есть пилы, работающие при движении на себя или от себя. Но в целом принцип использования инструмента один и тот же, поскольку пила – это металлическое полотно (лента), на одной стороне которого нарезаны зубья (рис. 28) (она называется зубчатым венцом, противоположная ей – спинкой, а боковые – щечками).

В зависимости от того, для какого пиления предназначается инструмент, форма зубьев может быть различной (рис. 29).

Рис. 28. Элементы пилы (h – высота зуба; t – расстояние между смежными зубьями): 1 – полотно; 2 – линия основания зубьев; 3 – вершина зуба; 4 – пазуха; 5 – передняя кромка; 6 – передняя грань; 7 – боковые режущие кромки

Рис. 29. Углы зубьев пил: а – для продольного пиления б – для смешанного пиления; в – для поперечного пиления

Рис. 30. Ножовки: а – широкая; б – узкая; в – измеритель; г – с обушком; д – наградка

Ручные столярные пилы (рис. 30, 31) различаются по своей конструкции и делятся на:

1) лучковые;

2) ножовки;

3) наградки.

Рис. 31. Лучковая пила: 1 – пильное полотно; 2 – стойки; 3 – тетива; 4 – закрутка; 5 – распорка; 6 – ручка

Для выполнения ажурных изделий применяют лобзики. Кроме того, специалисты часто используют плоские стамески (полукруглые варианты применяются редко), которыми выдалбливают отверстия и зачищают шиповые соединения, плоские поверхности, а для вспомогательных работ (стесывания ребер, грубой обработки столярных изделий и т. п.) более всего подходят топоры.

Строгальный инструмент

Для чистовой обработки древесины предназначены строгальные инструменты (рис. 32), которые применяют для придания заготовке необходимых размеров и доведения ее поверхности до идеальной гладкости. Прежде всего нужно упомянуть:

1) шерхебели для черновой обработки, при которой снимается слой древесины толщиной 5–8 мм;

2) одинарные рубанки для выравнивания плоскостей;

3) двойные рубанки для зачистки плоских поверхностей и готовых деталей;

4) шлифтики для чистовой обработки (они снимают очень тонкую стружку и делают поверхность заготовки более чистой);

5) фуганки и полуфуганки для обработки плоских поверхностей после рубанка;

6) цинубели для подготовки поверхности к склеиванию.

Рис. 32. Некоторые строгальные инструменты: а – шерхебель; б – рубанок; в – шлифтик; г – фуганок; д – полуфуганок

Существуют рубанки, специально предназначенные для фасонного строгания (рис. 33):

1) зензубель – для выполнения широких канавок и уступов;

2) отборник – служит для выбирания четвертей и фальцев;

3) шпунтубель – для выполнения узких канавок;

4) горбач – для обработки выпуклых и вогнутых поверхностей;

5) калевка – для изготовления фасонных деталей (карнизов и пр.) и др.

Рис. 33. Инструмент для фасонного строгания: 1 – зензубель; 2 – отборник; 3 – шпунтубель; 4 – горбач; 5 – калевка

Для правильного выбора сверла необходимо учитывать вид древесины или древесного материала, направление сверления по отношению к древесным волокнам, диаметр и глубину отверстия.

После обработки рубанком получается гладкая поверхность, но этого можно добиться и стругами (рис. 34), которые так же чисто отделывают плоскости.

Их использование требует определенного навыкало, научившись этому, многие столярные работы можно выполнять легко и быстро. На рисунке изображены стандартные струги, но есть и специальные, например радиальные, полукруглые, фасочные или комбинированные.

Рис. 34. Стандартные струги

Для работ с древесиной предназначены также скобели (рис. 35), которыми можно быстро снять с заготовки лишние слои, поскольку они представляют собой прямое или изогнутое лезвие с односторонним скосом заточки (существуют немецкий, английский и шведский варианты). Даже если не придется воспользоваться ими, иметь представление об этом универсальном инструменте должен каждый мастер.

Рис. 35. Различные модели скобелей

Сверлильный инструмент

Поскольку при изготовлении мебели и в процессе строительных работ часто приходится выполнять отверстия, у мастера обязательно должен быть сверлильный инструмент, в частности различные сверла, коловорот, ручная дрель (рис. 36).

Рис. 36. Сверлильный инструмент: а – сверла: 1 – центровая перка; 2 – винтовые; 3 – спиральное; 4 – шиловое; 5 – зенковка; б – коловорот; в – ручная дрель

Помимо основных инструментов, без которых немыслима столярная и плотничная работа, потребуются молотки (для настройки рубанков и забивания гвоздей), киянки (для выдалбливания отверстий), клещи, которыми можно вытащить гвоздь, кусачки для перекусывания проволоки, всевозможные отвертки для закручивания шурупов, рашпили и напильники для черновой и чистовой обработки заготовки, притирочный молоток, незаменимый при фанеровании, а также шпатели и кисти. Некоторые из них представлены на рис. 37.

Рис. 37. Вспомогательные инструменты столяра: а – киянки; б – молотки; в – кусачки; г – клещи; д – рашпиль; е – напильники

Другие инструменты и приспособления

Мастеру, особенно столяру при изготовлении мебели, непременно понадобятся различные зажимные приспособления – струбцины (рис. 38), которые бывают:

1) реечными, которыми можно зафиксировать каркасные, рамные и другие соединения и оставить до высыхания клея;

2) угловыми, удерживающими угловые торцевые соединения до полного застывания клея;

3) малыми (струбцины-скобы, глубокие, краевые, муфтовые, быстродействующие), среди которых универсальной является струбцина-скоба.

Рис. 38. Разновидности струбцин: а – реечная; б – угловая; в – струбцина-скоба

Кроме того, для работы с деревом используются:

1) правильный брусок, представляющий собой деревянный брусок (100 × 2 × 3 см) или профиль, выполненный из алюминия, длиной 100 см;

2) уровень – инструмент для проверки горизонтальности поверхности в виде деревянного бруска (длиной от 30 до 100 см) со вставленной в него дугообразной стеклянной трубочкой, наполненной спиртом с пузырьком воздуха;

3) циркуль;

4) шило для проделывания отверстий под шурупы и нанесения рисок, выполняемых при разметке деревянной детали;

5) бурав – металлический штырь со сверлом на одном конце, который предназначен для выполнения глубоких отверстий в дереве;

6) долото, с помощью которого выбирают гнезда, пазы и другие отверстия;

7) молоток-гвоздодер;

8) киянка – деревянный молоток, используемый при работе с долотом или стамеской;

9) ножи-косячки с двусторонней заточкой лезвий, которые вставлены в деревянную ручку;

10) стамески – долбежный инструмент, который имеет такое же применение, что и долото. Они бывают плоскими, полукруглыми, широкими и узкими;

11) плотницкий топор весом 1–1,5 кг для рубки и тески древесины.

Электроинструмент

Если несколько десятков лет назад мечтой каждого столяра или плотника были дисковая пила, электроножовка и ручная шлифовальная машина, теперь даже обычную домашнюю мастерскую невозможно представить без разнообразного электроинструмента, который отличается рядом положительных качеств.

Например, он имеет легкий электроизолированный корпус, отличается высокой мощностью, эффективностью и удобством в эксплуатации.

Электроинструмент бывает любительским и профессиональным. Последний рассчитан на ежедневную многочасовую работу, отличается функциональностью, эргономичностью, наличием различных приспособлений.

Назовем некоторые электроинструменты, которые сделают работу легкой: электродрель, электролобзик, дисковая пила, электрорубанок, шуруповерт, ручная фрезеровальная машина, шлифовальная машина (рис. 39).

Рис. 39. Электроинструменты: а – электродрель; б – электролобзик; в – дисковая пила; г – шлифовальная машина; д – шуруповерт; е – фрезеровальная машина

Кратко охарактеризуем электроинструмент и отметим, на что следует обращать внимание при его покупке.

1. Дисковые электропилы различаются по глубине пропила, который они обеспечивают. Для обсуждаемых работ вполне достаточно инструмента с глубиной пропила 65 мм (с меньшей может оказаться недостаточным, с большей – довольно тяжелым).

Понятно, что предпочтительно приобретать дорогой инструмент, например швейцарский (он настолько хорош, что, если вы планируете заняться, например, лестницами профессионально, расходы на его приобретение очень быстро окупятся). При покупке обратите внимание на некоторые моменты:

1) шарнирные детали подвески (и передней, и задней) должны быть литыми;

2) литой должна быть рейка глубины;

3) хорошо, если на инструменте установлена литая опорная плита;

4) желательно, чтобы у инструмента был электротормоз (это, несомненно, отразится на его цене);

5) в комплект должны входить параллельная направляющая, расклинивающее устройство, ключи, пильный диск (не стальной, а обязательно твердосплавный).

2. Современные электродрели – инструмент универсальный. Они оснащены реверсом, ограничителем пускового тока, двухскоростным режимом, имеют устройство для плавного изменения оборотов и переключатель простого и ударного сверления. Как правило, их мощность варьируется от 300 до 1400 Вт (этот параметр определяет максимальный диаметр сверла, которое можно будет использовать). При работе с древесиной твердых пород для отверстий глубиной 10, 20 и 30 мм достаточно дрели мощностью 300, 600, 1000 Вт соответственно.

В комплект дрели входит патрон (самозажимной, который установлен на импортном инструменте, очень удобен). Желательно иметь три дрели (под сверла 8, 10 и 30 мм), чтобы не менять сверла при разных видах работ. Например, при изготовлении и монтаже лестницы понадобятся разные сверла, поэтому необходимо иметь наборы. Из современных комплектующих стоит отметить спиральные сверла с двойной кромкой или центрирующим лезвием (как и фирменные сверла, они тоже стоят дорого).

3. Торцово-усочная пила – инструмент незаменимый, способный выдерживать углы распила заготовки в двух плоскостях с идеальной точностью (с этой целью применяют стусло). При покупке выбирайте инструмент, который может распиливать деталь не менее чем на 90 % – с диаметром диска 255 мм, мощностью 1,5–2 кВт. Это позволит распиливать столбы сечением 100 × 100 мм и тем более другие мелкие детали. Из последних новинок для пилы – лазерный прицел места распила.

4. Ленточная шлифовальная машина (на профессиональном жаргоне – «танк») должна:

1) быть профессиональной, на подшипниках и в алюминиевом корпусе;

2) иметь переходник к пылесосу, мешки для сбора пыли.

Наиболее удобны в столярных работах машины с шириной ленты 75 мм и мощностью 600–700 Вт.

Ленты для них по своему качеству различны. Для древесины пригодны ленты красного цвета (голубые – для металла, черные – для керамики, белые – для краски). Ленты имеют разную зернистость, поэтому для работы потребуются с зерном 60, 80, 100.

5. Эксцентриковая шлифовальная машина (за практически бесшумную работу и безотказность ее называют «пчелка») универсальна. Если вы окажетесь перед альтернативой выбора между ней и «танком», выберите ее, хотя по производительности она несколько уступает последнему. Покупайте только профессиональный инструмент, если предполагаются объемные шлифовальные работы. К «пчелке» необходимо иметь шлифкруги с зерном 80, 100, 120, 160, 180, 200 и шлифтарелку.

6. Ручная фрезерная машина в плотничном и столярном деле просто незаменима. Достаточно сказать, что, например, на пазы под ступени в лестничных тетивах тратят минимум времени, особенно если вспомнить, сколько его уходило при использовании стамесок, а про усилия и говорить не приходится – насколько легко фрезер работает. Выбирать следует исключительно профессиональный инструмент солидного производителя; мощностью не менее 1600 Вт (необходимый профиль вы получите за один проход), поскольку обработка древесины твердых пород – дело непростое; весом не более 5 кг, чтобы руки не уставали; с большим набором регулировок (бокового упора, глубины, оборотов) и фиксацией шпинделя (так удобнее менять фрезы).

При покупке обратите внимание, хорошо ли фиксируется стол (его подошва и боковой упор должны быть с пластиковым покрытием). У мощных фрезеров цанги диаметром 12 мм, в комплекте идут переходники на 6 и 8 мм.

7. В зависимости от того, с каким инструментом мастер привык иметь дело, электролобзик можно отнести и к основной группе, и к вспомогательной. Кому-то удобнее работать с циркулярной пилой, а кто-то успешно обрабатывает криволинейные заготовки, выпиливает криволинейные детали электролобзиком. При покупке предпочтение следует отдать мощному инструменту с большой глубиной выполняемого пропила.

8. Шуруповерт (работает и от сети, и от аккумуляторов) существенно облегчает работу. Инструмент оснащается битами под головки саморезов, причем сначала покупают саморезы, а потом биты к ним.

9. Для сверления кирпичных и бетонных стен следует пользоваться перфоратором, а для удаления концов арматуры с бетонных ступеней – углошлифовальной машинкой («болгаркой»).

10. Во время работы необходимо обеспечить достаточное освещение, поэтому мощные электролампочки просто необходимы, как и несколько удлинителей.

Любительский электроинструмент бывает менее мощным, имеет меньший ресурс, более низкую производительность и соответственно стоит дешевле.

11. Промышленный пылесос с тканевым фильтром (сменные бумажные мешки – это слишком дорогое удовольствие) значительно облегчит жизнь, по крайней мере сделает рабочее место чище.

12. Электрорубанок применяется при изготовлении лестниц только самых простых конструкций из сосны, тем более что твердую древесину он не берет.

13. От измерительного инструмента полностью зависит точность всех промеров и разметки. Покупая рулетки, обязательно проверьте их точность, поскольку нередко отклонения составляют 5 мм на каждые 5 м длины.

14. Водяной уровень требуется редко, но он отличается точностью, да и стоит недорого. Лазерный уровень выше всяких похвал, но за него придется заплатить немало, что оправданно, если столярное дело станет профессией (такой инструмент действует как эффективная реклама).

В заключение обзора ручных и электрических инструментов расскажем о нескольких несложных требованиях, соблюдение которых существенно облегчит дело.

1. Весь инструмент должен лежать в определенном порядке, чтобы им было легко пользоваться, не тратя время на поиски того, что вам нужно в данный момент. Рабочее место столяра – верстак, поэтому именно на нем нужно так разложить инструмент, чтобы он всегда был под рукой. В инструментальном лотке с ручками, направленными в сторону задних тисков, должны находиться стамески, долота и напильники, причем не вперемешку, а по отдельности. Рубанок должен лежать на боку, верхней своей частью к столяру. Надо следить за тем, чтобы его режущая часть не контактировала с металлическими предметами, иначе лезвие быстро затупится. Для инструмента к верстаку желательно прикрепить рейку с гнездами (рис. 40), по которым можно разложить все, оставив в лотке только карандаш, линейку и молоток. Кроме того, для инструмента необходимо предусмотреть полки (открытые и закрытые), стеллажи, шкафы и т. п.

Рис. 40. Рейка с гнездами для инструментов

2. На верстаке не должно быть материала, который не используется в конкретной работе, чтобы не создавать неразбериху, которая только отнимает время. Доски и бруски нужно разложить по сортам, размерам и т. д.

3. По окончании работы инструменты должны быть убраны в соответствующие места, а верстак – очищен от отходов, стружки и пр. Заметим, что, если в процессе изготовления мебели или какого-либо другого предмета на верстаке собираются опилки, стружки и т. п., не следует дожидаться окончания работы, нужно убирать мусор по мере его накопления.

Таким образом, не боясь показаться банальными, скажем, что качество работ самым непосредственным образом зависит от качества используемою инструмента, особенно измерительного, который необходимо правильно не только хранить, но и эксплуатировать. В результате нарушения этих требований снижается точность измерений, что приводит к дополнительным работам типа подгонки, устранения дефектов и прочего, а это влечет за собой неэффективную трату времени.

Техника безопасности

Ручными столярными и плотничными инструментами надо уметь владеть, но в том случае, когда нужно не только хорошо, но и быстро выполнить работу, необходимо воспользоваться электрическим инструментом, который в 5–10 раз производительнее. Но перед этим следует внимательно изучить инструкцию, попробовать его в деле на малоценной древесине или простой детали. Соблюдение техники безопасности при этом – требование категорическое и обязательное к исполнению.

Профессиональный электроинструмент, как правило, предназначается для конкретного типа работ, любительский более универсален.

Применяя инструмент, нужно соблюдать простые правила, чтобы не создавать травмоопасную ситуацию:

1. Нельзя держать руки перед инструментом. При работе с топором держите деталь так, чтобы удары им всегда наносились ниже кисти.

2. Работать можно только острым инструментом.

3. Обрабатываемая заготовка должна быть прочно закреплена. Используйте для этого тиски, струбцины и гребенки. Это позволит держать инструмент обеими руками.

4. Составляющие детали инструмента должны быть подогнаны друг к другу, не иметь выбоин, трещин, сколов и пр. Кроме того, стамески, напильники и долота должны снабжаться предохранительными кольцами.

5. Перед применением того или иного электроинструмента надо проверить исправность провода и проводки.

6. Предварительно электроинструмент нужно протестировать на холостом ходу.

7. При заточке ножей и сверлении нужно надевать защитные очки.

8. Электрорубанок и электропила требуют использования специальных толкателей.

9. В процессе применения электроинструмента необходимо:

1) исключить сближение зубьев пил, лезвия рубанка с руками;

2) не допускать встречного движения рук и инструмента во время выполнения того или иного вида работ;

3) беречь электропровод и не допускать его перегибания; помнить о выбеге двигателя (когда кнопка выключения инструмента уже нажата, но он еще некоторое время продолжает вращаться);

4) не использовать инструмент с затупленными дисками (ножами и др.), чтобы не испортить двигатель;

5) хранить электроинструмент в теплом и сухом помещении.

10. При возникновении сбоя в работе того или иного инструмента его следует остановить, отключить от сети и только затем осмотреть.

11. Важно иметь удобную одежду, края которой не свешиваются. Волосы должны быть убраны под головной убор.

ЗАТОЧКА И УСТАНОВКА РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Инструмент столяра и плотника должен быть подготовлен к работе, то есть грамотно заточен и правильно установлен.

Для заточки режущего инструмента используют напильники, шлифовальные круги и оселки.

Для качественного пропила зубья пилы должны быть косо заточенными, что позволяет сначала перерезать слои древесины с боков пропила, потом удалить опилки. Поскольку древесина – плотный материал, в процессе эксплуатации зубья пилы затупляются, в связи с чем приходится затачивать их напильником. Такая работа требует навыка, так как при заточке нельзя нарушить профиль и высоту зубьев. Чтобы этого не случилось, за каждый проход напильника надо снимать слой металла одинаковой толщины. Зубья могут иметь прямую и косую заточку. В зависимости от этого металл снимают одновременно с передней и задней поверхностей (в первом случае) или только со скошенной поверхности (во втором случае).

Для заточки пил применяют треугольные и ромбические напильники. Но одним напильником невозможно довести поверхность зубьев до идеального состояния, поскольку после него могут оставаться заусенцы и шероховатости. А это не только снижает их остроту, но и приводит к тому, что пила быстро затупляется и выходит из строя. Поэтому после напильника поверхность зубьев нужно дополнительно обработать надфилем и мокрым оселком.

При заточке пилу нужно зажать в слесарных тисках (не забывая о деревянной прокладке, чтобы не деформировать инструмент), после чего провести по зубьям напильником, причем с нажимом его следует перемещать только в одном направлении – при движении вперед, а в обратном направлении – свободно. Необходимо следить за тем, чтобы высота зубьев сохранялась одинаковой, поскольку от этого зависит не только качество пиления, но и износостойкость инструмента (на выступающие зубья будет приходиться большая нагрузка). Для недопущения подобного вершины зубьев прифуговывают (выравнивают) оселком или напильником, причем в первом случае это делают после заточки, во втором – перед ней.

Качество пиления зависит и от развода зубьев. Если он осуществлен правильно, трение в процессе работы уменьшается, а полотно не зажимается в пропиле. Благодаря разводу ширина пропила будет больше толщины полотна, а это значит, что оно не будет нагреваться и расширяться. В связи с этим зубья нужно через один разводить на одинаковую величину (0,2–0,3 мм), для чего применяется универсальная разводка или разводка с упорами (рис. 41).

Рис. 41. Инструменты для разводки ручных пил: а – разводка с упорами; б – универсальная разводка

Отгиб обязательно должен быть одинаковым, иначе на боковые поверхности пропила будут наноситься слишком глубокие риски, что ухудшит качество заготовки. Кроме того, он должен находиться на одном и том же расстоянии от вершины или впадины зуба. В подготовке к работе нуждаются и строгальные ножи. Она состоит из таких операций, как заточка, шлифование и правка с доводкой. Для заточки применяют ручные и электрические точила.

Для шлифовки строгальных ножей используют среднезернистый оселок, по которому водят нож, совершая дугообразные или прямолинейные движения и следя за тем, чтобы не образовались заусенцы или какие-либо другие дефекты. Чтобы фаска не стала горбатой, а ее ширина – неодинаковой по длине лезвия, угол наклона ножа необходимо сохранять неизменным.

Рабочая часть того или иного режущего инструмента должна быть изготовлена из стали твердостью не менее 45–60 HRC. Более мягкая быстро сминается, а более твердая тупится.

В конце нож правят и доводят на точильном камне. Чтобы лезвие не нагревалось, оселок смачивают водой или маслом (это же необходимо и при шлифовании).

Помимо заточки, строгальный нож надо правильно установить в колодку рубанка. При этом лезвие должно выступать из подошвы и быть ей параллельным. Соблюдение этого требования очень важно, поскольку в противном случае стружка по длине лезвия будет иметь разную толщину.

Глава 4 Технология деревообработки

Древесина – материал, который достаточно легко поддается той или иной обработке, по качеству которой можно судить о профессионализме мастера.

СТОЛЯРНЫЕ И ПЛОТНИЧНЫЕ РАБОТЫ

Необходимо уметь в совершенстве выполнять различные операции, связанные с обработкой древесины, начиная с разметки, рубки и соединения материала и заканчивая финишной отделкой. Рассмотрим их по порядку.

Фиксация бревна

Обрабатываемое бревно должно быть прочно зафиксировано (рис. 42), для чего применяют обратные скобы.

Рис. 42. Способы фиксации бревна: 1 – подкладка; 2 – обратная скоба; 3 – клин; 4 – бревно

Разметка

Разметка состоит в том, чтобы нанести на заготовку, предназначенную для той или иной детали, контуры, в соответствии с которыми будет вестись обработка. Об инструменте для этого речь шла выше. Поэтому в качестве дополнения скажем только, что разметку нужно наносить твердым карандашом (2Т или 4Т). Для обозначения контуров криволинейных деталей применяют шаблоны, при этом помня, что они не предусматривают никаких припусков и точно совпадают с окончательными размерами детали. Разметка осуществляется в определенном порядке: сначала наносят поперечные риски, потом долевые и наклонные, а затем окружности и различные закругления.

Нанесению рисок предшествует разбивка, при которой по масштабной линейке точками либо штрихами расставляют метки. При этом опираются на положение, которое называется правилом кратчайших путей и предусматривает получение необходимого (заложенного в чертеже) размера при наименьшем количестве промежуточных размеров, то есть определяется измерительная база (ею может служить кромка или риска), от которой стараются вести все измерения.

Для нанесения поперечных рисок используют угольник, долевые выполняют рейсмусом, а наклонные – ерунком, малкой, масштабной линейкой или шаблоном.

Нет нужды говорить о том, что разметка должна быть максимально точной и приближенной к чертежу (допуск не должен превышать 0,5 мм), поскольку значительные отклонения приведут к искажению детали со всеми вытекающими из этого проблемами.

Необходимо уметь размечать брус квадратного и прямоугольного сечения (рис. 43).

Рис. 43. Выполнение разметки бруса: а – квадратного сечения; б – прямоугольного сечения

Чтобы разметить брус квадратного сечения, бревно фиксируют, на торцах, определив центр, выполняют окружности, после чего проводят вертикальные и горизонтальные диаметры. Точки пересечения с окружностью соединяют. Полученные линии и будут сторонами бруса. В этих точках прикрепляют шнур, покрытый мелом, и отбивают нитки.

Для разметки прямоугольного бруса на противоположных торцах находят центры, радиусом вершинного торца проводят окружности, через центры которых чертят вертикальные линии диаметров и делят их на 3 равные части. Из этих точек до пересечения с окружностью под углом в 90° проводят линии в обе стороны. Полученные точки и точки вертикального диаметра соединяют. Сечение прямоугольного бруса в этом случае будет выгодным (это значит, что расход древесины будет наименьшим), если его стороны будут соотноситься как 5:7.

Для разметки древесины разработано много разных приспособлений, начиная от обычных линеек и заканчивая лазерными рулетками.

Рубка и соединение материала

Чтобы перерубить (рис. 44) закрепленное бревно, намечают соответствующую линию, по которой наносят удары топором. При этом его сначала держат под углом 90°, а потом – 45°. Бревно перерубают только наполовину, потом его переворачивают и завершают работу.

Рис. 44. Перерубание бревна

При сопряжении бревен (брусков) их необходимо правильно соединить, для чего выполняют врубку вполдерева (рис. 45).

Рис. 45. Выполнение врубки вполдерева: а – намеченное место; б – засечки; в – выборка древесины; г – врубка

Для этого бревно закрепляют, намечают место врубки и наносят вертикальные удары топором по намеченной линии, после чего выбирают древесину.

Тесание древесины

Бревно нужно уметь отесывать на 1, 2 или 4 канта (рис. 46).

Чтобы отесать бревно, его размечают, для чего на закрепленном бревне выполняют пробивку по центру, боковых осей и ниток. Для этого натягивают шнур, предварительно натертый мелом, немного оттягивают на себя и резко отпускают. Ударяясь о бревно, он оставляет меловой след – нитку. По ней и отесывают бревно, постепенно перемещаясь от вершины к комлю (именно в таком направлении – во избежание задиров). Поскольку постепенно слой снимаемой древесины увеличивается и затрудняет работу, через 40–50 см его надрубают на глубину стесывания. Сначала осуществляют грубую отеску, потом поверхность зачищают легкими ударами топора. Закончив один кант, переходят к следующему. В процессе работы надо стоять, расставив ноги, а вогнав топор, нажатием на его рукоятку отгибать щепу.

Рис. 46. Отеска бревна на 2 канта: а – фиксация бревна; б – пробивка по центру оси; в – пробивка боковых осей; г – пробивка ниток; д – выполнение засечек; е – начало отески: 1 – пробитая линия; 2 – засечки; ж – зачистка; з – конец отески

Если требуется отесать бревно на 4 канта, после отесывания двух противоположных кантов его переворачивают, закрепляют и повторяют ту же последовательность действий.

Выборка четвертей и пазов

Нередко бывает нужно выбрать в бревне или бруске четверть (рис. 47).

Четверть выбирают при изготовлении, например, оконных и дверных блоков. В бревне это делают так: его фиксируют, на торцах находят центры, радиусом малого торца чертят окружности, с помощью отвеса и угольника проводят вертикальный и горизонтальный диаметры, перпендикулярность которых проверяют отвесом и угольником. Далее их делят на 3 равные части. Через точки деления параллельно диаметрам прокладывают линии. Угол, образующийся между перпендикулярами и соприкасающийся с поверхностью бревна, и составляет четверть. После этого по меткам туго натянутым шнуром, покрытым мелом, отбивают нитки, между которыми делают насечки и выбирают древесину (это можно сделать и стамеской).

Рис. 47. Выполнение выборки четверти: а, б – разметка; в – выбранная четверть

Выборка прямоугольного паза (рис. 48) – тоже довольно часто встречающийся вид плотницких работ.

Рис. 48. Выполнение выборки прямоугольного паза: а – разметка; б – выборка; в – готовый паз

Как обычно, бревно фиксируют, на торцах сначала проводят окружности радиусом малого диаметра, потом вертикальный и горизонтальный диаметр, контролируя их отвесом и угольником. Ширина паза чаще всего составляет шестую часть диаметра окружности, а глубина – четверть. После того как на торцах будут отмерены глубина и ширина выборки, ставят метки, к которым прикрепляют шнур и отбивают с его помощью нитки. Затем по ним топором делают насечки поперек волокон и скалывают древесину. В заключение паз зачищают стамеской.

Обрабатывать бревно намного легче, удобнее и безопаснее, если оно надежно закреплено. Для этого используют, например, обратные скобы, хотя имеются и другие способы фиксации.

При изготовлении сруба может понадобиться выбрать овальный паз (рис. 49).

Рис. 49. Выполнение выборки овального паза: а – лекало; б – отбивка ниток; в – насечки; г – паз; 1 – лекало; 2 – бревно

Ширина паза определяется в зависимости от климатических условий. Так, например, при температуре – 30 °C она составляет 150 мм, при – 40 °C – 160–170 мм, при – 50 °C – 180–200 мм. Паз должен быть одинаковым по всей длине. Чтобы добиться этого, предварительно по малому торцевому диаметру изготавливают шаблон из доски или фанеры, затем на него по диаметру наносят деления. Деление 2 соответствует 50 мм, 5–75 мм и т. д.

На закрепленном бревне на торцах, контролируя действия отвесом, отмечают вертикальные диаметры. К ним прикладывают лекало таким образом, чтобы вертикальные линии совместились, затем наносят метки, на которых прикрепляют покрытый мелом шнур, и отбивают нитки. Между ними выполняют насечки по ширине паза, после чего выбирают паз, регулярно проверяя его форму, для чего прикладывают лекало.

Пиление

Завершив разметку, приступают к пилению, которое можно осуществлять как вдоль, так и поперек волокон. Для этого применяются пилы и ножовки. Лучковые пилы могут иметь широкое (45–55 мм) и узкое (5–6 мм) полотно. Первые используются для поперечного и продольного пиления древесины, что требуется при раскрое детали, выполнении шипов, проушин и пр. Вторые (они также называются выкружными) предназначены для выпиливания криволинейных заготовок. С этой же целью применяют узкие ножовки. Широкими ножовками удобно пилить плиты и доски поперек волокон. Пазы выполняют наградками.

Овладеть приемами пиления довольно просто. Для продольного пиления закрепляют доску горизонтально (или вертикально) на верстаке струбциной, при этом та часть, которая будет отпилена, должна свешиваться с него (такой же способ используют для выполнения криволинейных заготовок). При поперечном пилении доску кладут на верстак горизонтально и пилят, удерживая ее свободной рукой.

При необходимости запилить заготовку под прямым углом (при торцевании брусков) или «на ус» (под углом в 45°) можно использовать стусло – специальный распиловочный ящик (рис. 50).

Рис. 50. Стусло

Чтобы работа была более производительной, не следует распиливать каждую доску по отдельности. Рациональнее использовать пакетный метод, при котором обрабатывается сразу целая пачка заготовок.

Для того чтобы работа не была сопряжена с большими трудностями, необходимо правильно ее выполнять:

1. Прежде всего нужно уметь держать инструмент. Например, при использовании ножовки указательный палец следует вытягивать в направлении конца полотна.

2. Первые движения при пилении должны быть короткими и возвратно-поступательными. Инструмент располагайте вплотную к разметочной линии со стороны отхода, направляя его суставом большого пальца другой руки.

3. Как только пропил будет достаточно глубоким, совершайте равномерные плавные движения, задействуя полотно на всю его длину и не допуская при этом рывков.

4. Чтобы полотно не зажималось пропилом, последний нужно фиксировать небольшим клином.

5. По окончании распиловки оставшуюся часть доски придерживайте свободной рукой.

6. Надо уметь правильно не только начинать пиление, но и заканчивать его, не допуская раскалывания древесины. Для этого нужно или развернуться к пропилу и выполнить движения навстречу ему, или перевернуть инструмент, направив его от себя и продолжая двигаться по тому же пропилу.

По окончании работы пилу помещают в пластиковый футляр, чтобы не повредить зубья. Если предполагается длительное хранение инструмента, его нужно смазать промасленной ветошью.

Для получения ровного спила в процессе работы необходимо равномерно нажимать на инструмент. Производить нажим со значительной силой не рекомендуется.

Для выполнения продольной распиловки материал фиксируют к верстаку струбцинами и выполняют разметку, то есть наносят метки или линии.

Прежде чем начать работу, около метки делают запил глубиной 5–10 мм (чтобы пила не соскользнула) и начинают пиление. Если пользуются ручным инструментом, то придерживаются следующих правил:

1) одной рукой держат пилу, а другой – доску, брусок и пр.;

2) начерченная линия должна оставаться слева от пилы, пока не завершится распиливание;

3) пазы под шпунты в широких деталях пропиливают наградкой (это разновидность ножовки);

4) для кривых линий предназначены выкружные пилы;

5) при необходимости распилить материал под каким-либо углом применяют стусло – лоток, изготовленный из трех досок толщиной 25–30 мм, в боковых стенках которого под разными углами проделаны пропилы.

При пилении электрической дисковой пилой ее диск может занимать по отношению к заготовке как верхнее (деревянную деталь фиксируют на рабочей доске верстака, а пилу перемещают по заготовке), так и нижнее положение (инструмент закрепляют на верстаке, а затем двигают заготовку к нему) (рис. 51).

Скорость подачи материала следует устанавливать приблизительно. При этом она не должна быть слишком большой, так как тогда количество оборотов диска уменьшается, а двигатель пилы не сможет функционировать на полных оборотах холостого хода.

Дисковые пилы перерезают волокна древесины, поэтому не исключено образование задиров. Чтобы избежать такого дефекта, который может испортить лицевую сторону заготовки, при распиливании деталь кладут ею вниз.

Рис. 51. Пиление дисковой электропилой, закрепленной: а – в нижнем положении; б – в верхнем положении

Определенные правила имеются и при использовании электроинструмента:

1. Предварительно проверяют заготовку на наличие гвоздей или сучков, так как первые могут затупить инструмент, а вторые – «выстрелить» из-под диска.

2. Заготовка должна быть надежно закрепленной на верстаке или козлах.

3. При работе электропилой нужно следить за тем, чтобы не было перекосов диска относительно детали. В противном случае электродвигатель может остановиться. Если все-таки диск заело, надо подать диск или заготовку в обратную сторону и, замедлив скорость подачи заготовки, закончить распиловку.

4. Заменять диск можно только после извлечения вилки из розетки (нельзя использовать тупые либо имеющие какой-либо дефект диски).

5. Если диск работает с трудом, его надо просто заменить, поскольку он затупился, но не следует усиливать нажим на него.

6. Чтобы не повредить инструмент, нельзя останавливать работающий диск, нажимая на его боковую сторону

Электролобзик позволяет выполнять криво– и прямолинейное распиливание под углом в 45 и 90° к плоскости заготовки. Для этого ее нужно зафиксировать и двигаться по разметке (рис. 52).

Рис. 52. Пиление электролобзиком

Чтобы выпилить внутренний замкнутый контур, проделывают отверстие, сквозь которое пропускают пилку (минимальный радиус окружности равен 15 мм). При работе с электролобзиком следует помнить о следующих моментах:

1. Чтобы он нормально функционировал, на пилку нельзя нажимать, поскольку в результате этого она перегреется, а скорость пиления при этом только упадет.

2. Пока двигатель электролобзика не остановился, пилку нельзя извлекать из пропила.

3. Шнур обязательно должен располагаться позади корпуса инструмента.

4. Пилки должны быть острыми, так как в противном случае двигателю приходится затрачивать больше энергии.

5. Не рекомендуется держать заготовку рукой недалеко от линии пиления.

6. Перед окончанием прохода снижайте нажим на инструмент, это позволит не допустить резкого ускорения на выходе из пропила.

7. Кладут инструмент только после того, как двигатель остановится.

Поверхность после пиления (независимо от того, осуществлялось оно ручным или электрическим инструментом) получается несколько шероховатой, поэтому нуждается в дополнительной обработке – строгании. Если пиление является конечным этапом, тогда необходимо минимизировать дефекты (например, зубья могут оставить глубокие риски), поэтому зубья пилы должны быть правильно разведены, о чем уже говорилось ранее.

Строгание производят после завершения распила деревянных заготовок и деталей для удаления образовавшихся рисок и заусенцев.

Строгание

Строгание представляет собой резание древесины ножом рубанка (фуганка). Благодаря этому заготовка, приобретая размеры согласно чертежу, превращается в деталь с гладкой поверхностью. Ручное строгание осуществляется рубанками, которые различаются по тому, как выходит стружка: в рубанках для плоского строгания – вверх через леток, в рубанках для профильной работы – из отверстия сбоку.

Чтобы обработка была качественной, необходимо правильно заточить нож рубанка. Его вместе с клином нужно выбить ударом киянки по торцу колодки (у фуганка – по пробке), заточить на наждачном круге, пока на передней грани не появятся заусенцы, после чего выправить с помощью оселка, совершая им равномерные круговые движения. Проверить правильность обработки можно с помощью угольника и линейки, а угол заточки – шаблоном (он должен составлять 35°, а угол правки – 25°).

Во время строгания ручным инструментом деталь фиксируют, в начале процесса левой рукой нажимают на носок колодки инструмента, правой прижимают его к поверхности обрабатываемой детали и подают вперед. А в конце, наоборот, носок слегка прижимают, а большее давление сосредоточивают на пятке колодки. В результате у детали не будет заваленных концов.

Прежде чем приступить к строганию, заготовку надо осмотреть, чтобы определить лицевую сторону и направление волокон. Это важно, так как обработка вдоль них снижает трудозатраты и дает качественную поверхность. При строгании против волокон они рвутся, что не только затрудняет строгание, но и не позволяет достичь высокого качества поверхности.

Заготовку фиксируют на верстаке, используя тиски и гребенки, после чего приступают к строганию, правильно распределяя нагрузку на инструмент (рис. 53).

Рис. 53. Строгание с нажимом на рубанок: а – в начале; б – в середине; в – в конце

По окончании работы заготовку проверяют с помощью угольника и поверочной линейки.

Для плоского строгания применяют и электрорубанки, которые могут регулировать толщину срезаемой древесины, причем предпочтительнее сделать несколько проходов, снимая тонкую стружку, чем удалять слой аналогичной толщины за 1 раз. Таким инструментом удобно пользоваться, если нужно быстро снять большой припуск или подрезать какую-либо поверхность.

Соблюдение определенных правил сделает работу электрорубанком не только эффективной, но и безопасной:

1. Перед работой проверяют крепление движущих деталей, остроту ножей и наличие гвоздей или шурупов в заготовке.

2. Электрорубанок, как и любой другой инструмент, требует соблюдения техники безопасности, поэтому нельзя держать пальцы на кромке подошвы – только на ручках.

3. Нужно своевременно заменять затупившиеся полотна, в противном случае возрастает риск отброса инструмента, если он наткнется на свилеватые волокна.

Вместо рубанков, фуганков, зензубелей, фальцгобелей и других разновидностей инструмента для строгания в настоящее время используется фрезер. При умелом обращении с ним обработка поверхности становится практически идеальной. Выпускается немало моделей фрезеров, но их конструкции схожи по основным параметрам:

– фреза размещается под кожухом двигателя;

– для удобства манипулирования имеются две ручки;

– двигатель может совершать движения вверх и вниз по двум стойкам, установленным на базовой плате.

Для компенсации веса двигателя предусмотрена возвратная пружина, благодаря которой фрезу можно погружать в заготовку или вынимать из нее, подняв над рамой, не дожидаясь, пока последняя прекратит контактировать с заготовкой.

Фрезеры выпускаются различной мощности. Для изготовления, например, мебели предпочтителен инструмент средней мощности (800–1200 Вт), тем более что для него производят множество приспособлений, копиров, шаблонов и пр.

Долблением называют операцию по обработке деревянных заготовок, в процессе которой посредством возвратно-поступательных движений в вертикальном направлении проделывают отверстия, канавки, углубления, пазы и пр.

Помимо соблюдения общих правил по технике безопасности, при работе с этим инструментом необходимо прикладывать небольшое усилие при подаче фрезера, непременно удерживать его обеими руками и поднимать фрезу, закончив какую-либо операцию или собираясь отключить его от сети.

Долбление

Необходимо уметь выполнять отверстия в деревянных деталях и заготовках. Для этого прибегают к долблению.

Глухие и сквозные отверстия при долблении выполняют долотами, а те поверхности, которые невозможно обработать рубанками, подрезают стамесками. Последний способ подходит, например, для зачистки углублений, криволинейных поверхностей и шипов, вырезания канавок, снятия фасок и пр. Инструменты для этого вида работы должны быть очень острыми и правильно заточенными (как ножи рубанка).

Чтобы сделать отверстие или гнездо, заготовку прочно фиксируют в тисках верстака. Если подобные отверстия должны быть на нескольких одинаковых деталях, их укладывают в ряд и зажимают струбцинами. Закончив разметку, от намеченной риски отступают на 1–2 мм и, установив долото, наносят по нему удары киянкой (рис. 54).

Рис. 54. Выполнение гнезда долотом

Таким образом, постепенно подрезая древесину, выдалбливают гнездо на две трети его глубины. После этого поворачивают заготовку и заканчивают гнездо с другой стороны. Если толщина первой стружки составляет 1–2 мм (благодаря более толстой стружке работа будет продвигаться быстрее, но качество гнезда тогда значительно ухудшится), то по мере приближения к концу работы ее можно увеличить (5–10 мм). Выдолбленное гнездо зачищают с помощью стамески, стараясь не превысить его глубину.

При выполнении сквозного отверстия работу ведут с обеих сторон детали.

Работая стамеской, углубления, пазы и гнезда подрезают (толщина стружки – 2–3 мм) и зачищают (толщина стружки – 0,5–1 мм), направляя инструмент вдоль или поперек волокон.

Перед тем как выполнить канавку, волокна надрезают по линейке, углубившись в древесину на 0,5–1 мм, после чего, наклоняя инструмент, прорезают необходимый элемент.

Чтобы снять фаску, режущую кромку стамески направляют под острым углом коси фаски, воспользовавшись стамеской со скошенной режущей кромкой. Толщина стружки за один проход должна составлять 3–5 мм.

Если требуется зачистить вогнутую или выпуклую поверхность, срезают стружку толщиной не более 2 мм, в противном случае деталь покроется неровностями.

При использовании стамески или долота необходимо работать уверенно, но при этом не нарушать технику безопасности, поскольку они являются остро заточенными. Использовать тупой инструмент не следует, поскольку придется прикладывать большее усилие, а также нельзя будет исключить того, что он сорвется. В первую очередь нельзя резать, держа заготовку на весу, упирая ее в грудь или положив на колени и направляя инструмент на себя. Необходимо следить за тем, чтобы пальцы свободной руки располагались позади лезвия.

Сверление

Для выполнения цилиндрических или конических отверстий применяется сверление, для которого предназначены спиральные сверла различного диаметра. Как в большинстве столярных и плотничных операций, сначала нужно выполнить разметку, для чего прокалывают центр шилом (оно не удаляет древесину, а раздвигает волокна).

При выполнении сквозных отверстий в толстой заготовке ее нужно просверлить с обеих сторон, что позволит добиться совпадения окружностей. Если особой точности не требуется или материал достаточно тонкий, тогда выполняют одностороннее сквозное отверстие. При работе дрелью (ручной или электрической) либо коловоротом запрещается с усилием давить на сверло, выполнять работу на коленях и направлять инструмент сверлом на себя. Кроме того, оно должно быть надежно зафиксировано в патроне.

Использование электродрели или шуруповерта позволяет значительно ускорить работу. При этом обязательно соблюдение правил техники безопасности. Например, запрещается работать с таким инструментом под дождем; необходимо вынимать вилку из розетки на время перерыва, прочно закреплять заготовку и держать его рукоятки чистыми и сухими.

Если дополнительно приобрести приспособление, называющееся вертикальной стойкой (рис. 55), электродрель можно превратить в портативный сверлильный станок. Очень хорошо, если есть возможность выбрать модель с массивной вертикальной штангой и мощной станиной. Это позволит прикрепить стойку к верстаку надежными болтами, а на нее установить тиски для заготовок или деталей.

Рис. 55. Сверлильный станок в миниатюре: 1 – станина; 2 – вертикальная штанга; 3 – зажим дрели; 4 – рычаг подачи; 5 – возвратная пружина

К сверлению прибегают и в том случае, если необходимо выполнить направляющие для гвоздей и шурупов, поскольку при вбивании или вкручивании крепеж может расколоть древесину Выполнение небольшого отверстия удалит часть материала и не даст испортить заготовку.

При сверлении отверстий под заготовку подкладывают кусок бросовой древесины, что позволит сделать выходное отверстие чистым.

Если необходимо сделать глухое отверстие, на дрель следует нажимать с небольшой силой. Кроме того, это поможет избежать образования дефектов (например, надколов)в заготовке.

Шлифование и циклевание

Перед отделкой деталь из мягкой древесины надо шлифовать, из твердой – циклевать. Для этого применяют циклю – стальную пластину толщиной 0,8–1,5 мм, длиной 100–150 мм и шириной до 70 мм. Она снимает очень тонкую стружку (0,04–0,08 мм). Предварительно ее нужно заточить на бруске и выправить с помощью оселка, после чего на ней не должно остаться заусенцев. Потом специальным стальным стержнем со скругленными углами, называемым наводкой, выполняют жало, которое должно быть очень тонким.

При циклевании инструмент перемещают вдоль волокон, строго в одну сторону, держа его перпендикулярно к заготовке (угол скоса не должен превышать 30°). Обрабатывать циклей торец не рекомендуется, так как ее лезвие с трудом перерезает волокна в этом направлении и быстро затупляется. Методика циклевания наглядно показана на рис. 56.

Рис. 56. Приемы циклевания

Шлифование вручную – дело трудоемкое, которое существенно облегчает электрический шлифовальный инструмент. Ленточная шлифовальная машина не только ускорит процесс, но и поможет очень качественно обработать поверхность. Для этого достаточно закрепить ее на верстаке и перемещать заготовку, держа ее обеими руками.

Если несколько деталей должны быть абсолютно одинаковыми, их следует обрабатывать одновременно, зафиксировав вместе.

В том случае, если обрабатываемая поверхность достаточно большая, инструмент надвигают на нее по направлению волокон. При шлифовании мелких деталей лучше положить машинку набок или рабочей стороной вверх.

Рациональнее сначала использовать электрический шлифовальный инструмент, а окончательную доводку поверхности изделия завершить вручную, поскольку на этом этапе используется тонкая наждачная бумага, которая снимает минимальный слой древесины. Чтобы оценить качество обработки, включают яркое боковое освещение, при котором даже малейшие дефекты станут явными.

Кроме того, есть некоторые нюансы, которые помогут добиться особой чистоты шлифования. Когда меняют наждачную бумагу на более мелкую, удаляют опилки от предшествующей обработки и протирают поверхность салфеткой, смоченной в уайт-спирите. Благодаря этому ликвидируют остатки опилок и абразива, которые могли бы в дальнейшем поцарапать деталь, снизив ее качество.

При шлифовании возможен разрыв волокон. Чтобы свести вероятность этого к минимуму, увлажняют поверхность салфеткой, приподнимая ворс, после чего дают детали просохнуть, а ворс удаляют абразивной колодкой, перемещая ее вдоль направления волокон. Шлифование продолжают до тех пор, пока деталь не станет абсолютно гладкой.

В столярном и плотничном деле невозможно обойтись без выполнения крепления отдельных деталей. Конечно, можно приобрести массив древесины, но, во-первых, стоить он будет недешево; во-вторых, часто просто невозможно обойтись без разделения предмета на отдельные детали; в-третьих, даже незначительная ошибка может привести к порче дорогого материала. Поэтому соединение элементов изделия – обычная практика, тем более что работать с деталями проще и легче. Главное – потом правильно осуществить соединение деталей в единое целое.

Различные способы соединения деталей должны быть выполнены максимально качественно. Следует избегать ошибок, в результате которых может разрушиться вся конструкция.

ПЛОТНИЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Теперь следует освоить наиболее часто встречающиеся столярные и плотничные соединения, поскольку без теоретических знаний и умения их выполнять практически невозможно изготовить самый простой предмет мебели, построить беседку или баню и др.

Как известно, постройки и конструкции, изготовленные из древесины, собирают из отдельных деталей и заготовок. Для того чтобы строение оказалось прочным и устойчивым, важно знать правила крепления, или соединения, элементов деревянного сооружения.

В плотницком деле соединения еще называют посадками. Дело в том, что все соединения основаны на одном общем принципе: деталь, имеющая выступ, насаживается на деталь, снабженную пазом. В зависимости от типа крепления можно разделить на очень свободные, свободные, плотные, скользящие и напряженные. Кроме того, соединения различают и по форме: они бывают торцевыми, угловыми, боковыми, крестовидными и Т-образными. Соединение деталей осуществляют разными способами. При этом нужно различать наращивание и сращение. Если в первом случае один элемент продолжает другой по вертикали, то в последнем – по горизонтали. Соответственно и способы их выполнения различны. Рассмотрим некоторые из них.

Торцевые соединения деревянных деталей

Другое название торцевого соединения – наращивание. Суть его заключается в том, что заготовки соединяют между собой торцами, увеличивая таким образом длину детали. В зависимости от типа посадки торцевые соединения принято делить на несколько групп.

Наращивание впритык (рис. 57). Для этого детали обрезают по торцу, в каждом находят центр и просверливают отверстия под штырь. Чтобы он плотно вошел в отверстия, он должен быть короче на 20–30 мм. Вставив штырь, детали надевают на него, ударяя кувалдой.

Рис. 57. Выполнение наращивания впритык

Нарастить впритык можно также с помощью деревянных накладок (рис. 58) и болтов. Чтобы соединение было прочным, длина накладки должна быть равна четырем диаметрам торцов бревен, которые наращиваются, а ширина должна составлять 2/3 диаметра. Накладки врубают, наложив с противоположных концов. Глубина выборки под них должна быть не меньше 0,2 диаметра бревна. Наложив накладки, их скрепляют болтами или хомутами.

Рис. 58. Выполнение наращивания с помощью накладки

Торцевые соединения вполдерева. Они способны выдерживать значительную нагрузку при сжатии. Известно несколько форм и конструкций подобного крепления. При этом обе заготовки снабжены и пазом, и выступом, а потому после соединения они сохраняют одинаковую ширину и длину. Существует две разновидности такого типа крепления (рис. 59, а): с прямой и с косой накладкой.

Торцы деталей аккуратно опиливают. В первом случае определяют центры торцов и очерчивают их диаметры, после чего под прямым углом к торцам от концов бревен намечают линии, длина которых составляет 2–2,5 диаметра бревна. Выполняют пропил, вырубают древесину и зачищают место соединения. Наложив концы, их фиксируют болтами или хомутами. Во втором случае, выполняя косое соединение, опиливают торцы, определяют центры, очерчивают диаметры, делят их на 3 равные части, пропиливают и скалывают древесину, а место соединения зачищают. Концы накладывают друг на друга и фиксируют болтами или хомутами.

Торцевые соединения в паз ив гребень. Соединенные таким образом детали устойчивы к растяжению. Посадка напоминает прием посадки в замок и производится следующим образом. На одной заготовке следует проделать паз, а другую снабдить шипом, после чего скрепить обе детали. Такой узел (рис. 59, б) может быть с прямой и с косой насадкой.

Рис. 59. Разновидности торцевого соединения деревянных заготовок: а – торцевое вполдерева; б – торцевое в паз и в гребень; в – торцевое шиповое

Торцевые шиповые соединения. Скрепленные таким образом деревянные детали способны противостоять значительному изгибу. Детали насаживают одну на другую так, как показано на рис. 59, в. Подобная посадка может быть со ступенчатым или с косым стыком. Поверхность накладок должна быть хорошо зачищена от заусенцев и шероховатостей.

В соединении врубкой, экономя материал, передний торец стропильной ноги размешают близко к концу затяжки, что может закончиться сколом под воздействием горизонтального усилия. В результате конец стропильной ноги смешается, а кровля прогибается.

Угловые соединения деревянных деталей

Чаще всего такой тип соединения заготовок используют в процессе изготовления оконных и дверных блоков, а также деревянных рам. Скрепленные таким образом детали оказываются расположенными по отношению друг к другу под прямым углом. Все угловые соединения можно разделить на две группы: крепление на шип и «на ус».

При посадке заготовок на шип применяют самое разное число шипов (чаще 1–3). Если необходимо выполнить особо прочное соединение, то количество шипов следует увеличить. Существует две основные разновидности крепления на шип: сквозное (рис. 60) и несквозное. В последнем случае шипы оказываются замаскированными внутри детали. Для придания конструкции прочности паз под шип на деревянной детали следует делать несколько более глубоким, оставляя, таким образом, место для клея.

Соединение деревянных деталей «на ус» заключается в том, что заготовки крепятся под углом в 45° по отношению друг к другу.

Рис. 60. Угловые соединения деревянных деталей: а – сквозное «на ус»; б – сквозное на шип

К угловым соединениям можно также отнести и угловую врубку. В зависимости от угла, под которым располагаются детали после посадки, различают два типа такого крепления. Первая разновидность: когда заготовки соединяют под углом не более 45°. При этом сначала делают деталь, снабженную дополнительным элементом, после чего прикрепляют ее к основанию.

Вторая разновидность угловой врубки: детали находятся под углом более 45°. Такая конструкция представлена двумя заготовками, которые располагаются под различным углом наклона по отношению к плоскости основания.

Боковые соединения деревянных деталей

Другое название бокового крепления деревянных заготовок – сплачивание. Его нередко используют при изготовлении таких конструкций, как ворота, ограждения, пол и двери. Такая посадка отличается прочностью и надежностью. При необходимости крепление рекомендуется усилить щитами или досками, положенными поперек. В плотницком деле используется несколько типов бокового соединения.

Боковое крепление на гладкую фугу. Такое соединение представляет собой щит, составленный из склеенных между собой по боковинам заготовок, имеющих абсолютно гладкую поверхность (рис. 61, а).

Рис. 61. Боковое соединение деревянных деталей: а – на гладкую фугу; б – на вставную рейку; в – в четверть; г – в паз и в гребень треугольником; д – в паз и в гребень прямоугольником; е – внахлест

Соединение на гладкую фугу применяется в том случае, если необходимо увеличить ширину панели. При этом важно следить за тем, чтобы направление волокон совпадало. Современные клеи делают крепление очень прочным. Соединением в четверть можно заподлицо установить заднюю стенку в корпусах шкафов. Его можно также встретить при соединении боковых стенок выдвижных ящиков с лицевой панелью.

Боковое соединение на рейку. Для выполнения такого крепления на обеих боковых сторонах каждой детали следует сделать пазы. После этого заготовки нужно последовательно соединить, посадив на вставные рейки (рис. 61, 6).

Боковое соединение в четверть. Для того чтобы произвести посадку в четверть, необходимо с обеих боковых сторон каждой заготовки вырезать четверть в виде недостроенной латинской буквы S, после чего скрепить детали (рис. 61, в).

Боковое соединение в паз и в гребень. Существует две разновидности крепления деревянных деталей в паз и в гребень: с пазами, выполненными в форме треугольника (рис. 61, г) и прямоугольника (рис. 61, д). Соединение в треугольный паз, как правило, используют при сборке паркета, а в прямоугольный – для устройства дверного блока.

Для соединения брусков можно прибегнуть к способу, который называется накладкой вполдерева. Для этого на конце одного из них откладывают ширину другого, размечают глубину, делают сначала продольный, а потом поперечный пропил.

Боковое соединение внахлест. Такой тип сплачивания (рис. 61, е) обычно применяют при строительстве здания в процессе сборки стен, а также при возведении кровли. Подобная посадка деталей позволяет защитить конструкции от воздействия осадков и влаги.

Помимо перечисленных выше, существуют еще два типа боковых соединений. Первое – крепление с наконечником. Для выполнения такой посадки детали, имеющие пазы с торцевых сторон, присоединяют к другой заготовке, снабженной пазом с боковой.

Вторая разновидность бокового сплачивания – посадка с перекрытием. Такой прием используют в том случае, если требуется придать поверхности рельефность. К тому же подобное соединение позволяет уменьшить звуко– и теплопроводность. При этом необходимо настелить доски, составляющие первый ряд, после чего положить доски второго ряда таким образом, чтобы замаскировать образовавшиеся пустоты.

Крестовидное соединение деревянных деталей

Данный прием скрепления деревянных заготовок (рис. 62) используют при возведении кровель и ферм. Глубина крепежной накладки может составлять 1/6—2/3 толщины используемого бруска. Во многом данный тип посадки схож с Т-образным.

Рис. 62. Крестовидное соединение деревянных деталей

Т-образное соединение деревянных деталей. По форме детали, соединенные подобным образом, напоминают букву «Т». Как правило, такой тип посадки используют для фиксирования лаг, составляющих перекрытия, а также для прикрепления перегородок к обвязке. Заготовки следует соединять под углом в 90°. В том случае, если при посадке деталей прямой угол по каким-либо причинам будет нарушен, конструкция окажется непрочной и ненадежной.

Существует две разновидности Т-образного соединения: с прямой накладкой и с потайным шипом (рис. 63).

Рис. 63. Т-образное соединение деревянных деталей: а – с прямой накладкой; б – с потайным шипом

В случае использования приема Т-образного соединения с потайным шипом предварительно следует сделать такой шип и затем зафиксировать его в какой-либо стороне балки. При применении другой разновидности Т-образного крепления необходимо выполнить ступенчатую накладку. Ее делают следующим образом. С одной стороны вырезают древесину на половину ширины заготовки, а с другой – на треть. Затем с первой стороны нужно удалить слой древесины на 1/2. В итоге толщина сохранившейся части будет составлять 1/4 общей толщины заготовки. С той стороны детали, где срез древесины был сделан на треть, нужно выполнить паз так, чтобы толщина оставшейся нетронутой части бруса была равна половине общей толщины детали.

Т-образное соединение деревянных заготовок с прямой накладкой является одним из наиболее прочных и надежных. Дополнительно усилить его можно, воспользовавшись клеем. Применение гвоздей недопустимо, поскольку велика вероятность повреждения ступеней накладки.

Сращивание прямым замком

В процессе работы может возникнуть необходимость соединить бревна прямым замком (рис. 64). Благодаря этому способу соединяемые элементы работают на растяжение.

При вырубке замка высоту торца одного из элементов делят на 5 равных частей. Через эти точки проводят 4 линии, после чего от торца отмеряют 2 отрезка, длина которых составляет 1,5 высоты бруска, по верху и по бокам бруска делают 2 риски, по которым пройдут 1-й и 2-й пропилы.

Рис. 64. Выполнение сращивания прямым замком

От 2-й линии на торце по боковой стороне чертят линию, доводя ее до 1-й риски, а от 3-й линии на торце обозначают линию до 2-й риски.

По 1-й и 2-й рискам выполняют пропил, доходящий до 3-й линии, стесывают торец до 2-й линии и вырубают древесину между пропилами до 3-й линии. Полученные поверхности зачищают. Точно так же выполняют другую деталь, потом накладывают их друг на друга и закрепляют.

Соединение прямым замком с натяжными клиньями отличается особой прочностью. Последовательность работы практически не отличается от выполнения сращения прямым замком, но посередине каждого замка предусматривают место под клинья, которые забивают с обеих сторон (рис. 65).

Рис. 65. Выполнение сращивания прямым замком с натяжными клиньями

Соединение «накладка вполдерева» будет более плотным и прочным, если оно будет иметь небольшой наклон внутрь. Кроме того, продольный пропил на одной заготовке делается с наружной стороны риски, а на другой – с внутренней.

Сращивание бревен косым замком

Предварительно бревна необходимо разметить.

1. На опиленных торцевых сторонах сращиваемых бревен находят центры, через которые проводят диаметр, после чего его делят на 6 равных частей и обозначают их цифрами. Через точки 1 и 5 перпендикулярно диаметру на торцах чертят линии 3–3, 4–4.

2. Отступив от торца на расстояние, которое составляет 2,5 диаметра, по окружности бревна чертят линию, параллельную торцу, после чего прямыми линиями, параллельными оси бревна, соединяют точки 1 и 5 (1 линию), 3 и 6 (2 линии).

3. На боковой поверхности заготовки чертят линии 4–5–4, 6–2–6. Разметив таким образом конец бревна, его отесывают и получают плоскость при линии 4–5–4.

4. На образовавшейся плоскости проводят линию, которая соединяет центр линии 4–4 с точкой 5, разделив ее пополам, чертят линию 7–7 (она должна пройти к первой под углом в 90°).

5. По линии 6–5–6 перпендикулярно к оси бревна до точки 6 выполняют пропил. А пропил 7–7, располагающийся перпендикулярно к плоскости 4–5–4, делают до линии 6–2–6 и находят точки 8.

6. Древесину между точками 7–5–7 выбирают на соответствующую глубину и получают новую плоскость 8–6–6–8, которую затем зачищают. На этом разметку одного конца бревна можно считать законченной. Второй сращиваемый конец размечают аналогичным образом.

7. Затем подготовленные концы накладывают друг на друга и фиксируют болтами или хомутами. Последовательность всех действий представлена на рис. 66.

Рис. 66. Разметка и сращивание бревна косым замком: а – деление торца и разметка линий 3–3, 4–4, 1–5, 3–6–6–3; б – разметка линий 4–5–4, 6–2–6; в – подготовка плоскости по линии 4–5–4 и разметка последующих линий; г – общий вид половины косого замка

Подобным образом соединяют не только бревна, но и брусья. Наибольшая прочность сращиваемых деталей достигается благодаря натяжному клину (рис. 67).

Рис. 67. Разметка и сращивание брусьев: а – косым замком; б – косым замком с натяжным клином

Помимо названных типов плотничных соединений, есть и ряд других, которые применяют при строительстве сруба, стен и перегородок, но, чтобы не нарушать логики повествования, о них речь пойдет в соответствующей главе.

СТОЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

В отличие от современной мебели из пластмассы, которую можно изготовить целиком, деревянная мебель собирается из отдельных деталей, поэтому столяру необходимо уметь их скреплять.

Качество столярного соединения – показатель мастерства столяра, поскольку для этого необходимо иметь опыт, владеть определенными навыками и приемами работы с различными инструментами. Но важно не только правильно его выполнить, но и суметь выбрать именно тот вариант, который будет оптимальным для данного предмета. Это означает, что конструкция соединения должна быть настолько функциональной, чтобы обеспечивать надежность, прочность, долговечность и эстетичность изделия. Поэтому мы остановимся на самых распространенных видах столярных соединений и способах их реализации.

Очень прочным является соединение «ласточкин хвост». Для его выполнения вырезают лапу на конце одной заготовки, накладывают ее на другую, делают разметку, пропиливают на нужную глубину с внутренней стороны рисок, а лишнее выбирают стамеской.

Мебельные соединения делятся на две большие группы – разъемные и неразъемные. Первые дают возможность как собрать конструкцию, так и разобрать ее на составляющие детали. Для вторых это исключено, поскольку детали конструкции фиксируют с помощью клея, шурупов, скоб и пр.

Неразъемные соединения

К неразъемным относятся клеевые соединения. По сравнению с другими способами соединения деталей мебели они являются наиболее простыми и популярными среди этой группы, поскольку отличаются технологичностью, прочностью, уменьшают риск растрескивания древесины и придают изделию устойчивость.

Кроме того, это позволяет из обычного или маломерного материала создавать конструкции и детали любых размеров и форм, которые не столь подвержены деформации, как выполненные из массива. Более того, клеевые соединения не утяжеляют конструкцию, обладая при этом высокими прочностными характеристиками. Наконец, в некоторых случаях, например при облицовывании, это является единственным способом соединения материалов.

Итак, выделяют следующие виды такого рода фиксации (рис. 68):

1) склеивание брусков и досок пластями (по толщине), в результате чего образуется блок;

2) склеивание досок и плит кромками (по ширине) в щиты;

3) склеивание шпона при одновременном гнутье, благодаря чему изготавливаются гнутоклеевые детали;

4) склеивание заготовок из малоценного матери ала и облицовывание шпоном;

5) склеивание брусков и листов фанеры (ДВП) в пустотелые щиты со всевозможными наполнителями;

6) склеивание шиповых соединений.

Рис. 68. Разновидности склеивания древесины: а – блочное; б – щитовое; в – гнутоклеевое; г – облицовывание брусков; д – облицовывание щитов; е – облицовывание шиповых соединений

Заготовки склеивают по толщине и ширине не только для того, чтобы получить массивную плиту необходимого размера. К этому способу можно прибегать и тогда, когда нужно использовать маломерные заготовки древесины, что существенно экономит материал. Для подготовки к склеиванию их поверхности надо выровнять строгальным инструментом (ручным или электрическим рубанком либо стругами), а потом уложить на бруски таким образом, чтобы соприкасающиеся кромки максимально плотно примыкали друг к другу. Их можно прифуговать, добиваясь максимального прилегания. Ширина заготовок определяется дальнейшим использованием плиты. Если предполагается их облицовка, то отношение толщины заготовок к ее ширине должно составлять не более 2:3. Это условие необходимо соблюдать, так как в противном случае готовое изделие может покоробиться.

Если плита предназначена для прозрачной отделки, при которой текстура древесины хорошо просматривается, то ширина заготовок может составлять 60–100 мм. При этом нужно следить за направлением годичных слоев.

Склеивание можно совместить с гнутьем, чтобы получить различные криволинейные заготовки. В домашних условиях для этого можно использовать планки из массивной древесины толщиной 3–5 мм, фанеры или брусков толщиной 20 мм (в последних нужно обязательно заранее проделать продольные пропилы).

Гнутоклеевые заготовки бывают с незамкнутым или замкнутым контуром. При изготовлении первых нужно сделать следующее: делянки, которые подлежат склеиванию, покрыть клеем, положить на жесткий шаблон в виде незамкнутого контура и зафиксировать струбцинами. После того как клей отвердеет, делянка сохранит приданную ей форму.

Для вторых подбирают или изготавливают, например из ДСП, разъемный шаблон соответствующей формы (в виде овала, круга и пр.). После выкладывания первой делянки, например из фанеры (изгиб поперек волокон, наружные слои фанеры сохраняют прямолинейность), стыки фиксируют шпильками (крепеж, напоминающий гвозди, у которых отсутствуют шляпки). Далее смазывают ее клеем, кладут вторую делянку и зажимают струбцинами. Когда клей затвердеет, выполняют следующий слой, причем каждый из них должен перекрывать стыки предыдущих. Здесь придется обратиться к геометрии и учесть, что длина первого слоя определяется по формуле L = πD, а всех последующих – Ln = π(D + 2tn), где tn – толщина всех предыдущих слоев.

Чтобы снять заготовку, выбивают клинья и стальные пластины, которыми скреплялся шаблон. Все сказанное выше наглядно показано на рис. 69.

Рис. 69. Изготовление гнутоклееных элементов: а – открытого контура; б – закрытого контура; 1 – делянка; 2 – шаблон незамкнутого контура; 3 – струбцина; 4 – шаблон замкнутого контура; 5 – стальная пластина; 6 – клин; 7, 8 – делянки; 9 – шпильки

Из продольных самым простым является соединение внакладку косым срезом, при котором концы брусков надо срезать под углом в 15° и наложить друг на друга, предварительно смазав срез клеем.

Для обеспечения давления при склеивании шиповых соединений используются:

1) упругая деформация древесины как шипа, так и проушины, которая создается при посадке с натягом. При этом древесина шипа сжимается, а проушины – расширяется. В результате этого возникают направленные перпендикулярно к поверхностям усилия, которые и сохраняют фиксацию. Подобные соединения не нуждаются в прессовании. Однако следует соблюсти достаточную точность при выпиливании, поскольку при большом зазоре между шипом и проушиной крепление получается ослабленным и требующим вставления между сопрягаемыми элементами кусочка шпона; при избыточном натяге клей стекает вниз, шип распирает проушину, что в итоге приводит к тому, что поверхности склеиваются только у основания шипа. Такие соединения необходимо запрессовывать;

2) фиксация с помощью струбцины.

Соединения «ласточкин хвост», ящичные, на вставную рейку и на шкантах (о них будет сказано далее) осуществляются без прессования, поскольку в этих случаях достаточно очень точно обработать сопрягаемые поверхности.

Технологически процесс склеивания состоит из следующих последовательно выполняемых операций:

1) подготовки деталей или шпона;

2) приготовления клея;

3) нанесения его на поверхность деталей (заготовок);

4) открытой выдержки, в течение которой клей впитывается;

5) закрытой выдержки, при которой заготовки наложены друг на друга, и запрессовывания деталей (заготовок) в сжатом состоянии до тех пор, пока клей не схватится;

6) выдержки деталей (заготовок) после распрессовывания.

Клей, нанесенный на поверхность детали, проникает в меж– и внутриклеточные пространства древесины и отвердевает там, соединяя две поверхности множеством тончайших связей. Его количество не должно быть ни слишком толстым (склеиваемые поверхности будут неплотно прилегать друг к другу), ни чересчур тонким (такое склеивание называется «голодное», так как между поверхностями образуется очень мало нитей), поскольку в обоих случаях прочность изделия становится хуже. Время выдержки зависит от используемого средства. Для глютиновых клеев это определяется температурой деталей (заготовок) и воздуха в помещении. При температуре ниже 25 °C клей густеет и перестает смачивать поверхность, при соответствующей температуре время выдержки составляет 4–5 мин, а в случае подогрева этот период увеличивается до 25 мин.

Для синтетических клеев время выдержки не превышает 25–30 мин. Увеличивать его не следует, так как средство может частично отвердеть.

Немалую роль играет и качество клея, который может иметь синтетическое или животное происхождение. К первой группе относятся глютиновые и казеиновые клеи, а ко второй – клеи на основе карбамидо– и меламиноформальдегидных (термореактивных) и поливинилацетатных (термопластичных) смол (ПВА). От того, какое средство используется, зависит, какое его количество потребуется для выполнения склеивания. Соединение бывает качественным, если на 1 м2 поверхности расходуется определенное количество клея:

1) глютинового – 200–350 г;

2) казеинового – 160–280 г;

3) карбамидоформальдегидного – 140–200 г;

4) фенолформальдегидного – 160–250 г.

Кроме того, необходимо учесть, что при склеивании шиповых соединений, полуторцовых поверхностей и в том случае, если оно сопровождается гнутьем, расход клея увеличивается на 50 %.

Для обеспечения плотного прилегания деталей (заготовок), которые могут иметь неровности, используются различные приспособления. В домашних условиях это чаще всего струбцины, благодаря которым поверхности контактируют по всей площади.

На предприятиях применяют прессы, ваймы и пр. Необходимо сказать, что при использовании жидкого клея давление не должно быть избыточным, так как это может привести к тому, что часть состава выдавится, его слой уменьшится, а прочность соединения снизится. При применении густого клея давление на соединение должно быть большим, поскольку в противном случае его слой будет довольно толстым, что негативно скажется на качестве соединения. Оптимальная толщина составляет – 0,08–0,15 мм.

Продолжительность прессования зависит от клея. Если для соединения холодным способом применяется глютиновый, казеиновый, карбамидный или эпоксидный клей, достаточно 4–6 ч, а для поливинилацетатной дисперсии нужно, как минимум, 2 ч.

Бремя выдержки после прессования составляет не менее суток, по истечении которых детали или заготовки можно подвергать дальнейшей обработке без опасения разрушить их.

К глютиновым относятся костный (производится в виде плиток) и мездровый (в виде плиток и чешуи) клеи. Чтобы приготовить состав, клей (обязательно в измельченном виде) заливают холодной водой и оставляют на 6–12 ч для набухания. Образовавшееся желе, в котором не должно быть твердого остатка, ставят в клеянку и варят на водяной бане (температура – 60–70 °C) примерно 30 мин, регулярно помешивая.

Клеянка представляет собой емкость, состоящую из двух сосудов – для клея и воды (рис. 70).

Рис. 70. Клеянка: а – общий вид; б – самодельная клеянка; в – схема: 1 – емкость для клея; 2 – емкость для воды

Чтобы проверить качество полученного клея, нужно дать ему стечь с мешалки. Если это происходит медленно, а струя однородная и ровная, то все в порядке. Жидкий клей стекает быстро, поэтому в него следует добавить мел или каолин (10–15 % от общей массы). В стекающий сгустками клей нужно влить воду и варить еще 15–20 мин.

Количество клея должно быть таким, чтобы его можно было использовать за двое суток. Хранить его следует при температуре не более 10 °C.

Чтобы приготовить казеиновый клей, в воду всыпают порошок или гранулы (соотношение клея и воды составляет 1:1,7–2,3), перемешивают до образования однородной массы сметанообразной консистенции и применяют по назначению. Полученное средство не подлежит длительному хранению, поэтому его следует израсходовать за 4–6 ч, после чего оно густеет и становится непригодным.

Клей на основе карбамидной синтетической смолы называется карбамидным, например УКС, М-60, М-70. Он применяется для склеивания деталей (заготовок) холодным способом. Предварительно его нужно смешать с отвердителем (хлористым аммонием и т. п.), количество которого должно составлять от 0,5 до 25 весовых частей относительно веса смолы. Поскольку жидкие карбамидные смолы долго не хранятся, они продаются в сухом виде. Такой клей не предназначен для соединения элементов изделий, которые подвергаются переменным нагрузкам (например, для стульев и др.), так как дает хрупкий клеевой слой. Но его можно улучшить, если ввести поливинилацетатный клей (примерно 15–25 частей).

Поливинилацетатная дисперсия – это водный состав, в котором равномерно распределены частицы полимера. Ее недостатками являются низкие водо– и теплостойкость, поэтому клеевое соединение при повышенной влажности и температуре более 70 °C резко теряет свою прочность. Если в дисперсию добавить карбамидный клей (4–6 весовых частей), то ее характеристики можно улучшить.

Для склеивания деталей хорошо зарекомендовал себя эпоксидный клей, относящийся к двухкомпонентным средствам и пригодный практически для всех мебельных соединений. Но он является достаточно дорогостоящим.

При соединении клей нужно наносить кистью на одну из поверхностей, хотя есть и исключения из этого правила, в частности им могут смазываться обе торцевые поверхности, если они сильно впитывают клеевой состав.

Неразъемные включают шиповые соединения, основными элементами которых являются:

1) шип. Так называется выступ, которым оканчивается деталь (он может иметь разные размеры и форму). Шип фиксирует детали после того, как он вставлен в гнездо, проушину или шпунт, которым он должен соответствовать по своим параметрам;

2) проушина – отверстие на конце детали, которое открыто с 2–3 сторон;

3) гнездо, представляющее собой углубление в детали;

4) гребень, то есть выступающая часть детали, которая по форме и размеру идентична шпунту;

5) шпунт (паз), представляющий собой углубление, которое проходит по всей длине детали.

При изготовлении мебели прибегают к шиповым клеевым соединениям. Шипы различаются по форме и конструкции. По первому признаку они бывают плоскими, трапециевидными и круглыми, а по второму – цельными (изготавливаются вместе с деталью) и вставными (выполняются отдельно).

Переход от бруска непосредственно к телу шипа имеет форму уступа и называется заплечиками, а плоскости боковых граней шипа – щечками. Промежуток от торцевой грани шипа до заплечиков – это длина шипа, толщиной является расстояние между щечками, а шириной – поперечный размер щечки.

Вставные шипы разделяются на две группы:

1) шканты (имеют круглую форму);

2) рейки (плоские шипы, проходящие по всей длине соединяемых деталей).

Описанное выше показано на рис. 71.

Рис. 71. Основные элементы шиповых соединений: а, б – плоские шипы; в – круглый шип; г – гребень; д – шпунт; е – шкант; ж – проушина; з – гнездо для плоского шипа; и – гнездо для круглого шипа; к – рейка

Прежде чем начать выполнять шипы, пазы и т. д., надо подготовить детали по длине, обработать торцевые стороны и проверить заготовки на наличие дефектов.

Шиповые соединения регламентируются ГОСТом 9330-76 и подразделяются на:

1) открытые, при которых в соединениях видна поверхность верхней грани шипа;

2) сквозные, при которых торец шипа выходит на видимую поверхность торцевой гранью;

3) с полупотемком, при котором верхняя грань шипа видна только частично;

4) с потемком, то есть все боковые грани шипа не видны после выполнения соединения;

5) «на ус» – соединение, при котором грани фиксируемых брусков срезаны под углом в 45°.

Кроме того, шиповые соединения бывают угловыми, по длине и кромкам. Угловые соединения делятся на концевые, срединные и ящичные. Все они используются для соединения деталей объемных конструкций, например ящиков.

Угловые концевые соединения представлены на рис. 72. Наиболее прочными из них являются соединение на открытый сквозной одинарный прямой шип и соединение «на ус». Толщина одинарного шипа должна составлять 0,4 толщины бруска.

Рис. 72. Разновидности угловых концевых соединений на шип: а – открытый сквозной одинарный; б – открытый сквозной одинарный «на ус»; в – с полупотемком несквозной; г – с потемком несквозной; д – шканты несквозные; е – шканты несквозные «на ус»; ж – вставной плоский несквозной; з – вставной плоский сквозной

Чтобы при сборке изделия не допустить выворачивания брусков в соединении, используются соединение на шип с полупотемком (несквозной и сквозной) или с потемком (несквозной и сквозной). При необходимости скрыть торец шипа применяются соединения с несквозным шипом. При этом следует соблюсти следующие размеры:

1) ширина шипа должна составлять 0,6–0,7 ширины бруска;

2) длина несквозных шипов – 0,5–0,8 ширины бруска;

3) длина полупотемка – 0,3–0,5 длины шипа.

По сравнению с соединением на открытый прямой шип соединения на шканты (несквозные, сквозные под прямым углом, несквозные «на ус») менее прочные. Однако они чаще используются при изготовлении мебели, поскольку являются менее трудоемкими, чем другие шиповые соединения, и более экономичными в плане расхода древесины (примерно до 10 %). Обычно мебель не испытывает таких нагрузок, которые могли бы разрушить данное соединение. Поскольку она чаще всего изготавливается из ДСП, выполнение в которых шипов и проушин весьма проблематично вследствие особенностей структуры материала, шкантовые соединения обеспечивают соответствующую прочность.

При изготовлении шкантов также необходимо придерживаться определенных параметров:

1) диаметр шканта должен составлять 0,4 толщины бруска;

2) длина шканта должна быть в 2,5–6 раз больше его диаметра;

3) расстояние между шкантами и от края бруска до шканта составляет 2–3 диаметра шканта.

Если используется соединение под углом в 90°, чтобы прочность в торце и кромке сопрягаемых брусков была равной, в них запрессовывают шканты: в торец на глубину 0,55 длины, в кромку – на 0,45 длины шканта. Например, длина шканта составляет 50 мм, тогда в торец его запрессовывают на глубину 27,5 мм (50 × 0,55), а в кромку – на 22,5 мм (50 × 0,45).

Клеевое соединение на шкантах определяется их конструкцией (рис. 73).

Рис. 73. Конструкция шканта: а – шкант; б – калибр; в – схема изготовления калибра

Для них используют древесину твердых лиственных пород, из которой делают заготовки цилиндрической формы с рифленой поверхностью (это необходимо для того, чтобы с них не стекал клей). С торцевых сторон шкантов сняты фаски. Для выполнения рифления разработаны специальные калибры в виде стальной пластины, в которой проделаны четыре конусных отверстия, диаметр которых на 0,5 мм меньше, чем диаметр шканта. Верхняя образующая конусного отверстия снабжена зубьями высотой 0,5 мм, которые сделаны надфилем. Заготовку нужно вставить в отверстие калибра и ударить молотком. После прохода через калибр на ее поверхности остается рифление.

Под шкант выбирают гнездо диаметром, соответствующим его размеру.

Соединение «на ус» вставным плоским шипом (несквозным и сквозным) при сравнении с цельными шиповыми соединениями проигрывает в прочности, но дает возможность замаскировать торцы соединяемых деталей. Оно усиливается, если использовать двойной вставной шип, толщина которого равна одной пятой толщины бруска (а толщина одинарного вставного шипа в 2 раза больше).

Если соединяются тонкие бруски, тогда шипы изготавливаются из шпона толщиной 2 мм, при этом толщина несквозных шипов составляет 0,75 ширины бруска, а сквозных – 1–1,2.

Угловое срединное соединение на одинарный шип (сквозной и несквозной) в проушину или несквозной шип в паз выполняют на кромке бруска либо по отдельности под каждый шип. В первом случае длина шипа составляет 0,3–0,8 ширины бруска с проушиной, а во втором – 0,2–0,3 ширины бруска с пазом.

Угловое срединное соединение на шип под названием «ласточкин хвост» бывает сквозным и несквозным. В последнем случае шип углубляется на половину толщины бруска. При этом его длина составляет 0,3–0,5 ширины присоединенного бруска, а угол наклона равен 10°. Соединение на шип «ласточкин хвост» (сквозной) рекомендуется для фиксирования корпусов шкафов, сундуков и т. п., а глухой «ласточкин хвост» предназначен для скрепления боковых и лицевых стенок ящиков и др.

Угловое соединение в паз и гребень (несквозной) правильно ориентирует деталь во время сборки. Длина гребня равна 0,3–0,5 толщины бруска. Такой вариант соединения используется для установки полок, например в шкафах.

Особой прочностью отличаются ящичные угловые соединения на шип (прямой открытый) и на шип «ласточкин хвост» (открытый и полупотайной), у которых толщина прямых шипов равна 6–16 мм (градация – 2 мм), толщина широкой части шипов «ласточкин хвост» – 0,85 толщины бруска, угол наклона – 10°. Шипы не следует размещать непосредственно у кромки, расстояние между ними должно быть не менее 0,75 толщины бруска.

Ящичные соединения на шкант (открытый и несквозной) характеризуются тем, что площадь склеивания у них не очень большая, что сказывается на прочности. Поэтому данный вариант рекомендуется использовать в том случае, если основные нагрузки на шкант направлены на срез, а не на растяжение. Количество шкантов (диаметр – 8–10 мм, длина – 30–40 мм) в соединении может быть увеличено (но не более 4 шт.), что, естественно, усиливает прочность фиксации, но при этом возрастают сложности, связанные с подгонкой и сборкой деталей.

Ящичное соединение «на ус» вставной рейкой (материалом для нее обычно служит фанера) чаще всего используется тогда, когда требуется замаскировать торцы соединяемых элементов. Его можно дополнительно усилить металлическим уголком и т. п. Ширина рейки и толщина соединяемых плит идентичны, а толщина составляет 4–6 мм.

Соединение по кромке на вставную рейку достаточно прочное, особенно если последняя изготовлена из древесины с поперечным направлением волокон (ширина – 20–30 мм, толщина – 0,4 толщины заготовки) или из фанеры (толщина – 3–6 мм).

Некоторые виды угловых соединений показаны на рис. 74.

Рис. 74. Разновидности угловых срединных и ящичных соединений: 1 – на шип: а – одинарный сквозной и несквозной; б – «ласточкин хвост»; в – паз и гребень несквозной с одним или двумя заплечиками; г – прямой открытый; д – «ласточкин хвост» полупотайной; е – «ласточкин хвост» открытый; 2 – на шкант: а – открытый; б – несквозной; в – «на ус»; г – на вставную

Если используется шиповое соединение с проушиной, то сопрягаемые поверхности необходимо подготовить с высокой точностью, размечая их рейсмусом. Кроме того, следует придерживаться правил, которые минимизируют дальнейшую подгонку (рис. 75):

1) зона пропила захватывает половину ширины риски;

2) при выполнении проушины зона пропила должна находиться с внутренней стороны рейки, то есть в теле проушины;

3) при выполнении шипа зона пропила должна располагаться с наружной стороны риски, то есть в теле щечек;

Рис. 75. Методика разметки: а, б – плоских шипов и проушин; в, г – шипов и проушин для соединения «ласточкин хвост»; 1 – зона пропила; 2 – риска

4) для разметки соединения «ласточкин хвост» используют карандаш и малку. При выполнении шипа зона пропила должна проходить рядом с риской с наружной стороны шипа. После этого размечают проушины, у которых зона пропила должна находиться рядом с риской с внутренней стороны проушины.

Разъемные соединения

Разъемные соединения, которые очень распространены, например, в мебельной индустрии, выполняются с помощью шурупов, несмотря на то что это достаточно трудоемкий способ. Размер крепежа определяется нагрузками, которые предположительно будет испытывать соединение, и толщиной соединяемых деталей. Для обеспечения прочного соединения шуруп должен углубиться в деталь на две трети своей длины. При этом длина резьбы и глубина его вкручивания должны быть одинаковыми. В связи с этим, если соединяются достаточно тонкие детали, необходимо подбирать шурупы, у которых резьба нарезана по всей длине. Хотя такое фиксирование деталей классифицируется как разъемное, не следует многократно осуществлять это, поскольку соединение расшатывается и теряет прочность (каждый раз примерно на 10 %), особенно если сборка и разборка повторяются неоднократно.

Шурупы используют не только для соединения деталей мебели, но и для прикрепления фурнитуры (различных зашелок, направляющих и пр.).

Кроме того, для разъемных соединений применяют стяжки, представляющие собой такое крепежное соединение, при котором элементы находятся в определенном положении относительно друг друга, обычно под углом в 90°. Ими при изготовлении мебели соединяют, например, съемные ножки. Основные требования, которые предъявляют к стяжкам, заключаются в том, что они должны обеспечивать надежную фиксацию и быструю реализацию, не создавать трудностей при эксплуатации и не портить внешний вид изделия. Не менее важно и то, что конструкция крепежного соединения должна быть такой, чтобы при соблюдении правил эксплуатации самопроизвольное разъединение деталей было невозможным.

Стяжки бывают следующих видов:

1) резьбовые, обеспечивающие надежное соединение, но требующие много времени для осуществления. Разработано несколько модификаций этого вида стяжек, которые обычно используются для угловых и серединных соединений стенок корпусной мебели. Поскольку крепежные элементы размещаются в отверстиях, которые закрываются заглушкой, резьбовые стяжки можно применять на открытых участках мебели, так как эстетичность и функциональность предмета не страдают. Детали стяжки: гайка, винт (или шпилька) и шайба;

2) эксцентриковые, в которых усилие зажима соединяется эксцентриком, способным проворачиваться вокруг оси, смещенной относительно геометрической оси эксцентрика на расстояние, называемое эксцентриситетом. В отличие от предыдущего вида соединения они менее трудоемкие в установке, хотя и менее прочные. Детали стяжки: эксцентрик, гайка и винт;

3) клиновые, состоящие из скобы, пластины и клиньев, которые в совокупности создают прочное соединение деталей.

Стяжки устанавливаются внакладку, но могут размещаться и в заранее выбранных под них гнездах (отверстиях).

Представленные виды столярных соединений используются с различной частотой. Обычно у каждого есть несколько наиболее предпочтительных способов фиксирования деталей, которые востребованы чаще всего. Но проблема выбора, особенно при недостаточно большом опыте, всегда очень трудна, так как ошибка может либо усложнить конструкцию, либо исказить первоначальный замысел, либо стать причиной сокращения срока службы предмета мебели.

При определении типа соединения опираются на следующие критерии:

1) оно должно:

а) повышать прочность изделия;

б) позволять древесине изменяться в зависимости от состояния окружающей среды;

2) оно не должно:

а) препятствовать выполнению других операций по сборке, например установке крепежа;

б) диссонировать с внешним видом мебели.

В заключение дадим несколько советов.

1. Чем проще способ фиксации, тем лучше. Не всегда требуется дополнительно усиливать соединение (например, пазогребневое) металлическим крепежом, иногда достаточно просто склеить его.

2. Предпочтительны те способы фиксации, которые прошли проверку временем и применяются традиционно.

3. Следует стремиться к тому, чтобы соединение было хорошо подогнанным, так как слабые крепления быстро разрушаются, а из тугих выступает клей. Поэтому, прежде чем окончательно соединить детали, проверяют их насухо (без клея) и устраняют возможные погрешности.

4. Столярная работа обязательно должна быть чистой, поэтому каждую деталь нужно хорошо обработать, чтобы потом не тратить время на то, чтобы придумать, как ее подправить, улучшить или вообще заменить.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КРЕПЕЖ

В процессе эксплуатации изделия, изготовленные из древесины, могут деформироваться, а соединения – терять прочность. Для таких случаев предусмотрено использование дополнительных креплений, к которым, помимо уже названных шипов (шкантов), относятся нагели, клинья и шпонки.

Нагели – это деревянные гвозди, на изготовление которых идет твердая древесина дуба, бука, ясеня, березы и др. Применение нагелей препятствует растрескиванию древесины в местах соединений, например в углах оконных рам и др. Перед тем как забить нагель, просверливают сквозное или несквозное отверстие необходимого диаметра и скругляют кромки нагеля.

Из древесины хвойных пород (сосны, ели) производят деревянные клинья, которые бывают одно– и двусторонними. В первых косо (под углом 1:6, 1:7, 1:8°) обтесывают одну широкую сторону, у вторых – обе стороны.

Благодаря клиньям можно укрепить деревянные конструкции, выровнять лаги пола, приподнять стены или крышу, если они со временем осели.

Деревянные клинья находят применение в заклинивании рукояток ручного столярного и плотничного инструмента – такого, как молотки, топоры и др.

Если возникает необходимость составить балку из двух или трех брусьев, применяют шпонки, на которые переходят скалывающие усилия, возникающие при этом. Дополнительно соединение укрепляют болтами. Шпонки, выполненные из дубовой древесины, вставляют в гнезда, выбранные в брусьях. Концы шпонок, которые выступают наружу, зачищают рубанком.

Относительно соединяемых элементов шпонки классифицируют на продольные, поперечные, косые продольные и шпонки с натяжкой, из которых наименее прочными являются поперечные шпонки, поскольку их древесина отличается меньшим сопротивлением при поперечном направлении волокон.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КРЕПЕЖ

Деревянные соединения, особенно те, что расположены в ответственных конструкциях, усиливают металлическим крепежом, то есть шурупами, гвоздями, болтами, стальными хомутами, накладками, уголками и др.

Очень надежное соединение обеспечивают шурупы. Они имеют длину от 10 до 150 мм при величине головки до 13 мм. Ими же прикрепляют к столярным изделиям ручки окон и дверей, замки и пр. Чтобы избежать нарушения целостности древесины, шурупы нельзя забивать молотком – их вкручивают отверткой или шуруповертом. Если используют шуруп большого размера, то предварительно под него просверливают отверстие диаметром 0,7–0,8 мм и глубиной, составляющей треть длины шурупа. Чтобы головка шурупа не выступала над поверхностью детали, отверстие под нее зенкуют, то есть выполняют коническое расширение. В предметах встроенной мебели после такой фиксации крепежа головку шурупа шпатлюют.

Гвозди – еще один вид металлического крепежа. Они бывают квадратного и круглого сечения. При этом первые проявляют себя как более надежные (обеспечивают прочное соединение и для выдергивания требуют приложения больших усилий), зато от вторых меньше страдают древесные волокна. Диаметр гвоздей составляет одну двадцатую часть их длины.

Для соединения бревен, брусьев и толстых досок в стыках несущих конструкций плотники используют болты, на изготовление которых идет стальной прут диаметром 10–28 мм. Во избежание разрушения соединяемых деталей болты размещают на расстоянии, как минимум, 15 см от их концов и забивают молотком в отверстия, диаметр которых меньше диаметра этого вида металлического крепежа. Кроме того, с обеих сторон под болты подкладывают шайбы толщиной 4–6 мм и диаметром, превышающим диаметр болта в 3–3,5 раза, благодаря чему головка болта и гайка не вдавливаются в древесину при затягивании.

Из полосовой стали толщиной 10–15 мм и шириной 30–100 мм производят хомуты, которыми дополнительно усиливают соединения в строительных конструкциях. Необходимое место обтягивают хомутом, после чего забивают гвоздь или болт. Хомуты могут иметь круглую или прямоугольную форму.

В качестве дополнительного крепежа угловых соединений (например, углов створок ворот, оконных рам и др.) применяют уголки, закрепляя их шурупами или болтами как с одной стороны, так и с обеих сторон того или иного соединения. Их производят из полосовой стали толщиной 2–10 мм и шириной 20–80 мм.

Для бокового крепления двух-трех деталей применяют стальные шпонки, которые по форме бывают кольцевидными (диаметром 5–20 мм и высотой 3–5 мм) и квадратными. Под них выбирают пазы такой глубины, чтобы половина высоты шпонки утапливалась в деталь. Дополнительно соединение усиливают болтами.

Из полосовой стали толщиной 10 мм, шириной 40–60 мм и длиной 200–800 мм делают накладки, которые фиксируют гвоздями или шурупами и скобами. Этот способ крепежа актуален при наращивании длины деталей.

Из металлического крепежа, который применяют мастера, можно еще назвать анкерные болты, стальные подножки, коннекторы и др.

Глава 5 Отделка деревянных изделий

Деревянные изделия можно считать готовыми к эксплуатации после того, как они прошли этапы соответствующей отделки.

ВИДЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ОТДЕЛОЧНЫХ РАБОТ

Шпатлевание

Шпатлевание выполняют с помощью специальных составов – шпатлевок. НЦ, или нитроцеллюлозные шпатлевки (НЦ-0038, НЦ-007 и НЦ-008), являются однокомпонентными лакокрасочными материалами. Внешне они представляют собой однородную вязкую массу. Густая масса применяется для маскировки незначительных дефектов, а разведенная растворителями 646 и 647 – для сплошного шпатлевания. Составы данного типа используются для подготовки поверхностей под нанесение нитроцеллюлозных эмалей (для непрозрачной отделки мебели).

Шпатлевки имеют следующие цвета:

– белый или серый (НЦ-0038);

– красно-коричневый (НЦ-007);

– защитный (НЦ-008).

При 20 °C шпаклевочный состав НЦ-0038 сохнет 3 ч, НЦ-007 – 1 ч, НЦ-008 – 2,5 ч.

Грунтование

Для грунтования используют грунтовочные составы НК, БНК и ПМ-1 которые применяются под отделку нитроцеллюлозными лаками и лаками кислотного отверждения. Для их изготовления смешиваются лак НЦ-218, канифоль, растворитель 646 и другие компоненты.

Есть два вида грунтовки НК. Состав № 1 используется в тех случаях, когда нужно подготовить поверхность древесины мелкопористых пород, а состав № 2 применяется для обработки ДСП. Грунтовка готовится следующим образом: канифоль растворяется в скипидаре и тщательно перемешивается, а затем добавляется в лак и карбамидную смолу. При температуре 18–20 °C после нанесения тампоном состав сохнет в течение 20 мин, после пневматического распыления – 1 ч.

Грунтовочный состав БНК изготавливают из нитролака и карбамидных смол. В качестве модификатора берется стеариновая кислота или канифоль. Грунтовку можно купить в готовом виде или смешать компоненты самостоятельно. Она должна иметь желтый цвет и однородную консистенцию. После разбавления до рабочего состояния в ней не должен образовываться осадок. Состав высыхает при температуре 18–20 °C в течение 1 ч.

Грунтовка ПМ-1 составляется на основе дисперсии ПВА. В качестве модификатора берется небольшое количество жидкого стекла и канифоли, а также добавляются уайт-спирит, кислота и ОП-10. Нужная вязкость состава достигается путем добавления воды.

Окрашивание

Натуральный цвет древесины зависит от породы, однако при желании ее можно окрасить, то есть придать любой оттенок, используя специальные красители. Такая отделка называется непрозрачной.

Органические синтетические составы по принципу действия делятся на:

– прямые (придают цвет самому древесному волокну);

– кислотные (окрашивают лигнин древесины в присутствии кислот);

– основные (окрашивают древесину, в состав которой входят дубильные вещества).

Прямые красители отличает богатая палитра цветов, но они несветостойкие и выглядят тускло. Кислотные красители проникают глубоко в древесину и являются светостойкими. Основные средства не очень светостойкие, имеют яркие оттенки и используются для глубокого окрашивания.

Процесс приготовления красящего состава заключается в получении прозрачного раствора, который не дает нерастворимого осадка. Наиболее распространенными являются водные растворы, однако у них есть один недостаток – они поднимают ворс на поверхности древесины. Для их приготовления следует использовать мягкую воду без примесей солей магния, железа и др. Жесткую воду рекомендуется смягчить, прокипятив ее или добавив 0,1–0,5 % кальцинированной соды либо аммиачной воды. Красители растворяются в горячей воде. В отдельных случаях состав готовится из 2–3 видов красителя. Чаще всего применяются следующие виды красителей:

– красновато-коричневый № 3 и 3В, кислотный темно-красный (для имитации красного дерева);

– светло-коричневый № 7, 16, 16В, 16З, 17, орехово-коричневый № 12, темно-коричневый № 8Н (для имитации ореха);

– 0,1–0,2 %-ный водный раствор водорастворимого нигрозина в сочетании с 5 % нашатырного спирта 20 %-ной концентрации (для получения черного цвета).

В органических растворителях красители в основном используют в форме спиртовых и ацетоновых составов 1–3 %-ной концентрации. Такие средства отличаются высокой светостойкостью и быстрым высыханием. Единственным их недостатком является огнеопасность. Для подкрашивания спиртовых и нитроцеллюлозных лаков и политур применяют следующие составы:

– красный № Д-2 (имитация красного дерева), коричневые спирторастворимые № 33 и 34 (имитация ореха);

– темно-коричневый и желтый ацетонорастворимый краситель.

Окрашивание бывает трех видов:

– прямое (поверхностное);

– протравленное (глубокое);

– проявляемое.

Для прямого (поверхностного) окрашивания актуальны синтетические и гуминовые красители. Последние состоят из веществ естественного происхождения (угля, почвы, торфа) и основных красителей. Они имеют порошкообразную консистенцию и хорошо растворяются в воде.

Отделка изделий из дерева лакокрасочными материалами предполагает несколько этапов: подготовку поверхности, нанесение необходимых слоев соответствующих материалов с сушкой и шлифованием.

Допустимо применение гуминовых красителей в сочетании с кислотами и прямыми синтетическими красителями. Они подходят для поверхностного тонирования, так как воздействуют на поверхность дерева, не поднимая ворсинки. Краситель марки НЦ-0140 бывает коричневого, темно-коричневого и красно-коричневого оттенков. Он сохнет при температуре 20 °C в течение 20 мин.

Ниже перечислены некоторые растворы, предназначенные для поверхностного окрашивания:

– имитация ореха (вариант 1): 20 г ореховой морилки, 1 л воды, 50 г бейца;

– имитация ореха (вариант 2): 30 мг английской соли, 30 мг марганцовокислого калия, 1 л воды;

– черный цвет (имитация тополя, бука, граба): 50 г водорастворимого нитрозамина;

– вишневый цвет: 2 г кислотного хрома «Н» желтого цвета, 10 г хрома «К» коричневого цвета, 3 г кислотного черного хрома, 10 г нашатырного спирта (на 1 л раствора);

– красно-коричневый цвет: 20 г ореховой морилки, 2 г красителя «Рубин», 1 л воды;

– вишнево-красный оттенок: 3 г анилиновой вишневой краски, 150 мл воды температурой 80 °C;

– имитация мореного дуба (вариант 1): 50 г кассельской бурой краски, 2 г поташа, 100 мл дистиллированной воды. Состав следует кипятить 2–2,5 ч, а затем снова довести до кипения для получения густой консистенции. После этого смесь должна хорошо затвердеть, чтобы можно было тщательно ее растереть. Разведите 1 часть полученного порошка в 20 частях теплой воды и кипятите в течение 5 мин. Готовым составом обработайте поверхность древесины;

– имитация мореного дуба (вариант 2): 16 г поташа, 20 г коричневой анилиновой краски (сухой), 500 мл воды. Смесь сначала нужно кипятить в течение 30 мин, после чего добавить 8 мл уксуса.

Чтобы приготовить красящий состав, подогревают воду до 80 °C, всыпают нужный краситель и тщательно перемешивают, чтобы он полностью растворился. При использовании синтетических красителей полученная масса должна остыть до 18–20 °C. Если работают со смесью гуминовых и синтетических красителей, то раствор следует выдерживать не менее 48 ч. После этого жидкость нужно слить для отделения осадка.

Для равномерного окрашивания в состав необходимо добавить 8 мл нашатырного спирта. Раствор нужно наносить на древесину с помощью губки, тампона или кисти. После покрытия всей поверхности ее следует протереть отжатой губкой, а затем сушить при температуре 20 °C в течение 2 ч.

Протравленное (глубокое) окрашивание осуществляют посредством протрав, которые представляют собой водные растворы солей металлов. Окрашивание поверхности происходит в результате взаимодействия солей и дубильных веществ древесины. Породы, в которых содержится большое количество дубильных веществ (красное дерево, каштан, дуб и др.), после обработки такими составами получают светостойкую и прочную окраску.

Кроме того, протравливание хорошо тем, что оно проявляет текстуру материала. После этого древесина окрашивается. Процедура выполняется с помощью калиевого и натриевого хромпика, который обеспечивает коричневый цвет, железного купороса, дающего черный цвет, хлорной меди и медного купороса, при воздействии которых получается желтовато-коричневая окраска.

Раствор для протравливания следует готовить при температуре 75–80 °C. Перед применением его необходимо тщательно профильтровать и охладить до комнатной температуры. Ниже описаны рецепты протрав для разных пород древесины.

Для березы:

1) коричневый цвет: 3–4 %-ный раствор хромпика;

2) коричневый цвет с желтоватым оттенком: 4 %-ный раствор железного купороса;

3) имитация ореха: 0,2–0,5 %-ный раствор коричневый для травления меха.

Для сосны:

1) коричневый цвет с золотистым оттенком: 8,5 %-ный танин;

2) имитация красного дерева: 0,5–1 %-ный раствор коричневый для травления меха.

Для дуба:

1) коричневый: 1–4 %-ный раствор хромпика;

2) имитация красного дерева: 0,5–1 %-ный раствор коричневый для травления меха;

3) черный: 0,5–2 %-ный раствор железного купороса.

Если планируется использовать протраву для окрашивания, тогда древесину хвойных пород следует предварительно обработать 2 %-ным раствором пирогаллола или танина. Проявляемое окрашивание предназначается для тех пород древесины, которые содержат мало дубильных веществ (бук, сосна, береза и др.). Сначала материал обрабатывают раствором дубильного вещества (пирогалловая кислота, танин, раствор пирокатехина), а затем покрывают протравой. Сами по себе дубильные вещества никак не влияют на окраску, цвет дает протрава, которая в данном случае выполняет функцию проявителя.

Наполнить древесину дубильными веществами можно не только с помощью внешнего покрытия. Более удобный вариант – поместить ее в эмалированную емкость, налить воды, добавить дубильные вещества и нагревать в течение 5 мин.

Природные красители дают не менее стойкий и интенсивный цвет, чем искусственные. Кроме того, они намного дешевле. Используя отвар луковой шелухи, вы получите глубокий красно-коричневый цвет, а древесина, обработанная отваром волчьих ягод с поташом, будет иметь ярко-зеленый оттенок. В сочетании с глауберовой солью волчьи ягоды дают насыщенный красный цвет, с пищевой содой – голубой, а с купоросом – коричневый.

Древесина, окрашенная отваром побегов тополя с корой дуба, приобретет нежный зеленоватый оттенок. Простой отвар молодых побегов тополя даст оранжевый цвет, при сочетании коры вербы и ольхи получится черный цвет, а при использовании раствора из оболочки грецкого ореха – коричневый.

Можно также взять небольшое количество железной стружки, залить ее уксусом на 5–7 дней, а затем поместить туда дубовый шпон и настаивать еще несколько дней. В результате древесина приобретет черный цвет и будет похожа на мореный дуб. Аналогичного эффекта можно достичь, если соединить уксусную кислоту и ржавчину. Перед сушкой листы шпона следует нейтрализовать раствором питьевой соды.

Глубокий коричневый цвет древесина приобретает под воздействием паров аммиака. Поместите заготовку в большую стеклянную емкость, поставьте туда же бутылку с нашатырным спиртом и плотно закройте. Окрашивание таким способом длится 5 часов.

Древесина ели и ясеня хорошо окрашивается смесью азотной кислоты и воды в пропорции 1:1. Выдержанный в таком растворе шпон приобретет благородный красно-желтый оттенок. Кофейный отвар, смешанный с небольшим количеством пищевой соды, также дает очень красивые цвета. Перед вымачиванием шпона в таком красителе предварительно протравите его с помощью горячего раствора квасцов.

Отбеливание

Отбеливающие средства предназначаются для выравнивания естественного цвета древесины и ее осветления. Наилучшего эффекта можно достичь при обработке светлых пород дерева (ясень, липа, бук, береза, тополь и др.). Для этой цели используются пероксид водорода, едкий натр, аммиачная селитра, щавелевая и уксусная кислоты. Перечисленные вещества являются сильнодействующими и вызывают ожоги, поэтому при работе с ними необходимо защищать руки резиновыми перчатками.

Ниже перечислены наиболее известные отбеливающие составы:

– 100 частей 20 %-ного пероксида водорода, 20–30 частей жидкого стекла;

– 100 частей 20 %-ного пероксида водорода, 10 частей 20 %-ной аммиачной селитры;

– 10 %-ный раствор щавелевой кислоты (после отбеливания поверхность древесины необходимо нейтрализовать 2 %-ным раствором буры, а затем промыть водой).

Наносят отбеливающее средство травяной щеткой и смывают раствором пищевой соды. Прежде чем наносить перекись водорода, смачивают поверхность древесины теплой водой, просушивают и обрабатывают 10 %-ным раствором нашатырного спирта.

Следует учитывать, что некоторые породы древесины после такого воздействия могут приобрести необычные оттенки. Например, грецкий орех при воздействии отбеливающего состава становится розовым, что очень эффектно смотрится в сочетании с его роскошной текстурой.

Обессмоливание

Смолистые вещества, имеющиеся в составе древесины хвойных пород, необходимо удалять, поскольку они препятствуют прилипанию отделочных материалов. В этом нет необходимости, если изделие окрашивают масляной краской, так как в ней содержится олифа – материал, родственный древесным смолам.

Средствами для обессмоливания являются растворители, например для сосны это 25 %-ный раствор технического ацетона, который наносят кистью, потом смывают и высушивают деревянную поверхность.

Самый популярный состав для обессмоливания включает такие компоненты: 1 л воды, 40–50 г пищевой соды, 50 г поташа, 25–40 г мыльных хлопьев, 10 мл спирта, 200 мл ацетона. Раствор в горячем виде наносят на поверхность, затем смывают теплой водой и высушивают.

Прозрачная отделка

Если хотят сохранить естественный цвет и рисунок древесины, можно использовать прозрачную отделку. Тонкая пленка обеспечивает достаточную защиту материала от воздействий внешней среды, облегчает уход за мебелью и придает поверхности готового изделия декоративный вид. Прозрачная отделка бывает следующих видов:

– с имитацией текстуры дорогостоящей породы древесины;

– прозрачная (не меняющая внешний вид и цвет древесины).

К разновидностям прозрачной отделки относятся:

– вощение;

– лакирование;

– полирование.

Имитационная отделка

Имитационная отделка представлена несколькими разновидностями.

1. Обшивка пластиком и пленкой.

Для получения лучшего качества обработки специалисты рекомендуют обшивать детали до сборки изделия. Облицовочный материал вырезают в соответствии с габаритами детали с припуском 2 мм. Пластик наклеивают на брусья, фанеру, ДСП, ДВП и доски с помощью карбамидного клея или поливинил ацетатной эмульсии. Хороший результат можно получить, применяя синтетический клеящий состав БФ-2, который представлен в продаже во флаконах или тюбиках и готов к использованию.

Клей следует наносить на поверхность ровным слоем с помощью кисти. Клеем БФ-2 покрывают обе склеиваемые поверхности 2 раза. Первый слой в данном случае выполняет функцию грунтовки. После его нанесения поверхность необходимо оставить для пропитки на 5 мин, а затем положить второй слой. Теперь пластик кладут на деталь, накрывают картоном и запрессовывают в струбцинах (другой вариант – положить сверху лист фанеры и накрыть прессом) на 4 ч. После этого снимают струбцины и оставляют деталь для окончательного высыхания еще на 4 ч.

Облицовка гладкой поверхности может быть выполнена специальной бумагой с печатным рисунком под цвет и фактуру кожи, древесины, камня, ткани и др. Наиболее часто используется бумага, имитирующая срез древесины различных пород. Листовой материал выпускается в виде многослойных и однослойных листов.

В зависимости от режимов пропитки, сушки и используемых пропиточных составов выпускается пленка нескольких типов – А, В, С и D. Первые три разновидности применяются для облицовки всего изделия и подлежат отделке. Последний тип предназначен для облицовки внутренних поверхностей и не требует отделки.

Материалы для облицовки, изготовленные на основе бумаги, пропитанной смолами, представлены в продаже в виде рулонов. Они бывают как однослойными, так и многослойными.

Рулонные пленки на основе бумаги могут обладать различными характеристиками: иметь повышенную эластичность, лакированную поверхность с рисунком пор древесины и без него, не иметь лакового покрытия и т. д. Такими пленками часто отделывают предметы мебели, в том числе и в условиях домашней мастерской.

В продаже представлены пленки таких типов, как РП, РПЛ, РПТ, РПЭ и РПЛЭ.

Пленки РП выпускают без лакокрасочного покрытия, РПЛ – с лакокрасочным покрытием, РПТ имеют специальное теснение в виде пор древесины. Пленки остальных типов отличаются повышенной эластичностью. Ширина пленки составляет 875, 1000, 1760 или 1850 мм.

Для облицовки кромок необходимо приобрести специальную пленку, которую производят на бумажной основе в виде рулонов и полос, двухслойных и однослойных. Ее ширина варьируется от 14 до 50 мм с градацией 1 мм. Выпускают кромочные материалы следующих марок:

1) МКР-1;

2) МКР-1к;

3) МКР-2 и др.

МКР-1 представляет собой однослойный рулонный материал для облицовки кромок. Его поверхность отделывают лаком. Он отличается высокой степенью устойчивости к воздействию внешней среды и предназначен для отделки кухонной мебели. МКР-2 – двухслойный рулонный материал для облицовки кромок.

Для производства торговой, медицинской, кухонной и другой мебели применяют декоративные бумажно-слоистые пластики (ДБСП). При их изготовлении используются пленки на основе пропитанной бумаги. Лицевой (декоративный) слой выполняют из бумаги с печатным рисунком или фоновой, а под ним располагают 4–5 слоев менее ценной бумаги.

Чтобы повысить устойчивость лицевого слоя к истиранию, на поверхность определенных видов пластика можно напрессовать тонкую прозрачную пленку, которая изготавливается на основе бумаги «оверлей».

ДБСП может быть однотонным, разноцветным, украшенным печатным рисунком под кожу, древесину, камень и т. д. Поверхность пластика может быть глянцевой или иметь различную степень матовости.

В зависимости от назначения ДБСП делятся на:

1) конструкционные;

2) облицовочные;

3) формуемые.

Конструкционные – это пластики толщиной более 1 мм, которые используются как конструкционный материал. Облицовочные пластики имеют толщину менее 1 мм и служат для покрытия плоских поверхностей. Формуемые пластики под воздействием давления и тепла меняют форму и поэтому могут использоваться для облицовки фасонных деталей.

ДБСП отличаются высокими физико-механическими свойствами. Они создают хороший декоративный эффект, легки в обработке, устойчивы к воздействию высокой температуры, воды, пара, щелочей, кислот, бытовых жидкостей и др. Этот материал довольно стоек к истиранию и ударам. Кроме того, с него легко удаляются загрязнения.

Стандартные размеры листов ДБСП: толщина – 1, 1,3, 1,6, 2, 2,5 или 3 мм, длина составляет от 400 до 3000 мм, а ширина – 400–1600 мм (с шагом в 25 мм).

В соответствии с характеристиками лицевой поверхности выделяют пластик трех марок:

1) А (используется для изделий, требующих высокой степени износостойкости, например для столешниц);

2) Б (применяется для изделий, которые эксплуатируются в менее жестких условиях);

3) В (используется в качестве поделочного материала).

Для лицевой поверхности пластика используются следующие обозначения:

1) Г (глянцевая);

2) М (матовая);

3) О (однотонная);

4) Р (с печатным рисунком);

5) 3 (с защитным слоем).

В основном для облицовки мебели применяют ДБСП толщиной до 1,3 мм, поскольку более толстый пластик не так хорошо приклеивается.

Популярны также облицовочные материалы, изготовленные на основе полимеров. При производстве мебели часто используются материалы на основе поливинилхлоридной смолы (ПВХ), смеси АБС-пластика и поливинилхлорида (ПВХ-АБС), а также поливинилфторида (ПВФ) и некоторые другие.

2. Облицовка шпоном.

Для лицевой облицовки деревянных деталей применяют строганый шпон. Он изготавливается из сортиментов хвойных и лиственных пород, а также из древесных наростов (капа) древесины всех пород.

Рисунок лицевой поверхности зависит от породы древесины, из которой сделан шпон, и направления среза относительно годичных колец.

Различают следующие виды шпона (табл. 9):

1) радиальный;

2) полурадиальный;

3) тангентальный;

4) тангентально-торцовый.

Таблица 9

Виды шпона

Толщина строганого шпона в зависимости от используемой древесины указана в табл. 10.

Таблица 10

Толщина строганого шпона

В продаже представлен строганый обрезной (обрезается по длине с двух сторон), строганый прирезной (обрезается по длине с одной стороны) и необрезной шпон. Маркировку строганого шпона следует расшифровывать следующим образом: дуб Р1–0,8 – шпон, изготовленный из древесины дуба, вид – радиальный, сорт – 1, толщина листа составляет 0,8 мм.

Лущеный шпон может применяться как в качестве подслоя, так и для лицевой облицовки. Его получают посредством среза по спирали тонкого слоя древесины. Для этого берут ольху, березу, дуб, ясень, липу, кедр и лиственницу. В результате получается шпон, текстура которого близка к тангентальной. Следует отметить, что по декоративным качествам он уступает строганому шпону.

В зависимости от обработки и качества древесины лущеный шпон лиственных пород бывает пяти сортов – А, АВ, В, ВВ и С. А шпон хвойных пород представлен четырьмя сортами – АХ, АХВ, ВХ и СХ.

Для лицевой облицовки применяются все виды лущеного шпона листовых пород. Они представлены в продаже в виде листов шириной 150–2500 мм и длиной 800–2500 мм. Толщина шпона лиственных пород составляет 0,35–1,25 мм, хвойных – 1,2–4 мм.

В большинстве случаев это шпон красного дерева (красно-коричневого цвета), ореха (обладает интересной текстурой), дуба (желто-коричневого цвета), бука (оранжевого цвета) или ясеня (розово-желтого цвета и с волнистой текстурой).

В зависимости от желаемого декоративного эффекта можно сделать любой набор шпона. Он может быть простым или фигурным. В первом случае все полосы шпона должны быть одинаковыми (либо близкими по цвету и текстуре) и иметь продольное направление волокон, а текстуру следует располагать симметрично оси набора.

Фигурный набор (рис. 76) предполагает выполнение различных рисунков из отрезков шпона: в рост, с контрастными полосами, в крест, в шапку, в елку и др.

Рис. 76. Набор шпона: а, б – в рост; в, е – в крест; г, д – с контрастными полосами; ж – в шапку; з – с фризом; и – в конверт

Набор в рост может выполняться вдоль или поперек пласти. При этом направление волокон шпона не должно совпадать с таковым на облицовываемой поверхности. Последнее очень важно, иначе при усыхании древесины наклеенный шпон может покрыться трещинами.

По желанию можно использовать поперечный или косой набор. При подборе шпона важна длина имеющихся листов: если она меньше длины облицовываемой поверхности, то их следует располагать в поперечном направлении, чтобы не было стыка по длине. Если шпон очень маленького размера, подбирают рисунок в двух направлениях: по ширине и длине с использованием фриза или контрастных полос, сделанных из шпона других пород. Другой вариант – набор кусков шпона методом «в елку» под углом в 45° к краям детали. Надо помнить о том, что стороны шпона имеют определенные отличия. Правая (лицевая) сторона – наружная, она состругивается с чурбана, а левая (обратная) сторона более рыхлая и нередко имеет микротрещины.

Для шпона бревна разрезают на кряжи, выдерживают в горячей воде либо обрабатывают паром. Это нужно для смягчения материала и придания шпону нужного цвета.

Для лицевой облицовки следует использовать правую сторону шпона. При выполнении разметки обязательно оставляют припуск в 4–5 мм: это потребуется для подгонки стыков.

Резать шпон нужно хорошо заточенным ножом, прикладывая линейку. Сначала нажим должен быть незначительным, а затем его можно усилить. Чтобы отрезать шпон, потребуется сделать ножом 3–4 прохода. Если двигаться вдоль волокон, то не нужно вести лезвие навстречу годичным слоям, так как в результате произойдет косой разрыв материала между слоями.

Разрезать нужно только в направлении годичных слоев. Если надо резать шпон поперек волокон либо под углом, то сначала с помощью ножниц выполняют встречный надрез длиной 10–15 мм. Это поможет избежать разрыва шпона при надавливании на него ножом.

Если шпон необходимо вырезать по кривой линии, то действуют ножницами. Для фуговки кромок собирают листы шпона в пачку толщиной 18–20 мм, аккуратно зажимают струбцинами и обрабатывают фуганком.

Чтобы проверить качество фугования, прикладывают листы друг к другу обработанными кромками. Если между ними не будет зазора, это значит, что фугование выполнено качественно. Нарезают заготовки шпона, раскладывают их поочередно на каждой оклеиваемой детали и смотрят, правильно ли выполнен набор. Особое внимание обращают на точность стыковки.

Для удобства заготовки нумеруют, эти же номера ставят и на соответствующие листы облицовываемой поверхности. В местах стыковки проводят стыковочные линии.

Прежде чем приступить к наклеиванию шпона, внимательно осматривают облицовываемую поверхность. При необходимости устраняют неровности, сколы, выбоины и другие повреждения. После этого поверхность обрабатывают шкуркой.

Если основа сделана из хвойных пиломатериалов, нужно проверить, не выступает ли где-нибудь смола. Ее необходимо аккуратно соскоблить ножом и промыть очищенную поверхность 5–6 %-ным раствором кальцинированной соды.

Шпон очень плохо приклеивается к сучкам, поэтому их рекомендуется высверлить, а отверстия заделать пробками с помощью клея. Оптимальная влажность шпона составляет 8 – 10 %, а влажность облицовываемых деталей – 7–9 %.

Чтобы выровнять поверхность основы, используют шпатлевку следующих составов:

1) 60 частей канифоли, 30 частей цинковых белил, 10 частей древесной муки (канифоль предварительно расплавьте);

2) 67 частей карбамидного клея и 33 части древесной муки.

Наиболее подходящим для наклеивания шпона является белковый клей (костный и мездровый). В случае использования такого средства обязательно проверяют его: в приготовленную массу погружают деревянную палочку, хорошо перемешивают и достают ее. Качественный клей стекает с нее прозрачной непрерывной струей. Если же масса стекает каплями, значит, клей недостаточно густой и не подходит для фиксирования шпона. Слишком густой клей стекает очень медленно или не стекает вовсе. Такое средство также нельзя применять для облицовки шпоном.

Чтобы не выбрасывать испорченный состав, в первом случае добавляют твердые частицы клея, а во втором – воду. После этого клей разогревают до нужной консистенции и снова проверяют с помощью деревянной палочки.

При изготовлении мебели на фабриках шпон наклеивается в гидравлических прессах с системой подогрева. В домашних условиях не остается ничего другого, как применять ручной способ. Он заключается в том, что на подготовленную поверхность древесины наносится тонкий слой клея (вдоль волокон). При этом нужно следить, чтобы не было комочков и сухих (необработанных) участков. После нанесения слоя клея деталь выдерживают в течение 3 мин, после чего кладут на нее листы шпона. Поместив шпон на основу, аккуратно разглаживают его с помощью чистой увлажненной ткани, а затем притирают.

Обращаем внимание на то, что утюг или притирочный молоток должны быть подогреты до температуры 160–170 °C. Это необходимо для того, чтобы состав под шпоном нагрелся и чтобы усилились его клеящие свойства. Шпон притирается вдоль волокон по направлению от центра к краям.

В процессе притирки стараются выдавить излишки клея и пузырьки воздуха. Выполняют эту процедуру до полного приклеивания шпона. Излишки клея нужно сразу же удалить влажной тряпкой.

В некоторых случаях шпон наклеивается так: на основу наносится тонкий слой клея и оставляется до полного высыхания. Через 40–50 мин поверхность клея нужно обработать мокрой тряпкой (или губкой), положить на нее листы шпона и притирать их с помощью разогретого утюга. При правильном выполнении этой процедуры шпон наклеивается быстро и прочно.

Для удобства листы шпона перед наклеиванием можно собрать в стопку нужных размеров. Раскладывают их (в соответствии с подбором) лицевой стороной вверх, стыкуют отфугованные кромки и скрепляют их клеевой лентой. Набор следует перевернуть и поместить на облицованную поверхность.

В домашних условиях проще всего наклеивать шпон отдельными листами последовательно (один за другим). Работать в этом случае нужно, двигаясь от центра к краям. Наносят клей не на всю поверхность сразу, а лишь на тот участок, куда наклеивается очередной лист шпона, помня, что набор пронумерован и очерчен.

Основная сложность при таком способе облицовки обычно заключается в том, что влажный шпон закручивается и расширяется поперек волокон. Таким образом, как только притерт первый лист и наклеивается следующий (рядом с ним) вдоль стыка, который параллелен волокнам, сразу же появляется складка, связанная с расширением шпона. Если снова притереть этот участок за счет сдвига листа, то, после того как он высохнет и лист шпона сожмется, шов разойдется. Чтобы этого не произошло, следующий лист нужно притирать не впритык к предыдущему, а с небольшим нахлестом на него. После расширения шпона нахлест нужно разрезать так, чтобы подровнять оба листа шпона.

Обрезанные полоски удаляют, а место стыка листов снова притирают теплым утюгом. Чтобы предотвратить расхождение шва, поверх него следует наклеить клеевую ленту, которую через некоторое время можно будет удалить.

Вощение

Вощение используется для древесины пористых пород (орех, бук, дуб) и представляет собой процесс нанесения и растирания специальных мастик. Предварительная подготовка в виде грунтования в данном случае не требуется, поскольку восковые мастики сами по себе являются хорошими заполнителями и очень прочно держатся на поверхностях.

Перед вощением древесину необходимо зачистить, отшлифовать и удалить ворс.

Наиболее распространены следующие рецепты восковых мастик:

– 30 частей воска, 10 частей стеарина, 10 частей мыла, 40 частей скипидара, 10 частей канифоли;

– 25 частей воска, 12 частей мыла, 5 частей охры, 18 частей раствора поташа, 40 частей канифоли;

– 35 частей воска, 60 частей скипидара (бензина), 5 частей канифоли.

Канифоль, стеарин и воск расплавьте при температуре 80–90 °C. В полученную смесь добавьте водный раствор поташа и раствор с мыльной стружкой. Наносите приготовленную мастику с помощью жесткой кисти и следите за тем, чтобы покрытие было однородным, без пропусков.

Мастику следует использовать охлажденной до 20–25 °C и сушить при комнатной температуре не менее 24 часов.

После того как поверхность полностью высохнет, ее следует отполировать суконкой. Сначала у вас могут возникнуть с этим сложности из-за налипания на нее воска, но по мере работы темная и грязная поверхность древесины будет становиться гладкой и блестящей, станет видна текстура.

После полировки древесину следует высушить (не менее 24 ч), а затем протереть мягкой чистой тканью.

Для усиления глянцевого эффекта можно покрыть поверхность смесью щелочного лака и щелочной политуры, взятых в соотношении 1:1.

Осуществляя вощение деревянной поверхности, следует стремиться к тому, чтобы получить ровный тонкий слой. Б противном случае дерево темнеет.

Полирование

Полирование представляет собой многократное нанесение на древесину тонких слоев политуры. В результате поверхность приобретает почти зеркальный блеск. В большинстве случаев для этой процедуры используется шеллачная политура, образующая эластичную светостойкую пленку и обладающая высокими полирующими свойствами.

Для полировки применяют тампон из шерстяной ткани, обернутый в сухой лен, который не оставляет на обрабатываемой поверхности мелких волокон. Смочив его в небольшом количестве политуры, делают пробные мазки на черновой поверхности.

Если тампон изготовлен и наполнен составом правильно, то контрольные мазки должны сразу исчезнуть. Но если он слишком сильно смочен политурой, след получится заметным и будет долго высыхать.

Полирование включает 4 этапа: грунтование и 3 полировки. Грунтование выполняется такой же политурой, но в виде 10 %-ного раствора. Тампон нужно легкими движениями перемещать по поверхности. После этого она должна сохнуть в течение 5 суток при комнатной температуре. Затем древесина шлифуется шкуркой М-40. Для этой цели можно также использовать порошок пемзы. Его можно получить путем растирания двух кусков пемзы друг о друга. Затем порошок следует высыпать на поверхность, слегка увлажненную водой, и растереть кусочком тонкого сукна. После того как древесина приобретет ровный матовый блеск, ее протирают фланелевой тканью насухо.

Первый и второй этапы полирования выполняют с использованием более жидкой политуры (8 %-ной). Тампон нужно перемещать по поверхности интенсивнее, чем при грунтовании, совершая зигзагообразные движения. Время высыхания после первого полирования составляет 4 суток, а после второго – 5 суток. Очень важно позаботиться о защите полируемой поверхности от попадания пыли. Финишное полирование следует выполнять еще интенсивнее, используя более жидкий состав (6 %-ную политуру) и перемещая тампон в двух перекрестных направлениях, выписывая «восьмерки».

Если все 4 этапа полирования выполнены правильно, то в результате получится ровная гладкая поверхность с равномерным зеркальным блеском. После финишной полировки детали следует оставить на 72 ч и лишь затем собирать изделие.

В продаже имеются специальные разравнивающие полировочные жидкости, которые улучшают внешний вид поверхностей и обладают термопластичностью.

Средство марки «РМЕ» используется для разравнивания нитролаков с помощью тампонов вручную. В его состав входят растворители, добавка ОП-10 и вазелиновое масло.

Распределительная жидкость НЦ-313 содержит раствор коллоксилина, пластификатора и смолы в смеси растворителей. Она применяется для разравнивания нитролаковых покрытий. НЦ-314 (нитрополитура) подходит для полирования нитроцеллюлозных лаковых покрытий.

После полировки вазелином и льняным маслом на поверхности остаются жирные пятна, которые можно удалить с помощью этилового спирта (после окончательного высыхания). Это способствует дополнительному выравниванию пленки.

Лакирование

Цель лакирования – получение на поверхности зеркальной пленки. Перед началом лакирования очищают древесину от ворса и грунтуют ее. Для удаления ворса увлажняют поверхность ватным тампоном, обернутым марлей. Его смачивают водой, отжимают и проводят им вдоль волокон, потом поперек них и снова вдоль. Обработанную таким образом поверхность следует сушить в течение 1,5–2 ч, после чего нужно отшлифовать вдоль волокон среднезернистой, а затем мелкозернистой шкуркой.

Процедуру шлифования надо проводить до тех пор, пока не удалится весь поднявшийся от влаги ворс.

После удаления пыли приступают к грунтованию. Это необходимо для заполнения пор древесины и лучшего сцепления лака с поверхностью.

Используют один из следующих составов:

– грунт под спиртовые и масляные лаки для пород древесины с крупными порами: 6 частей канифоли, 15 частей скипидара, 5 частей казеина, 25 частей воды;

– грунт под масляные лаки: олифа;

– грунт под нитролаки: 15 частей целлюлозы, 30 частей растворителя № 646, 0,5 части касторового масла;

– грунт под спиртовой и шеллачный лаки: 30 частей борного шеллака, 15 частей спирта-сырца;

– грунт под нитролаки и спиртовые лаки: 3 части олифы, 1 часть скипидара.

Для грунтовки также требуется ватный тампон, обернутый марлей. Состав наносят на поверхность сначала круговыми движениями, а затем вдоль волокон.

Загрунтованная деталь должна сохнуть не менее 48 ч. После этого ее обрабатывают мелкозернистой шкуркой, двигаясь вдоль волокон. При этом необходимо действовать осторожно, чтобы не протереть грунтовочный слой.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ ОТДЕЛКИ

Существует несколько разновидностей специальной отделки древесины. К ним относится отделка ее под металлы, которую осуществляют одним из трех способов:

1) металлизацией (нанесением расплавленного металла);

2) бронзированием (покрытием металлической пудрой);

3) золочением либо серебрением (наклеиванием соответствующей фольги).

На поверхность деревянного изделия могут наноситься орнаментальные или сюжетные рисунки. Материалы, их образующие, вставляют в предварительно вырезанные углубления или одновременно с фоном наклеивают на поверхность изделия в виде сплошного наборного покрытия. Различают такие техники, как мозаика, интарсия, маркетри, инкрустация, наборное облицовывание.

Поверхность изделий украшают орнаментальным узором, выполненным красками или нанесенным посредством выжигания.

Нередко используют и такие способы отделки, как резьба по дереву (она бывает прорезной, рельефной, скульптурной, комбинированной), выпиливание, токарная обработка. Применяют и тиснение, то есть горячее прессование, в ходе которого на поверхности изделия возникает рельефный узор.

Прежде чем осуществлять специальную отделку изделия из дерева, оно должно пройти необходимую подготовку, включающую отбеливание, протравливание, грунтование и обессмоливание.

Глава 6 Плотничные и столярные работы

Квалифицированному плотнику и столяру доступен широкий спектр работ – начиная от изготовления простейшего предмета мебели и заканчивая постройкой деревянного дома, бани и др.

СРУБ, СТЕНЫ И ПЕРЕГОРОДКИ

Помимо кирпича, не менее экологичным материалом по-прежнему остается дерево.

Сруб

Деревянные дома отнюдь не редки. Но необходимо признать, что постройка сруба сопряжена с достаточными трудностями и трудоемкостью. Кроме того, сложность способов соединения бревен требует наличия определенного опыта.

Обычно материалом является сосна, но используют также ель и осину. Важно, чтобы дерево не имело пороков и дефектов, не было заражено насекомыми, а его влажность не превышала 23 %. Бревна заготавливают необходимой длины и лучше одинаковой толщины (возможный допуск не должен быть больше 30 мм). Со стороны комля их стесывают с внутренней стороны, выравнивая по толщине, равной диаметру вершины, и придавая концам овальную форму. Чтобы высота сруба увеличивалась равномерно, бревна чередуют, укладывая тонкие концы на толстые. Уложенный ряд бревен называется венцом, а первый венец – окладным. Для последнего требуется подобрать особенно качественную древесину, лучше всего дубовую. Уложенные один на другой венцы называются срубом. Для усиления прочности венцов рубленых стен их по длине фиксируют шипами (сечение – 120–150 × 60–70 × 25 мм) с шагом в 1–1,5 м. С учетом осадки стен (за 1–1,5 года сруб оседает на 5 % от его первоначальной высоты) глубина гнезд под шипы должна быть на 20–30 мм больше.

Бревна в срубе должны быть уложены определенным образом (рис. 77). Расположение годичных колец на дереве различно с южной и северной сторон. В первом случае расстояние между ними больше, чем во втором. А это означает, что северная сторона бревна более устойчива к природно-климатическим факторам, поэтому и в срубе бревна должны смотреть этой стороной наружу.

Первый венец также кладут по-особому. Сначала его отесывают на 2 канта, один из них помещают на фундамент (ширина канта должна быть не менее 15 см, что обеспечит устойчивое положение венца), а другой направляют внутрь сруба. Помимо того что фундамент гидроизолируют, окладной венец пропитывают антисептиком, что сделает его влагостойким.

Рис. 77. Укладка бревен в сруб с учетом расположения годичных колец: 1 – наружная сторона; 2 – внутренняя сторона

На окладной венец кладут следующий и т. д., причем стены поднимают одновременно по всему периметру. По углам бревна соединяют двумя способами – «в обло» или «в лапу» (рис. 78).

В первом случае концы бревен выступают наружу на величину диаметра бревна. С одной стороны, лес расходуется неэкономно, но с другой – углы стен становятся непродуваемыми. Во втором случае соединение выполняется без остатка. Независимо от выбранного способа стены теплоизолируют мхом, паклей и пр.

Если сруб предполагают эксплуатировать при температуре до -30 °C, то для него подбирают бревна диаметром 220–240 мм. Если температура опускается ниже, то 260 мм.

Рис. 78. Выполнение углов сруба: а – «в обло»; б – «в лапу»; в – закрепление венцов шипами: 1 – гнездо; 2 – потайной шип; 3 – коренной шип

Рубку «в обло» (рис. 79) осуществляют следующим образом.

Сначала 2 бревна укладывают на противоположные стороны, на них поперек – 2 других, после чего на верхних бревнах делают разметку пазов, которые вырубают топором. Чтобы определить величину паза («чашки»), используют чертилку. Ее ножки раздвигают на 0,5 диаметра нижнего бревна и отмечают на верхнем. После того как «чашка» выбрана, проверяют ее точность и, если потребуется, корректируют (рис. 80).

Рис. 79. Разметка рубки «в обло»

Рис. 80. Форма «чашки»: – правильная; 2 – неправильная

Оставшиеся бревна размечают и укладывают таким же образом. Бревна каждого венца, кроме окладного, помимо «чашки», имеют пазы под шипы.

Для срубов «в лапу» (рис. 81) подходят бревна одинакового диаметра. Сначала их концы отесывают на 4 канта, отступив на 1–1,5 диаметра от конца, а потом размечают «лапы» на торцевых сторонах.

Рис. 81. Разметка соединения и рубка углов «в лапу»

Для этого торцевую и вертикальные стороны делят на 8 частей, через полученные точки проводят линии строго параллельно сторонам. Для облегчения разметки ребер вводят буквенные обозначения – АБ, ВГ, ДЕ, ЖЗ. На каждом из них осуществляют разметку, откладывая сверху и снизу соответственно:

1) для ребра АБ – 1/8 части;

2) для ребра ВГ и ДЕ – 2/8 части;

3) для ребра ЖЗ – 3/8 части.

Найденные точки соединяют и получают ребра «лапы», которые соответственно составляют:

1) АБ – 6/8 части;

2) ВГ и ДЕ – 4/8 части;

3) ЖЗ – 2/8 части.

Для окончательного формирования «лапы» лишнюю древесину выбирают. Для облегчения последующей работы бревно используют как шаблон.

Как и при рубке «в обло», при рубке «в лапу» делают пазы и скрепляют венцы шипами, потайным или коренным. Шип должен составлять треть ширины и длины «лапы» и устанавливаться вплотную к внутреннему углу (рис. 82).

Поскольку соединение «в лапу» менее герметичное, угол снаружи теплоизолируют и забивают доской. В случае необходимости бревна сращивают (рис. 83).

Рис. 82. Рубка «в лапу» и крепление углов коренным шипом

Рис. 83. Способы сращивания бревен: а – прямым шипом по длине; б – соединение бревен шипами

После того как сруб установлен, его накрывают рубероидом и оставляют на 1 год для осадки.

Оконные и дверные блоки не устанавливают вплотную к стенам. Сверху обязательно оставляют зазор высотой 4–5 см, который теплоизолируют, а снаружи прикрывают нащельниками.

Далее под сруб подготавливают фундамент, гидроизолируют его, после чего на него помещают подкладную доску толщиной 50–60 мм, обмазанную битумом, и слой изолирующего материала. На такое основание укладывают последовательно все венцы, перемежая их, например, паклей, причем сначала сруб предварительно собирают не на фундаменте.

Стены

Рубленая стена в разрезе представлена на рис. 84.

Рис. 84. Конструкция рубленой стены: 1 – отмостка; 2 – цоколь; 3 – сруб; 4 – оконный проем; 5 – черный пол; 6 – чистый пол; 7 – балка перекрытия; 8 – скоба; 9 – мауэрлат; 10 – стропило; 11 – засыпка; 12 – кровля

Длинная рубленая стена будет стоять прочно и надежно, если на расстоянии примерно 6,5 м разместить внутренние рубленые стены, причем диаметр бревен должен быть 22 см. При диаметре 25 см расстояние между внутренними рублеными стенами может достигать 8,5 м. Если оно еще больше, наружные стены обязательно укрепляют сжимами. Это парные брусья сечением 120 × 140 мм (или 150 × 200 мм), установленные с шагом в 6,5 м (8,5 м), которые стягивают болтами диаметром 16–20 мм на расстоянии примерно 1 м по высоте. От концов они должны быть удалены на 25–40 см.

Преимущество рубленых стен состоит в том, что они не требуют дополнительной отделки и утепления, кроме того, для их возведения не понадобятся даже гвозди, поскольку сопряжения стен выполняются с большой точностью.

Внутренние и наружные стены соединяют «ласточкиным хвостом» (рис. 85). Для соединения балок чердачного и междуэтажного перекрытия используют врубку под названием «глухой сковородень» (рис. 86).

Рубленые стены нуждаются в утеплении, для чего проводят конопачение, после того как стены осядут и просохнут. В качестве утеплителя используют волокнистые материалы, обработанные специальными составами и просушенные. Для этого можно взять, например, паклю, мох или войлок, обработав битумом. Волокнистые материалы забивают в пазы специальными инструментами – конопатками (рис. 87).

Рис. 85. Выполнение соединения «ласточкин хвост»: 1 – наружная стена; 2 – внутренняя стена

Рис. 86. Выполнение врубки балки перекрытия: 1 – балка перекрытия; 2 – верхний венец; 3 – соединение «глухой сковородень»

Рис. 87. Разновидности конопаток: 1 – наборная; 2 – кривая; 3 – дорожник; 4 – разбивная

Пряди волокнистого материала вставляют в пазы и уплотняют, помогая конопаткой. Потом, соединив новую прядь со старой, заложенной при возведении сруба, их вбивают между бревнами, создавая валик. При выполнении конопачения нужно помнить, что:

1) все венцы конопатят последовательно по периметру. В противном случае не избежать перекоса стен;

2) чтобы не повредить дымовую трубу, засыпку и обмазку трубы удаляют, образуя зазор между перекрытием, трубой и кровлей. Это необходимо потому, что после завершения конопачения высота сруба увеличивается на 10–15 см;

3) закончив наружные работы по конопачению, переходят к внутренним.

Брусчатые стены

Стены бывают и брусчатыми, для чего используются брусья (напомним, что брус – это обработанное на 4 канта бревно) сечением 120–140 мм. В зависимости от зимних температур ширина бруса наружных стен может достигать 150 мм (при -30 °C) и 180 мм (при более низкой температуре). Это важно, если предполагается эксплуатировать дом зимой.

Для внутренних стен и перегородок достаточно, чтобы брус имел ширину 100 мм.

По сравнению с рублеными брусчатые стены более экономичны благодаря минимальным отходам древесины. Более того, сама работа менее трудоемкая (в 3 раза). Рубка бревен «в обло» или «в лапу» достаточно трудная, а соединение вполдерева, которое используется для фиксации брусьев, может выполнить и начинающий плотник. Немаловажно и то, что брусья приобретают в готовом виде, чтобы избежать расхода древесины и больших трудозатрат при самостоятельной их подготовке. Такой материал соединяется быстро, что существенно ускоряет работу.

Так как брусчатые стены не столь подвержены осадке, как рубленые, их сразу укладывают на подготовленный фундамент.

Между ними также имеется слой теплоизоляции (например, пакля и др.). Брусчатые стены соединяют с помощью нагелей диаметром 30 мм и длиной 200–250 мм, под которые предварительно просверливают отверстия (их глубина должна быть больше длины нагеля на 20–40 мм).

Чтобы соединить сразу несколько брусьев, отверстия размещают одно под другим. Угловые соединения брусчатых стен выполняют разными способами, как показано на рис. 88.

Такой способ соединения брусьев обеспечивает вертикальную устойчивость стены.

Рис. 88. Выполнение угловых соединений брусчатых стен: а – коренным шипом; б – врубкой вполдерева

В деревянном домостроении применяется пиленый (нестроганый) брус равностороннего сечения (100 × 100, 120 × 120, 140 × 140, 150 × 100, 150 × 150, 160 × 160, 200 × 150, 200 × 200 мм).

Поскольку у брусчатых стен угловые соединения являются слабым местом, их нужно теплоизолировать так, как показано на рис. 89.

Рис. 89. Теплоизоляция углового соединения брусчатой стены (все размеры указаны в миллиметрах): 1 – шипы; 2 – пакля; 3 – обшивные доски

Технологически возведение брусчатых стен практически такое же, как и выполнение рубленых. Конструкция готовой брусчатой стены в разрезе показана на рис. 90.

Рис. 90. Конструкция брусчатой стены: 1 – брусья; 2 – оконный блок; 3 – конопатка; 4 – слой штукатурки; 5 – щитовой накат по балкам; 6 – засыпка; 7 – стропило; 8 – слив; 9 – продух; 10 – слой гидроизоляции; 11 – пол

Плоские горизонтальные швы брусчатых стен подвержены проникновению во внутреннее помещение влаги, уменьшить которое можно, если у брусьев с наружной стороны снять фаску шириной до 30 мм. После этого брусчатые стены (как и рубленые) конопатят, олифят и окрашивают. Но можно и облицевать их кирпичом. Стенку из него толщиной в 1/2 кирпича возводят на некотором расстоянии от деревянной стены (5–7 см), чтобы обеспечить проветривание внутреннего пространства, и на уширенном цоколе. По мере кладки нужно устраивать металлические связи через 30–40 см по высоте и 100–150 см по длине.

В настоящее время можно приобрести профилированный брус, в котором выполнены прямоугольный паз и гребень (рис. 91) (в окладном венце предусмотрен только гребень). Это значительно повышает теплоизолирующие характеристики брусчатой стены.

Еще более новой технологией является использование клееного бруса. Для его изготовления тангенциально распиливают доски, которые называются ламелями, и склеивают их. При этом совпадение направления волокон древесины исключено. В результате получается монолитный брус, который лишен недостатков обычного (сучки, трещины, сколы и пр.), устойчив к гниению и поражению насекомыми. Кроме того, его текстура очень декоративна. Поскольку этот материал достаточно легкий, то и закладки мощного фундамента не требуется. Но необходимо признать, что один крупный недостаток у клееного бруса все-таки есть – высокая цена.

Рис. 91. Особенности сопряжения профилированных брусьев

Экономичными (расход материалов в 2 раза меньше) и, что весьма существенно, доступными по стоимости являются каркасные и панельные стены, которые не дают осадку и долговечны, особенно при соответствующей обработке (40–50 лет).

Каркасные стены

Каркасные стены (рис. 92) представляют собой каркас, который обшит с обеих сторон каким-либо материалом (досками, листовым материалом), а промежуток заполнен утеплителем (минеральной или стеклянной ватой, опилками и пр.).

Немаловажной особенностью каркасных стен является то, что их строительство не требует больших трудозатрат, применения механизмов и вполне доступно человеку без наличия определенного опыта.

Рис. 92. Конструкция каркасной стены в разрезе: 1 – наружная обшивка; 2 – брусья каркаса; 3 – внутренняя обшивка; 4 – слой пароизоляции; 5 – отлив; 6 – утеплитель

Под них обычно закладывают столбчатый фундамент. Кроме того, такие стены не имеют стыковочных швов, при выполнении которых на брусчатых или рубленых стенах без навыка не обойтись. Самое главное при строительстве каркасных стен – правильно выполнить узлы цоколя и карниза (рис. 93). Помимо этого, результат зависит и от качества утеплителя.

Рис. 93. Выполнение узлов каркасной стены: а – цокольного; б – карнизного; 1 – наружная обшивка; 2 – слой пароизоляции; 3 – внутренняя обшивка; 4 – утеплитель; 5 – асбестоцементный лист; 6 – продух; 7 – дощатая обшивка на откосе

В отличие от бревенчатых и брусчатых домов каркасные не подвержены осадке, поэтому к отделочным работам можно приступать без промедления. Каркасные технологии достаточно просты, не столь материалоемки, как, например, кирпичные, поэтому и более экономичные.

Для элементов каркаса (несущих стоек, обвязок, подкосов жесткости), схема которого представлена на рис. 94, подбирают бруски сечением 50 × 100 и 100 × 100 мм. Вертикальные стойки располагают на расстоянии 0,5–1,5 м, чтобы потом между ними можно было установить оконные и дверные блоки. Если угловые стойки выполняют из брусьев, то для промежуточных вполне подойдут доски сечением 50 × 100 или 60 × 120 мм. Для надежности нижнюю обвязку делают по типу окладного венца из бревен или брусьев. В зависимости от того, как будет устроен пол, балки пола врубают в нижнюю обвязку (тогда ее нужно делать из 2 венцов) либо кладут на столбики (в этом случае достаточно 1 венца). Каркас и все его детали соединяют гвоздями.

Рис. 94. Схема каркаса стены: а – общий вид: 1 – подкос; 2 – ригель; 3 – стойка; 4 – нижняя обвязка; 5 – половая балка; 6 – верхняя обвязка; 7 – потолочная балка; б – врубка подкоса: 1 – подкос; в – врубка балок: 1 – балка; 2 – обвязка

Особую устойчивость каркасу придают подкосы, которые врезают сковороднем заподлицо с обвязкой. Поверх стоек кладут верхнюю обвязку, используя соединение на прямой шип. На нее будут опираться потолочные балки, а на них, в свою очередь, – стропильные ноги. За неимением подходящих брусьев балки можно сделать из досок сечением 50 × 200 мм, поставленных на ребро.

Дополнительная жесткость каркаса достигается укладкой цокольного и чердачного перекрытия, а также внутренними стенами и перегородками.

С внутренней стороны под обшивкой прокладывают слой пароизоляции (из самых дешевых материалов можно назвать пергамин и рубероид).

Промежуток между наружной и внешней обшивкой заполняют утеплителем (органическим или неорганическим). Важно, чтобы он был эффективно использован, поэтому недопустимы уплотнение и осадка сыпучих материалов, намокание и загнивание органических материалов.

Неорганические утеплители (доменный шлак, керамзит и др.) засыпают частями и утрамбовывают, а органические (опилки, стружку и пр.) смешивают с известью-пушонкой (не менее 10 % от их объема) и укладывают также слоями толщиной 200–300 мм, после чего оставляют для высыхания примерно на 3–5 недель.

Поскольку сыпучий утеплитель имеет свойство со временем оседать, предусмотрительным будет сделать стены выше потолочных балок на 200–300 мм, а по мере оседания засыпки добавлять новые порции. Под окнами удобнее вложить плитные теплоизоляционные материалы.

Помимо представленных материалов, можно использовать минеральную вату, фибролит и др. Рулонные и плитные материалы прибивают гвоздями, а швы заделывают гипсовым раствором или конопатят. Если плиты укладывают в 2 слоя, необходимо следить за тем, чтобы швы не совпадали.

Для наружной обшивки можно использовать различный материал, например доски толщиной 20–25 мм (их прибивают гвоздями длиной 76–80 мм), вагонку, асбестоцементные листы, сайдинг и пр. Неплохо обложить каркас в 1/2 кирпича (это, конечно, сделает строительство дороже, но повысится капитальность стен, возрастут их теплоизоляционные качества, улучшится внешний вид).

При выполнении внутренней обшивки применяют ДВП, ДСП, гипсокартон или оштукатуривают стены по дранке и наклеивают обои.

Легкие стенки, которые разделяют внутренние помещения, называются перегородками. Они возводятся из различных материалов, в частности из дерева, кирпича, шлакобетона, гипса, стекла.

Перегородки

Для деревянных перегородок подходит только сухая древесина. В готовом виде их толщина должна быть не менее 50–100 мм. Перегородки из дерева опираются на лаги снизу и проходят по балкам сверху.

Материалом для них служит обрезная доска толщиной 40–50 мм, шпунтованные или с выбранными четвертями доски.

Деревянные перегородки бывают одинарными и двойными.

Тройные перегородки устраивают в том случае, если необходимо добиться высокой степени тепло– и звукоизоляции. Для их возведения изготавливают рамы большой ширины, что позволяет прикрепить к ним и прокладку, и доски.

Первые возводят из строганых или нестроганых досок (последние штукатурят, при этом доски надкалывают, чтобы штукатурка не пошла трещинами). Чтобы установить перегородку, к потолку прибивают доску, к которой с одной стороны прикрепляют треугольный брусок. На него и опираются доски перегородки, которые потом дополнительно фиксируют еще одним треугольным бруском.

А еще можно к балке и полу прибивать бруски, которые будут играть роль паза. С одной из сторон верхние и нижние направляющие не должны доходить до стены 250–300 мм, чтобы через это «окно» можно было вставлять доски перегородки. Чтобы они легко входили в образованный паз, доски должны быть на 10 мм короче расстояния между верхней и нижней обвязкой. Для жесткости доски скрепляют шипами (это могут быть и гвозди), которые устанавливают с шагом 1000–1400 мм.

Если стены дома деревянные, то перегородки прибивают к ним гвоздями, если кирпичные, то в швах просверливают отверстия, в которые вставляют пробки, и к ним гвоздями прибивают перегородку.

Двойные дощатые перегородки монтируют из щитов шириной 500–600 мм, по кромкам которых выбраны четверти. Для щитов используют доски толщиной 20–25 мм, которые с двух сторон прибивают к стойкам. Промежуток между ними заполняют звукоизолирующим материалом (одинарные перегородки звукопроницаемы). Доски перегородки устанавливают как горизонтально, так и вертикально. Тогда нижние концы досок входят в паз, который образуют два прибитых бруска, а по окончании монтажа перегородки они маскируются плинтусами. Верхние концы досок прибивают к балке или потолку. Возведенную таким образом перегородку обшивают дранкой и оштукатуривают. Если между стеной и перегородкой замечают небольшие щели, их заполняют войлоком.

При использовании для перегородок тщательно обработанных досок их покрывают сначала олифой, а потом лаком или эмалью.

ПОЛ

Деревянный пол благодаря целому ряду положительных качеств (отсутствие вредных выделений, экологичность и эстетичность) по-прежнему популярен. При условии правильного выполнения подготовительных работ и собственно укладки самого покрытия он может служить длительное время. Прежде всего необходимо соблюсти некоторые условия:

1) влажность воздуха в помещении, в котором настилают деревянный пол, не должна превышать 60 %, что объясняется довольно просто: при повышенной влажности доски имеют свойство набухать и вспучиваться, а при пониженной они усыхают и подвергаются короблению и трещинообразованию;

2) влажность самих досок не должна превышать 12 %;

3) оптимальная температура при проведении работ (впрочем, и при дальнейшей эксплуатации) – не ниже 8 °C;

4) материал, предназначенный для напольного покрытия, должен быть незаряженным плесенью, грибами и насекомыми. Чтобы и потом не возникало проблем, необходимо предусмотреть в полу вентиляционные решетки, которые размещают по углам помещения. Они маскируются плинтусами, поэтому никак не портят внешний вид покрытия.

Дощатый пол

К укладке дощатого пола приступают после завершения «мокрых» работ в помещении.

Доски укладывают непосредственно на балки, если расстояние между ними не слишком большое. Если балки размещены достаточно редко, на них укладывают лаги с шагом 800–850 мм, если доски настила имеют толщину 35–40 мм. Но это средние параметры, поскольку при большей толщине досок расстояние между лагами можно увеличить до 1 м, а при меньшей – сократить до 500–600 мм. Лицевую сторону лаг опиливают или отесывают топором, поскольку доски удобнее настилать на плоскую поверхность.

Если основанием для пола служит железобетонное перекрытие (непременно очищенное и загрунтованное), расстояние между лагами (80–100 × 25 мм) обычно не превышает 400–500 мм. При этом под них подкладывают прокладки, материалом для которых служат мягкие ДВП, что продиктовано необходимостью изолировать ударный шум. Кроме того, их обрабатывают антисептиком во избежание гниения.

Лаги могут размещаться и на специально выложенных для этого кирпичных столбиках (рис. 95), которые должны быть самым тщательным образом выровнены, так как нарушение их горизонтальности приведет к возникновению различных дефектов после укладки досок. Кроме того, для обеспечения гидроизоляции на них укладывают двойной слой рубероида и слой ДВП.

Рис. 95. Укладка дощатого настила на лаги: 1 – настил; 2 – лага; 3 – деревянная подкладка; 4 – кирпичный столбик; 5 – бетон; 6 – мятая глина; 7 – грунт

Расстояние между столбиками определяется толщиной лаг. Если она равна 400 мм, то шаг между ними составит 900 мм, при 500 мм – 1100 мм, при 600 мм – 1200 мм.

Столбики могут быть и деревянными, но только в том случае, если другого материала нет. Они должны быть сухими и обработанными битумом. Более того, ту часть, которая будет соприкасаться с землей, оборачивают толем.

Деревянные полы являются не только наиболее сложными по выполнению, но также особенно прочными. Кроме того, они позволяют значительно снизить теплопроводность помещения.

Лаги никогда не укладывают вплотную к стене (перегородке). Между ними обязательно оставляют зазор примерно в 30 мм. Если не удалось подобрать лаги достаточной длины, их стыкуют. Длина лаг должна превышать 1 м. При этом необходимо так размещать их, чтобы стыкующиеся торцы были смещены относительно друг друга не менее чем на 50 см.

Важно и то, что поверхность лаг должна находиться в одной плоскости, причем ниже уровня чистого пола на толщину доски. В процессе укладки и после ее окончания это обязательно проверяют контрольной рейкой, которая при прикладывании должна касаться всех лаг. При обнаружении дефектов заниженные лаги приподнимают, подкладывая под них полоски ДВП (если лаги укладывают на песок, выступающий в роли звукоизоляции, то под них его и подбивают по всей ширине и длине). Использование клиньев недопустимо, поскольку они могут просто сгнить или выпасть в результате вибрации, что приведет к зыбкости пола.

После того как лаги будут уложены, для предотвращения смещения их временно фиксируют, прибив доску гвоздями. Деревянный пол может иметь многослойную конструкцию (помимо чистого пола, устраивают и черный пол), состоящую из деревянных лаг, уложенных на железобетонную плиту перекрытия, поверх которых настелен слой из ДСП и твердых ДВП. В результате основание получается упругим и теплым, тем более что под черный пол настилают слой полиэтилена в качестве гидроизоляции, а с обеих его сторон – алюминиевую фольгу. Для черного пола используют нестроганые доски толщиной 25 мм (или более), которые не прибивают гвоздями, а вставляют в шпунты, выбранные в балках, или укладывают на черепные бруски. Его покрывают слоем известкового раствора, просушивают и засыпают песком (керамзитом) на высоту не более половины толщины балки. Песок заливают таким же раствором и оставляют до высыхания. На него можно положить строительный картон (для улучшения звуко– и теплоизоляции), а сверху – чистый пол.

Заметим, что в коридорах лаги располагают поперек движения, а доски – вдоль. Доски чистого пола кладут по направлению света из окна. Если в доме будут сооружаться капитальные перегородки, то полы выполняют после этого, а сами перегородки делают на лагах. Полы в комнатах настилают по отдельности, что диктуется не только соображениями экономии (потребуются доски меньшей длины), но и уменьшением звукопроводности.

В качестве материала для дощатого пола используют древесину хвойных пород, доски из которой прибивают гвоздями. Желательно приобрести их заранее и выдержать в сухом помещении 1–2 месяца, уложив в штабель, который должен возвышаться над уровнем земли не менее чем на 50 см. Обычно используют обрезные доски толщиной 40–50 мм и шириной 150 мм (при большей ширине возникает вероятность коробления). Доски должны быть остроганы с трех сторон.

Необрезные доски тоже подойдут, но их или опиливают, или отесывают, после чего остругивают 2 кромки и пласть, выдерживая между ними угол в 90°.

При укладке досок необходимо учитывать направление годичных слоев, которые у смежных досок должны быть ориентированы в противоположные стороны. Если некоторые доски покороблены, их укладывают выгнутой стороной то вверх, то вниз, стараясь максимально подогнать друг к другу.

Разработаны 2 способа фиксации досок – паркетный и пакетный. При первом каждую доску укладывают и прибивают по отдельности, причем гвоздь вбивают под углом в 45° в паз или угол гребня либо прямо в гребень (рис. 96).

Рис. 96. Паркетный способ фиксации шпунтованных досок: а – в паз под углом в 45°; б – в гребень прямо; в – в гребень под углом в 45°

При втором способе гвозди вбивают с лицевой стороны.

Доски сплачивают встык, в четверть или в шпунт.

При укладке необходимо помнить о технологическом зазоре, который при выполнении дощатого пола составляет 10–15 мм. На таком расстоянии от стены и кладут первую доску, после чего прибивают гвоздями (120–150 мм) к балкам или лагам. По завершении работы щель между стеной и покрытием маскируют плинтусом. Как бы плотно ни были уложены доски, древесина все равно постепенно высыхает и дает усадку, что примерно через 7–10 месяцев может привести к образованию между ними щелей и потребовать новой укладки. Для предупреждения такого развития событий лучше прибегнуть к способу, при котором прибивают не все доски подряд, а только пятую. При возникновении необходимости плинтусы снимают, вынимают одну из неприбитых досок, используя клинья, сдвигают доски вплотную друг к другу и окончательно фиксируют двумя гвоздями. Поскольку после сплачивания между ними образуется промежуток, в него укладывают подходящую по ширине доску.

Если постройку сооружают из бревен или бруса, то напольные балки фиксируют в промежутке между вторым и первым венцом, в каркасно-щитовых постройках – поверх нижней балки рамы.

Если доски настилают встык, то нужно помнить, что их длина должна быть на 1 см меньше, чем длина помещения. Первую доску кладут у стены и прибивают, после чего укладывают еще 3 доски и, отступив на 20–30 мм от последней, в лаги вбивают скобы (так называемые скобы Смолякова, но можно воспользоваться и обычной плотничьей скобой), погружая их на треть острия. В образовавшийся промежуток вставляют 2 деревянных клина, благодаря которым уложенные доски сплачиваются (рис. 97). После того как они будут зафиксированы гвоздями, скобы извлекают и укладывают очередные доски, повторяя всю процедуру.

Рис. 97. Укладка дощатого пола: 1 – лага; 2 – скоба; 3 – клинья; 4 – доски

Следует сказать, что этот способ не лишен недостатков. Например, в месте вбивания скобы в лагу может образоваться трещина. Поэтому лучше применять другой и не менее эффективный метод: в качестве упора для предыдущей доски используют последующую, которую не прибивают окончательно, а только наживляют, оставляя небольшое расстояние между ними, после чего в зазор вставляют клинья. Благодаря им зазор между предыдущими досками устраняется. Но одну и ту же доску нельзя брать в качестве упора постоянно (только 1 раз), так как отверстия от гвоздей постепенно расширятся, а ее внешний вид пострадает.

Если предполагается дальнейшая обработка пола, гвозди нужно утопить с помощью добойника. Щели между досками не должны превышать 1 мм, а гвозди подбирают такой длины, чтобы она в 3 раза превышала толщину покрытия. Если доски имеют недостаточную длину, их стыкуют таким образом, чтобы соединение приходилось на ось балки или лаги (рис. 98).

Рис. 98. Стыкование досок

В последнюю очередь прибивают плинтус.

При использовании соединения «в четверть» первую доску располагают выбранной четвертью к стене, после чего укладывают остальные, сплачивают и прибивают таким образом, чтобы шпунт каждой следующей доски прикрывал шляпки гвоздей на предыдущей.

Каждая доска с нижней стороны имеет небольшое продольное углубление (2 мм). Это так называемый продух, благодаря которому покрытие более плотно прилегает к лагам, но при этом остается место для движения воздуха, что предотвращает образование плесени, а при повышении влажности оно подсушивается и не загнивает.

При укладке досок первую из них направляют пазом к стене, сохранив компенсационный зазор в 10–15 мм, для фиксации которого используют калиброванные прокладки. После этого ее прибивают гвоздями – по одному в каждую лагу, утапливая шляпки на 2–3 мм, чтобы они не повредили инструмент, если возникнет необходимость выровнять доски. Углубления перед покраской шпатлюют.

Очередную доску сплачивают с предыдущей, помогая себе молотком, причем ударять непосредственно по ней не рекомендуется, так как можно повредить кромку. Поэтому удары молотком наносят по деревянной прокладке. Таким образом укладывают все доски, кроме 2–3 последних. Их сначала кладут свободно, отступив от стены на 10–15 мм, после чего осаживают.

Гвозди при изготовлении дощатых полов сначала вбивают в крайние лаги, а потом – в промежуточные. При укладке последней доски ее прижимают клином и вбивают гвоздь прямо в зону плинтуса, который затем его и замаскирует.

Шпунтованные доски обычно имеют ширину от 68 до 138 мм, а толщина составляет 28 и 36 мм. У них отсутствует выемка с нижней стороны, поэтому их сложнее использовать: при наличии даже малейшей неровности их невозможно качественно уложить и приходится пристругивать поверхности.

У шпунтованной доски острогана лицевая сторона, а с кромок сняты фальцы. Шпунты могут иметь шипы (гребни) разной формы: прямую, треугольную (сегментную) и трапециевидную (так называемый ласточкин хвост). Кроме того, шпунты могут соединяться на рейку, если пазы выбраны с обеих сторон. Благодаря таким особенностям полы из шпунтованных досок получаются очень плотными, хотя и более трудоемкими в работе.

Завершающей операцией является установка плинтусов, которые выкладывают, начиная с одного из углов, выполняя по углам соединение «на ус». Чтобы отпилить их под углом в 45°, применяют стусло. Плинтус прибивают либо к полу, либо к стене, куда предварительно вставлены деревянные пробки (как это сделать, описано далее). Шляпки гвоздей не должны быть видны, поэтому их утапливают и шпатлюют.

Перед проведением работ по устройству полов места соединения обрезных досок нужно отделать с помощью фуганка. Их кладут так, чтобы годичные кольца близлежащих досок были направлены в разные стороны.

Дальнейшая отделка заключается в окрашивании или лакировании дощатого покрытия. Прежде чем окрашивать дощатый пол, его покрывают олифой, представляющей собой связующий материал для масляных красок.

Натуральная олифа производится на основе растительного масла с добавлением марганцово-свинцово-кобальтового сиккатива. По своим характеристикам к ней приближается оксидированная олифа (оксоль), после нанесения которой на поверхности остается прочная пленка. Не менее качественными являются пентафталевая и глифталевая олифы, произведенные на основе алкидной смолы. Хотя они практически не содержат растительных масел, по качеству они не хуже натурального средства.

Всегда можно проверить качество олифы простым способом. Достаточно нанести ее на стекло и поставить его под углом в 45°. Если образовавшаяся пленка сразу будет однородной и прозрачной, а через 12 ч на ней будет отпечатываться палец, значит, это качественное средство. Если пленка покрылась трещинами, то это и вовсе не олифа, а канифольный лак. Олифа, не высохшая за 20 ч, содержит в своем составе минеральные масла и непригодна для использования.

После того как олифа, нанесенная кистью на поверхность дощатого настила, просохнет, полы покрывают краской, например масляной, состоящей из пигментов, затертых на олифе. Различаются густотертые и готовые к использованию краски. При хранении они могут загустеть. Чтобы используемое средство имело соответствующую консистенцию, его разводят уайт-спиритом, скипидаром и пр.

Масляные краски характеризуются высокой износоустойчивостью и различаются по укрывистости (табл. 11).

Таблица 11

Укрывистость масляных красок

Масляные краски следует проверить на высыхание. Если приобретена готовая к применению краска, ее просто наносят на поверхность фанеры или доски пятном размером не более ладони и тонко растирают. Апробация густотертой краски несколько иная – наносят 3 пятна: краску, олифу и краску, разведенную олифой. Образцы оставляют на двое суток. По истечении этого времени проверяют, не прилипает ли краска к рукам. По этому признаку определяют, качественное ли средство. Если все в порядке, приступают к окрашиванию. Если качество краски вас не устроило, лучше приобрести другую.

Окрашивая пол, следят за тем, чтобы слой наносимой краски был тонким, тщательно растертым. Это продиктовано тем, что толстый слой не только долго сохнет, но и покрывается пузырями, потеками, а также может морщиниться. При этом расход краски возрастает, а качество покрытия не улучшается. Предпочтительнее нанести 2 тонких слоя, чем 1 толстый. Расход краски на 2 слоя составляет примерно 200–300 г/м2, на 3 слоя – 250–280 г/м2.

Окрашивание может быть простым, улучшенным и высококачественным.

Перед простым окрашиванием полы либо покрывают олифой, либо грунтуют жидкой краской и оставляют на двое суток, чтобы она просохла. После этого наносят 1–2 слоя с промежутком в 24 ч. Полы окрашивают вдоль досок и хорошо растирают, следя за тем, чтобы не оставалось сгустков и потеков. При этом не должно быть как участков, покрытых толстым слоем, таки непрокрашенных мест. По завершении работы полы оставляют на неделю, чтобы покрытие окончательно просохло. Потом его моют чистой горячей водой и в течение 6–7 дней протирают тряпкой, смоченной в горячей воде. Это необходимо для того, чтобы снять с окрашенной поверхности капли выступившей олифы.

Для фиксации плинтусов применяют шурупы. Предварительно в плинтусе, приложенном к стене, а затем и в самой стене нужно высверлить отверстия необходимого размера.

При улучшенном окрашивании полы тоже сначала олифят или грунтуют жидкой краской и дают просохнуть. После этого небольшие щели шпатлюют масляной (полумасляной или лаковой) шпатлевкой (по цвету она должна совпадать с краской, поскольку белая закрашивается сложнее; для этого на 500 г шпатлевки добавляют 50–75 г сухого пигмента или тертой краски), слой которой выравнивают, просушивают и зачищают наждачной шкуркой с мелким зерном. При необходимости (если шпатлевка дала усадку) процедуру можно повторить. Далее поступают, как при простом окрашивании: наносят 2–3 слоя, каждый раз после высыхания предыдущего.

Высококачественное окрашивание отличается от представленных выше способов тем, что при соответствующем уходе полы долго сохраняют свой первоначальный вид. Различают 2 способа такой обработки:

1. Полы покрывают олифой, просушивают, 2–3 раза шпатлюют, выравнивают и зачищают, после чего грунтуют и покрывают 2–3 слоями краски.

2. Обработанный олифой и просушенный пол шпатлюют, просушивают, зачищают и окрашивают 2–3 раза.

Плинтусы окрашивают одновременно с полом, следя за тем, чтобы не испачкать стены.

Независимо от того, какой способ окрашивания был применен, через месяц полы можно покрыть лаком, который наносят 1–2 раза, причем паркетный лак не подходит, поэтому следует быть внимательным при покупке.

Уход за полом заключается в периодическом мытье. Моющие средства (мыло, стиральный порошок и пр.) добавлять в воду не следует, поскольку это приводит к тому, что покрытие утрачивает блеск.

Со временем дощатый пол начинает скрипеть или пружинить. Кроме того, между досками появляются щели, которые не только портят впечатление, но и создают трудности при уборке. Доски скрипят в том случае, если шип шпунтованной доски сломан или недостаточно прочно сидит в пазу.

Полы становятся зыбкими по нескольким причинам:

1) расстояние между лагами слишком большое, а они слишком тонкие;

2) доски недостаточно толстые.

В таком случае необходимо снять плинтусы, поднять покрытие, причем обязательно нужно пометить доски, чтобы потом вернуть их на то же самое место. Далее можно поступить так: просто сдвинуть поближе старые лаги или положить между ними добавочные.

Если щели не очень большие, их можно зашпатлевать. Чтобы не испачкать остальную поверхность, используют трафарет, соответствующий контуру дефекта. Шпатлевку легко приготовить самостоятельно из сухих опилок, цемента М300, столярного клея и воды (5:3:2:14). Раздробленный на мелкие кусочки клей заливают водой и оставляют для набухания, после чего растапливают на водяной бане. Затем всыпают цемент и просеянные через сито с ячейками 3 мм опилки, тщательно все перемешивают и доводят до кипения. Чтобы полученная масса не застыла, ее держат в емкости с горячей водой.

Если щели настолько большие, что использование шпатлевки не имеет смысла, остается только один выход – перестелить полы.

Для этого плинтусы снимают, после чего аккуратно топором приподнимают доски и гвоздодером вытаскивают гвозди, стараясь не повредить соседние доски. Прежде чем сплотить их, проверяют состояние лаг, которые при необходимости ремонтируют, выравнивают или укрепляют.

Если покрытие выглядит совсем уж непрезентабельно, доски можно перевернуть лицевой стороной вниз. Поскольку она не выстроганная, придется заняться этим, после чего заново уложить доски на лаги и выполнить все отделочные работы.

Пол из массивной доски

В настоящее время достаточно популярны полы из массивной доски, которая представляет собой цельную доску из массива древесины. Для ее изготовления используют не только дешевую древесину сосны или ели, но и дуб, бук, клен и др. Как и паркетная доска, она имеет по кромкам пазы и гребни, поэтому основным способом для соединения является пазогребневый вариант. Длина массивной доски варьируется от 50 см до 3 м при ширине 100–150 мм и толщине 200–220 мм (параметры зависят от фирмы-изготовителя). Последняя определяет и конструкцию пола, поскольку при недостаточной толщине доски лаги должны размещаться ближе, чем принято правилами. При приобретении массивной доски в первую очередь нужно обратить внимание на целый ряд признаков:

1) влажность древесины. Она должна быть строго определенной, поскольку пересушенные доски склонны к трещинообразованию;

2) скорость реакции древесины на колебания температурно-влажностного режима. Например, при изменении влажности на 2 % буку для деформации достаточно двух недель, а дуб выдержит примерно 1,5 месяца. Наименее подверженными колебаниям температуры и влажности являются тик, мербау, ироко и др. К наиболее подверженным воздействию внешних условий относятся вишня, груша и пр. На основании этого можно сделать вывод, что в помещении следует поддерживать влажность на определенном уровне, если настелена массивная доска из «капризных» в этом отношении пород.

Доски из массива экологичны (при их изготовлении химические средства не используют), обеспечивают отличную теплоизоляцию, обладают природной текстурой и долговечны.

Массивную доску укладывают на лаги или на бетонную стяжку. В любом случае основание должно быть прочным, чистым и сухим. Первый способ наиболее простой и не связан с «мокрыми» работами. Более того, он обеспечивает нужную высоту пола и не требует идеальной стяжки. После того как уложены лаги, а между ними – утеплитель, на них настилают 2 слоя влагостойкой фанеры, на которую наклеивают массивную доску и дополнительно фиксируют ее саморезами (в гребень) с шагом в 50 см.

Если высота помещения не позволяет использовать первый способ, массивную доску укладывают на бетонную стяжку (она должна быть просушенной в течение не менее 2–4 месяцев (в зависимости от толщины слоя)), по которой устраивают гидро– и пароизоляционный слои (например, можно настелить армированную алюминиевую фольгу, подняв ее края на стены). Сверху с применением водно-дисперсионного клея кладут влагостойкую фанеру толщиной 18 мм, дополнительно фиксируя саморезами. Дальнейшая работа не отличается от способа укладки массивной доски на лаги. Напольное покрытие прослужит дольше, если использовать качественный клей. Лучше всего зарекомендовали себя двухкомпонентные полиуретановые клеи Bona, UZIN и др.

Массивная доска производится в трех модификациях – покрытая лаком, маслом (воском) и без покрытия: 1-я разновидность готова к применению сразу же, 2-я – через несколько дней, 3-я – не менее чем через 1,5 месяца, поскольку ее придется залакировать и дождаться, пока лак высохнет и наберет прочность.

Укладка массивной доски только на первый взгляд кажется простой, но без наличия определенных навыков, опыта (допускаются большие допуски, поэтому необходимо уметь подбирать доски как по размеру, так и по цвету) и инструментов ее настил лучше доверить специалисту, тем более что этот процесс может занять гораздо больше времени, чем укладка паркета.

ПЕРЕКРЫТИЕ

В том случае, если необходимо возвести постройку в 2 и более этажей, для устройства перекрытий нужно во время сборки сруба зафиксировать в его конструкции балки большой толщины и длиной до 6–8 м. С этими целями лучше всего использовать балки, изготовленные из древесины хвойных пород. А их толщина будет определяться высотой этажа. При этом прежде всего следует высчитать величину поперечного сечения с учетом того, что каждый 1 м высоты этажа соответствует 3 см толщины торца балки и 5 см его высоты.

Так, для возведения этажа высотой 2,8 м необходимо подготовить балки, ширина торцевого сечения которых будет составлять 8,4 см, а высота – 14 см. При изготовлении перекрытий высотой в 3 м нужно подготовить балки, имеющие высоту торцевого сечения 15 см, а ширину – 9 см. Если требуется устроить перекрытия, высота которых будет составлять 3,5 м, то следует взять балки с шириной торцевого сечения 10,5 см и высотой – 17,5 см.

В готовом виде перекрытия должны быть несколько выше того уровня, на котором будет находиться потолок, поскольку после усадки сруба с нижней его стороны будут фиксироваться дополнительные доски. Вследствие этого, производя расчет высоты перекрытия, необходимо внести в план допуски.

ПОТОЛОК

Все потолки по качеству применяемого материала принято делить на две основные группы: мягкие и жесткие. Мягкие потолки устраивают и в жилых помещениях, и в постройках хозяйственного назначения. Их выполняют из прочной пластиковой пленки, зафиксированной на раме.

Для выполнения жестких потолков, как правило, используют такие материалы, как ДВП, ДСП, фанера, доски, гипсокартон или сухая штукатурка. Если нужно получить абсолютно ровную поверхность, то листы рекомендуется покрыть слоем штукатурки, приготовленной в пропорции 1 часть цемента на 3–4 части песка. Отделать потолок можно также с помощью декоративных пластин пенопласта. Прикрепить их к основанию можно, применяя специальный клеящий состав. При применении листов ДВП для устройства потолка не следует забывать о том, что такой материал по прошествии некоторого времени провисает. В целях усиления конструкции рекомендуется фиксировать лаги, размещая их с интервалом не менее 400 мм. Листы твердых материалов – ДСП, ДВП, фанера, доски – следует крепить таким образом, чтобы места их соединения приходились на лаги или потолочные бруски.

Потолочные доски соединяют разными способами – пазогребневым, шпонкой, в четверть, а также шурупами и профилированными скобами.

КРЫША

Любое сооружение венчает крыша, она как последний штрих украшает (или нет) и подчеркивает индивидуальность постройки, играет главную роль в архитектурном обрамлении любого здания, в том числе и дома. Чисто утилитарное назначение крыши – защита внутреннего пространства от атмосферных осадков в виде дождя, снега, а также вообще от внешних воздействий – ветра, солнца.

Крыша представляет собой единство несущей конструкции, к которой относятся стропильные фермы и обрешетка, и собственно кровли.

Крышу составляют многие элементы, которые, однако, могут присутствовать в каждом конкретном варианте или нет. Независимо от этого надо иметь о них представление (рис. 99).

Рис. 99. Элементы крыши: 1 – скат; 2 – конек; 3 – наклонное ребро; 4 – разжелобок; 5 – карнизный свес; 6 – фронтальный свес; 7 – желоб; 8 – водосточная труба; 9 – дымоход

Скат – плоскость, служащая для отведения атмосферных осадков. Конек – это угол, который образуется в том месте, где в самой верхней точке соединяются два ската. Наклонные ребра – это наклонные внешние углы, образующиеся в результате пересечения вальмовых или многощипцовых крыш. Разжелобок – внутренний угол, который образуется двумя скатами кровли. Карнизный свес – горизонтальный край кровли над стеной дома. Фронтонный свес – наклонный край кровли над стеной дома. Желоб – приспособление с углублением, предназначенное для отвода воды.

Форму крыши определяют назначение постройки и ее размеры. Гараж, хозблок, навес постройки чаще всего кроются односкатной крышей. Обычными для жилых домов являются двухскатные и мансардного типа. Их изготовление не вызывает затруднений, кроме того, для них подходят любые кровельные материалы. На юге чаще строят вальмовые (шатровые) крыши, которые хорошо выдерживают ветровые нагрузки.

Из кровельных материалов уже традиционным является шифер. Малоэтажные дома неплохо смотрятся под черепичной крышей, но для нее необходимо усиливать стропила, чтобы они были в состоянии выдержать вес черепицы. Кровельная сталь востребована при сооружении крыши сложной конфигурации. Хозяйственные постройки обычно кроют рулонными материалами.

В одноэтажных домах, в которых несущей является средняя стена, применяют наклонные стропила, которые одним концом лежат на наружной стене, другим – на стойке, установленной на средней стене. Стропила соединяются стропильными гвоздями, скобами. К стенам сруба стропила крепятся скобами. Крепление стропил к каменным стенам осуществляется так: в стену вбивается металлический костыль (ерш), к которому проволочными скрутками в виде двух петель крепятся стропила. Ерш должен находиться на 250–300 мм ниже обреза стены. Концы стропил каменного дома лежат на брусе, который укладывается вдоль всей стены и служит для распределения нагрузки, идущей от стропил, на стену.

Между стропилами и в обрешетке, там, где пройдет дымовая труба, предусматривают противопожарный разрыв, оставляя между стропилами, обрешеткой и трубой зазор примерно 13 см.

Стропила испытывают как постоянную, так и временную нагрузку. К постоянной относится собственный вес стропил, к временной – снег, ветер, полезная нагрузка. В качестве расчетной снеговой нагрузки принимают 180 кг/м2, которая за счет значительного количества выпавшего снега может увеличиться до 400–500 кг/м2.

Стропильные фермы для крыш имеют свои особенности. Но в основе каждой из них лежит треугольник, который признается жесткой и экономичной конструкцией. Он состоит из двух стропильных ног (верхний пояс фермы) и затяжки (нижний пояс). Верхние концы стропильных ног соединяются с коньковым прогоном (горизонтальной балкой), нижние концы стропильных ног и концы нижнего пояса лежат на наружных стенах. Поскольку конструкция, которую образуют только верхний и нижний пояса, выдерживает лишь очень легкую кровлю, фермы дополнительно опираются на внутренние подпорки (стойки). Стропильные фермы предназначены для того, чтобы придать крыше необходимый уклон. Градус уклона зависит от ряда факторов, главными из которых являются следующие:

1) количество осадков. При большом количестве атмосферных осадков угол уклона равен 45° и более;

2) ветровая нагрузка. При значительных показателях угол уклона снижается;

3) вид кровли:

а) для штучных материалов предусмотрен уклон не менее 22°;

б) для рулонных – от 5 до 25°;

3) для асбоцементных листов и черепицы – 25–35° и более.

С возрастанием уклона крыши увеличивается расход кровельных материалов, соответственно, и расходы на нее.

Монтаж крыши начинают с установки крайних пар стропил, располагая их по торцевым сторонам дома. Поверх натягивают шнур в качестве ориентира для других стропил.

Стропильные фермы могут по-разному крепиться к стенам, поэтому различают конструкции с висячими и наклонными стропилами. Висячие стропила (рис. 100) лежат в одной плоскости, жестко связаны и имеют две точки опоры – на наружные стены. Нижние концы стропил опираются на мауэрлаты, обтесанные на два канта. Мауэрлат – это опорный брус. В срубах и каркасных конструкциях в качестве мауэрлата выступает верхний венец сруба или верхняя балка каркаса. В домах из кирпича мауэрлат – деревянный брус, установленный заподлицо с внутренней стороны кладки. Мауэрлаты обычно выполняют из бревен, но, экономя, также используют обрезки досок длиной 60–70 см.

Рис. 100. Висячие стропила: 1 – раскос; 2 – одинарная затяжка; 3 – доска-накладка; 4 – подкладка; 5 – наружная стена; 6 – накладка

Обычные висячие фермы состоят из стропильных ног, то есть имеют только две точки опоры. Но при этом они работают на сжатие и изгиб. В результате под тяжестью конструкции создается горизонтальная распирающая нагрузка, которая передается на стены. Для компенсации этого усилия стропильные ноги стягивают затяжками, которые представляют собой горизонтальные балки, расположенные как у основания стропил, так и выше. Правильный расчет затяжек очень важен, так как мощность балки и надежность соединения определяются высотой расположения затяжки.

Если сечение стропил недостаточное, между ними вставляют решетку из стойки, подкосов и ригеля, что существенно увеличивает жесткость всей конструкции. Стропильные ноги укрепляют скобами и привязывают проволокой толщиной 4–6 мм кершам (этот способ уже описан выше).

Предварительно подготовленные стропила поднимают на чердачное перекрытие и собирают, используя вспомогательные раскосы и распиловки из досок, которые должны временно поддерживать фермы. Узлы стропильной фермы из висячих стропил с ригелем или без устанавливают на пролеты 6–8 м.

Затяжка может быть одинарной (в этом случае на нее идет тот же материал, что и на стропила) или двойной (можно взять доски потоньше). Для ригеля берут доски толщиной 25–30 мм. Для противодействия ветровой нагрузке поперек устанавливают раскосы (связки) из досок толщиной 30–40 мм. Для усиления жесткости конструкции скатов и перераспределения нагрузки со стропильных ног на стены используют систему стоек и раскосов, которые поддерживают верхние концы стропильных ног. Раскосы выполняют из досок толщиной 30–40 мм, один конец которых прибивают к основанию стропильной ноги, другой – к середине соседней.

Сечение стропил определяется шириной пролета, шага стропил нуклоном крыши. Обычно шаг стропил не превышает 120 см (табл. 12).

Таблица 12

Выбор сечения стропильных ног

Наклонные (наслонные) стропила (рис. 101) устанавливают наклонно, что достигается использованием опор разной высоты. В качестве опор могут служить обе наружные стены или наружная и внутренняя стены. Наклонные стропила устанавливают в домах со средней несущей стеной или промежуточными опорами в виде столбов. Стропильные ноги противоположных скатов лежат на наружных стенах, а средняя часть – на внутренней стене или опорах (при ширине дома 10 м достаточно одной дополнительной опоры; если ширина дома 15 м и более, необходимы две опоры). Таким образом, все элементы данной конструкции работают только на изгиб.

Рис. 101. Наклонные стропила: 1 – раскос; 2 – мауэрлат; 3 – скрутка; 4 – наружная стена; 5 – внутренняя стена; 6 – врубка; 7 – лежень; 8 – рубероид

Под каждую пару стропильных ног устанавливают стойки, которые обеспечивают жесткость конструкции. По ним прибивают ветровые связки, используя доски толщиной 50 мм.

Способ крепления стропильных ног к стенам выбирают в зависимости от материала ограждающей конструкции. Если стены кирпичные или каменные, то используют скрутки из проволоки диаметром 4–6 мм; если стены деревянные, то стропила соединяют с концов скобами.

Верхние концы стропильных ног угловыми накладками скрепляют внахлест (допускается и соединение в торец). Нижние концы фиксируют к мауэрлатам сечением 100 × 100 мм.

В вершине стропильной конструкции укладывают прогон (для его изготовления используют бревно с широким сечением либо сколачивают его из досок толщиной 50 мм), который далее станет основой конька крыши.

Расстояние между стропильными ногами обычно равно 1 м. При уклоне крыши более 45° – 1,2–1,4 м, в районах, в которых выпадает много снега, это расстояние уменьшается до 0,8–0,6 м. Оптимальное расстояние между стропилами представлено в табл. 13.

Таблица 13

Расстояния между стропилами несущей конструкции (м)

Стропильная нога, которую врубают взатяжку, давит на нее, что может привести к отколу верхней части затяжки. Чтобы не допустить этого, стропило врубают одним из следующих способов – с одним зубом, шипом (эти соединения могут дополнять друг друга). Кроме того, надо, чтобы расстояние между врубкой и концом стропильных ног не было менее 250–300 мм. Чтобы увеличить площадь опоры стропила, его врубают двойным зубом, причем для первого зуба предусматривают на затяжке упор и шип, а для стропильной ноги – проушину, для второго зуба – только упор.

Чтобы дополнительно усилить соединение, стропильные ноги укрепляют болтами или хомутами (следует отдать предпочтение второму способу, так как отверстия, без которых невозможно закрутить болт, негативно скажутся на прочности стропильных ног и затяжек.

Для соединения подкоса с бабкой в нем вырубают шип, а в бабке готовят гнездо под него. Ригель соединяют со стропильной ногой сковороднем вполдерева и добавочно укрепляют болтом или нагелем (деревянным гвоздем).

Способы соединения стропил представлены на рис. 102.

Рис. 102. Соединение стропил (размеры указаны в миллиметрах): а – одинарный зуб; б – двойной зуб; в – врубка стропил в конец затяжки; г – хомут и болт; д – соединение подкоса с бабкой; е – соединение сковороднем вполдерева; 1 – шип; 2 – болт; 3 – хомут; 4 – бабка; 5 – подкос; 6 – стропильная нога; 7 – скоба; 8 – ригель

Установив стропильную систему и выполнив обрешетку, переходят к настилу кровли. Она должна быть водонепроницаемой и иметь определенный уклон.

Крышу оснащают свесом, по которому будет стекать дождевая вода. Для этого стропильные ноги или затяжки укладывают так, чтобы они выступали за границу стены. Величина свеса составляет не менее 550 мм (лучше, если он доходит до 700 мм).

На стропила набивают обрешетку (рис. 103). Она представляет собой настил, который является основанием для кровли и обеспечивает ее жесткость. Но прежде прибивают карнизный настил, отделывают фронтон. Характер кровли определяет и материал, из которого изготавливается обрешетка. Для нее могут использоваться доски, бруски, тес.

Рис. 103. Обрешетка из брусков: 1 – стропильная ферма; 2 – обрешетка; 3 – подкос

Прослеживается такая последовательность в передаче нагрузки: обрешетка воспринимает нагрузку от кровли, передает ее стропилам, которые, в свою очередь, тяжесть крыши направляют на несущие стены, опирающиеся на фундамент.

Обрешетка бывает сплошной (расстояние между брусками не превышает 1 см) и разреженной. Сплошная обрешетка состоит из двух слоев, набиваемых один на другой. Первый слой представляет собой разреженную обрешетку, второй состоит из досок, плотно уложенных под углом 45° относительно первого слоя.

Сплошная обрешетка необходима для таких кровельных материалов, как мягкая кровля, металлочерепица, мягкая черепица и др. Разреженная обрешетка предназначена для стальной кровли, цементно-песчаной черепицы и др.

На коньке, ребрах, ендовах разжелобках, по карнизным свесам всегда выполняют сплошную обрешетку.

Обрешеточные бруски прибивают к стропилам гвоздями, имеющими длину, равную толщине двух брусьев.

Чаще всего для обрешетки используют древесину хвойных пород.

Расстояние между брусками обрешетки – 50 × 50 или 60 × 60.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ И МОНТАЖ ОКОННЫХ БЛОКОВ

Первые окна были изготовлены из натуральной древесины (сосны, дуба, ореха и др.), которая несет позитивную энергетику живого дерева. Наиболее дешевыми являются окна из сосны. Если используются ценные породы дерева, то такие рамы имеют гораздо более высокую цену. Но возможен и промежуточный вариант, когда окно выполнено из недорогой древесины и покрыто шпоном «под дуб», «под орех» и пр. При покупке необходимо обращать внимание на наличие сучков, поскольку чем их больше, тем срок службы рамы короче.

С точки зрения технических характеристик деревянные окна отличаются неплохими теплоизоляционными свойствами. Кроме того, древесина относится к высокотехнологичным материалам, что означает ее пригодность для любого плотницкого изделия.

Конструкция современного деревянного окна представлена на рис. 104.

Рис. 104. Конструкция деревянного окна: 1 – рама из нескольких слоев древесины; 2 – двухкамерный стеклопакет; 3 – уплотнители; 4 – отлив

Современные и традиционные деревянные окна имеют ряд отличий:

1) новейшие окна изготавливают не из цельных брусков, а из клееного бруса;

2) в современные переплеты вставлены стеклопакеты (одно– и двухкамерные);

3) одним из элементов современного окна являются силиконовые уплотнители, благодаря которым створки максимально плотно прилегают к раме;

4) снаружи деревянное окно оформляется алюминиевым отливом.

Для изготовления оконных коробок используют бруски толщиной, как минимум, 60 мм. Чтобы оконная коробка соответствовала стандартам и отвечала всем предъявляемым к ней требованиям, необходимо соблюдать ряд обязательных условий:

1. Для одного оконного блока должна быть использована древесина одной породы, за исключением древесины сосны, пихты и кедра, которая находит применение в оконных системах с предполагаемой прозрачной отделкой поверхностей.

2. Коробка должна быть прочной и достаточно жесткой. В противном случае входе эксплуатации оконный блок может деформироваться.

3. Требуется обеспечить высокую точность обработки поверхностей, клеевых соединений и мест сопряжения деталей.

В оконных системах круглыми шипами усиливают шиповые соединения, для чего элементы просверливают поперек шипового соединения. Б образовавшееся отверстие забивают шкант.

Оконные коробки бывают отдельными и общими. Первые отличаются сложностью в установке, но являются более экономными в плане расходования материала. Отдельные коробки монтируются в оконном проеме на некотором расстоянии друг от друга (100–200 мм).

Общая коробка состоит из брусков и досок с выбранными с внутренней стороны четвертями для притвора переплетов, створки которого обычно открываются внутрь помещения. На нижнем бруске коробки выполняют скос, предназначенный для стока воды. На нижней стороне доски выбирают четверть, чтобы обеспечить качественное соединение коробки с подоконной доской. Если коробка оснащена одним переплетом, то у нее выбирается одна четверть для его навешивания и установки. При наличии двух переплетов – две четверти, предназначенные для внутреннего (зимнего) и наружного (летнего) переплетов.

Чтобы изготовить оконную коробку, необходимо подобрать соответствующим образом обработанный материал. Начинают с обработки бруса, чтобы все его стороны имели идентичный профиль. Острожку производят рубанком или используют строгальное оборудование. Особое внимание уделяют шероховатости поверхностей, точности геометрических размеров и соответствию чертежу, поскольку качество обработки должно быть высоким, иначе пострадает качество готового изделия.

Для обеспечения высокого качества обработки необходимо пользоваться оборудованием соответствующего технологического уровня. Очень большое значение имеет правильный выбор направления строгания, поэтому необходимо определить ориентацию волокон в древесине. Количество задиров будет наименьшим при направлении ножа инструмента вдоль волокон.

Кроме того, сам инструмент должен быть правильно настроен. При строгании чистота поверхности определяется местом скола стружки до лезвия ножа (чем ближе скол от щели летка, тем чище получается обрабатываемая поверхность) и крутизной залома стружки при заходе в щель летка (крутой залом быстрее перерезается ножом, благодаря чему длина скола меньше). При использовании рубанка с двойным ножом второй нож выполняет заломление стружки, поэтому, чтобы добиться идеальной ровности поверхности, второй нож устанавливается максимально близко к первому.

В процессе работы необходимо проверять качество острожки, для чего используют угольник и контрольную рейку.

Чтобы несколько сократить объем работы, сторону, направленную к стене здания, можно не обрабатывать, если используются обрезные пиломатериалы.

При строгании боковых поверхностей может появляться такой дефект, как заваливание плоскости строгания, что обычно встречается у неопытного плотника. Специалист во избежание этого контролирует обработку путем нажима на разные концы инструмента, что возможно только при наличии определенного навыка, когда руки чувствуют, какое действие в какой момент должно быть совершено. При отсутствии опыта передняя часть рубанка «проваливается», в результате чего толщина стружки на выходе увеличивается. Чтобы не допустить этого, заготовку продолжают искусственным образом, то есть к ее концу приставляют дополнительный брусок.

Выборка четвертей под оконные переплеты зависит от конструкции окна. Для разных способов открывания створок предназначен брус определенного профиля (рис. 105).

Рис. 105. Профильная обработка материала: а – односторонняя выборка фальца; б – двусторонняя выборка фальца; 1 – выбранные фальцы; 2 – заготовка

Для профильной обработки применяют зензубель, или фальцгебель, или электрорубанок с функцией выборки четверти, или специальное деревообрабатывающее оборудование (фрезер). Зензубель, а также фальцгебель относятся к профильным, специалисты предпочитают изготавливать их самостоятельно.

Перед строганием делают разметку, проведя ровную линию, отступив на нужное расстояние от кромки доски. Но строгают не от этой линии, а также отступив 1–2 мм. Это необходимо для последующей зачистки четверти. Процесс в виде последовательных этапов представлен на рис. 106.

Рис. 106. Выборка четверти зензубелем: а – зензубель; б – разметка заготовки; 1, 2, 3 – этапы строгания

Работать зензубелем достаточно сложно, поскольку его нож несколько шире колодки, что приводит к смещению инструмента при строгании. Отсутствие у зензубеля щечек также сказывается на чистоте обработки, поскольку древесина откалывается и задирается. Кроме того, имеет значение и то, как мастер держит инструмент. Правой рукой зензубель держат за заднюю часть его корпуса, как рубанок. Левой же обхватывают колодку впереди ножа таким образом, чтобы ногти среднего и безымянного пальцев скользили по заготовке, большой палец лежит на корпусе инструмента.

Первоначально стружку снимают на глубину 3–4 мм, при этом для обозначения профиля фальца зензубель немного заваливают. После выборки половины четверти работают в полный размах руки, а инструмент держат как рубанок. Выбрав четверть, ее зачищают.

Обработав заготовки, их обрезают под размер (напомним: не каждую заготовку в отдельности, а все сразу; такой способ обработки называется пакетным, его использование увеличивает производительность и делает процесс более технологичным), а на концах выполняют элементы шипового соединения – шип или гнездо. Разметка шипового соединения осуществляется так, чтобы четверти всех четырех элементов совпали, что проверяется при контрольной сборке. Если выявляются дефекты, их устраняют.

Конструкция оконного блока определяет, вертикальные или горизонтальные импосты будут врезаться в элементы коробки и скрепляться шиповым соединением. Импосты крепят к брускам с помощью двойного сквозного или несквозного шипа.

Выполнив коробку, ее обрабатывают антисептиком, покрывают толем или битумной мастикой, защищая от влаги.

Для соединения деталей оконной коробки обычно используют особые шипы в виде трапеции, которые отличаются повышенной прочностью. За характерную форму профессионалы называют их «ласточкин хвост».

После оконной коробки переходят к изготовлению оконных переплетов, которые могут быть глухими или створными. Более удобными в эксплуатации считаются переплеты, которые открываются внутрь помещения (это особенно важно, если окна находятся на верхних этажах, так как в одноэтажном строении окна могут распахиваться в любую сторону), поскольку за ними легко ухаживать и при необходимости ремонтировать.

Конструкции оконных переплетов весьма разнообразны, что определяется рядом факторов, к которым можно отнести:

1) архитектурные традиции;

2) вкус, фантазию и финансовые возможности хозяина;

3) размер световой площади окна;

4) ориентацию строения на местности;

5) количество этажей;

6) архитектурное решение окон всего здания.

Конструкция и дизайн окна определяют количество створок, в том числе и открывающихся, наличие фрамуги и комплект необходимой фурнитуры. Обычно одна или две створки оснащаются форточкой для проветривания помещения, но вместо них можно использовать и фрамугу. На современные окна устанавливаются особые приспособления, которые обеспечивают вентиляцию помещения при закрытых окнах.

Профиль и качество исполнения оконных створок должны отвечать требованиям герметичности сопрягающихся элементов оконной системы. Для этой же цели предназначены и специальные уплотнители.

Оконную створку изготавливают из профильных брусков обвязки, светопрозрачного элемента (стекла или стеклопакета) и импостов (наличие последних не является строго обязательным).

Качественное изделие может быть сделано только из материала соответствующего уровня, поэтому для оконных переплетов подбирают древесину без сучков, сколов, трещин и других пороков и дефектов. Бруски профилируют, то есть выбирают четверти под притвор, остекление, выполняют дренажную канавку для оттока воды.

Работа осуществляется в такой последовательности. Первоначально обрабатывают одну сторону бруска, после чего рейсмусом намечают риски на второй и третьей сторонах и строгают четвертую сторону, выравнивая пласть в соответствии с рисками.

Потом обрабатывают вторую сторону, пока угол между пластями бруска не станет прямым.

Далее рейсмусом размечают первую и четвертую стороны и строгают третью плоскость бруска.

Подготовив все бруски, выполняют фальцы, причем фальцы в готовом переплете должны лежать в одной плоскости, иначе герметизация стекла не будет эффективной (или по крайней мере ее будет трудно добиться).

Размеры фальцев определяются видом предполагаемого уплотнения и толщиной стекла. Если будут использоваться штапики (рис. 107), то фальцы под них должны быть шире, чего не требуется при уплотнении стекла с помощью замазки.

Рис. 107. Использование штапика для уплотнения стекла: 1 – штапик; 2 – шуруп; 3 – стекло

Размер фальца зависит и от толщины брусков обвязки и горбыльков. Во всем необходимо соблюдать меру, поскольку чересчур узкие фальцы не сдерживают воздушный поток и легко продуваются.

Например, при толщине брусков 54 мм фальцы должны быть глубиной 14–15 мм, шириной 8–13 мм. Если для форточки используются бруски толщиной 44 мм, то фальцы имеют размеры 13 мм и 10 мм соответственно.

Необходимо, чтобы четверть оконной створки заходила за брусок коробки (для большей герметичности), поэтому размеры створного переплета должны на 10–15 мм превышать размеры проема оконной створки. В наружных кромках выполняют скосы, предназначенные для облегчения открывания и закрывания створок.

Для особой прочности бруски обвязки соединяют одинарным или двойным шипом и усиливают нагелями. Подготовленные элементы оконной створки собирают, после чего ее остекляют.

Фальцы оконных переплетов перед остеклением покрывают силиконовым герметиком (рис. 108).

Рис. 108. Нанесение силиконового герметика: 1 – переплет; 2 – герметик; 3 – стекла

По периметру притвора в переплетах прокладывают полоски губчатой резины, шнура, поролона (рис. 109), также предназначенные для герметизации переплета.

Если конструкцией предусмотрена форточка, для ее обрамления в бруски обвязки вставляют горбылек на расстоянии, равном высоте форточки (рис. 110).

Рис. 109. Установка уплотнительных прокладок: 1 – поролоновая; 2 – из губчатой резины; 3 – стекло

Рис. 110. Переплет с форточкой: 1 – форточка; 2 – бруски обвязки; 3 – горбылек для форточки; 4 – четверть для форточки; 5 – фальц для стекла; 6 – гладкий притвор форточки; 7 – притвор с четвертью; 8 – притвор с наплавным бруском; 9 – наплавной брусок

Чтобы форточка плотно примыкала к брускам обвязки и горбылькам, выполняют четверти в брусках обвязки, горбыльках и форточке. Фактически форточка – это створка, вмонтированная в переплет. Форточки открываются в ту же сторону, что и створки.

Для изготовления оконного переплета нужно подобрать деревянные рейки, прямоугольные в сечении, размером 50 × 70 мм. Для выполнения переплета, в конструкции которого предусмотрены два стекла, с широкой стороны реек необходимо отметить четверти каждого угла.

Не всегда горбыдьки оформляют переплет под форточку. Их вставляют и для того, чтобы разделить створку на сегменты. Такая створка называется решетчатой (рис. 111).

Этот конструктивный прием преследует две цели – декоративную (для уменьшения размеров стекла) и техническую (для повышения формоустойчивости створки).

На горбыльках делают выборки там, где они пересекаются. С декоративной целью горбыльки могут и не разделять остекленную часть, а просто наклеиваться на нее. Такие горбыльки называются ложными, поскольку решетчатость переплета оказывается только видимостью (рис. 112).

Рис. 111. Изготовление решетчатого переплета: а – переплет; б – горбыльки; в – соединение горбыльков

Рис. 112. Ложные горбыльки: а – элементы горбыльков; б – смонтированные горбыльки

С внешней стороны переплета нижнюю обвязку в створках, фрамугах, форточках оснащают отливом и капельником (рис. 113).

Перед установкой в проем оконный блок должен быть полностью собран. В коробку вставляют переплеты; створки, фрамугу навешивают на петли, устанавливают фурнитуру. При необходимости подгоняют все детали.

Рис. 113. Отлив и капельник: 1 – нижний брусок обвязки; 2 – отлив; 3 – шуруп; 4 – винт крепления капельника; 5 – капельник

Основной недостаток традиционных технологий – плохо организованные процессы сушки, обработки и отделки древесины. О том, как должен осуществляться процесс сушки, мы уже говорили, поэтому остановимся на последующей подготовке древесины к использованию. Прежде всего следует сказать, что еще одним фактором, который отрицательно влияет на оконные (и не только) системы, помимо плохой сушки, является то, что в целях удешевления продукции и упрощения производства при применении традиционных технологий прибегали к изготовлению элементов окон из единого бруска, что впоследствии приводило к деформации всего оконного блока, и использованию некачественной древесины (экономия в этом случае была иллюзорной, поскольку повышалось количество отходов).

На современном производстве к изготовлению оконных систем подходят по-другому. Это выражается в том, что древесина, прошедшая оптимальную сушку, выдерживается в помещении, в котором будет осуществляться дальнейшая ее обработка. В результате устанавливается баланс влажности и исключается возникновение в деревянном профиле внутренних напряжений.

Профили для деревянных окон выполняют не только из цельных брусков, но и из склеенных. Благодаря такой технологии можно отсортировать древесину с точки зрения пригодности для изготовления оконных систем. Кроме того, удаление низкосортных участков способствует улучшению качества оконных деталей ив конечном итоге увеличивает выход качественной древесины. Не менее важно и то, что склеивание бруса дает возможность контролировать текстуру лицевой поверхности заготовки.

Процессы сортировки, удаления дефектных участков (это повышает и долговечность изделия), сращивания ламелей шиповым соединением, которые потом будут склеены в трехслойный брус, осуществляются на сложном оборудовании и контролируются компьютерной системой.

Ламели склеиваются на гладкую фугу или на шип, что зависит от установленного оборудования. Чтобы исключить последующее коробление, соседние ламели укладывают так, чтобы направление волокон было противоположным. Ламели могут сращиваться по длине только в средней части наборного бруса. Наружные стороны бруса склеиваются исключительно из цельных ламелей, чтобы не нарушать рисунок текстуры древесины.

Прочность склеенных ламелей во многом зависит нот качества клея, которое также контролируется компьютером. Кроме того, в него добавляются отвердители, влияющие на схватывание, устанавливаются специальные режимы термообработки и т. д. В результате всех сложных производственных процессов физико-механические характеристики профилей из склеенных ламелей оказываются выше подобных параметров изделий, выполненных из массива.

Таким образом, многослойность бруса, предназначенного для изготовления оконных блоков, обеспечивает высокую прочность, устойчивость к деформации и надежность деревянного профиля. Немаловажна и точность обработки, что отражается на плотности прилегания створок, слаженности работы фурнитуры и вообще надежности всей оконной системы. Кроме того, поверхности обрабатываются в соответствии с современными требованиями. Определенная шероховатость поверхности профилей способствует увеличению глубины проникновения и адгезии антисептиков, грунтовок, шпатлевок и лакокрасочных покрытий.

Эстетичность и необходимые эксплуатационные свойства придает профилям спецобработка, которая состоит в пропитывании изделий особыми составами, препятствующими поражению грибами и насекомыми. Особенно эффективной является вакуумная пропитка, поскольку осуществление процесса в вакуумной камере способствует глубокому проникновению антисептиков в массив древесины, что важно именно для торцов изделий. Окна, изготовленные из древесины, прошедшей вакуумную пропитку, служат не менее 50 лет.

Боковые детали оконной коробки можно выполнить из трех досок, толщина которых равна 35–40 мм. При этом внутренняя доска является самой широкой, а внешние – узкими.

Деревянные окна также нуждаются в дополнительной защите. Готовое изделие проходит грунтование и чистовую окраску лессирующими составами, благодаря которым подчеркивается красота текстуры древесины. Грунтовка закупоривает поры материала, что не только предохраняет его от проникновения влаги, но и экономит основное декоративное покрытие.

Для наружной и внутренней отделки применяют современные краски, отличающиеся широкой цветовой палитрой. Но это покрытие необходимо время от времени обновлять, чтобы не допускать снижения эстетических и эксплуатационных характеристик оконного блока. Покрытие можно наносить как на готовое изделие, так и на его отдельные элементы. Второй способ предпочтительнее, ведь при окрашивании конструкции в сборе невозможно покрыть все стороны оконного бруса. Уплотнители устанавливаются после окрашивания, поскольку случайно попавшая на них краска ухудшает эластичность и, следовательно, тепло– и звукоизоляционные свойства оконной системы.

Важно правильно наносить лакокрасочное покрытие. Наиболее эффективным является метод вакуумного напыления окрашивающего слоя, поскольку оно однородно по толщине и равномерно покрывает всю поверхность. Такой способ окрашивания требует использования специального дорогостоящего оборудования, что не может не отражаться на стоимости готового изделия. Поэтому многие производители отказываются от него, зато те, кто используют (в частности, финские и итальянские фирмы), оказываются вне конкуренции.

Кроме вакуумного напыления, применяют покрытие поверхностей в электростатическом поле, что также намного эффективнее, чем окрашивание кистью или валиком.

Для лессировки используются различные красители, позволяющие выделить природные достоинства древесины. Особых успехов в этом направлении добились немецкие производители, которые выпускают водостойкие акриловые составы с водными растворителями, причем имеется линейка средств, которые не только окрашивают, грунтуют, шпатлюют, пропитывают, но и удаляют старую краску. Акриловые красители не вызывают затруднений при работе с ними, поэтому с успехом применяются в домашних условиях, причем качество покрытия довольно высокое.

Чтобы окно не пришло в негодность раньше времени, на которое оно рассчитано, за ним необходим уход, подразумевающий ремонт, покраску, содержание в исправном состоянии оконной фурнитуры.

Периодичность профилактических осмотров зависит, например, от экспозиции окна. Окно, выходящее на юг, требует более частой профилактики в отличие от остальных.

Регулярная смазка движущихся деталей фурнитуры, контроль за состоянием уплотнителей и замена их в случае изношенности – залог долгого и благополучного функционирования оконной системы.

Деревянные окна нуждаются в регулярной покраске, причем из фурнитуры окрашивают только оконные петли. При попадании краски на уплотнители ее необходимо сразу же стереть, поскольку под воздействием краски они утрачивают эластичность и начинают хуже выполнять свои функции.

И последнее: нежелательно использовать лакокрасочные покрытия темного цвета, чтобы не допустить их нагрева в жаркое время года, что может повлечь за собой такие неприятные последствия, как образование трещин на лаке и проступание смолы.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ И МОНТАЖ ДВЕРНЫХ БЛОКОВ

Несмотря на появление новых, более современных материалов, деревянные двери (рис. 114) по-прежнему популярны. И это легко объясняется не только традициями, которые насчитывают не одно столетие, но и тем, что с деревом ассоциируются тепло и комфорт. Дизайн дверей отличается большим разнообразием и рассчитан на любые вкусы и финансовые возможности. Технологии создания и отделки дверей настолько сложны, что по своему уровню приравниваются к мебельным технологиям. В давние времена русские мастера предпочитали изготавливать двери из дуба, который отличается не только прочностью, но и великолепной текстурой. Для декорирования использовали более ценные древесные породы, а также медь, стекло. Двери часто украшали медальонами из расписного фарфора, изысканными ручками; не были редкостью мраморные косяки.

Для изготовления дверной коробки любого типа блока используют брус, толщина которого составляет не менее 40 мм, а ширина – до 60 мм.

О достоинствах древесины как материала для столярных и плотничных работ мы уже говорили.

Рис. 114. Деревянные двери: а – щитовая: 1 – шпон; 2 – блок замка; 3 – набивка; 4 – вертикальный брус; 5 – поперечный брус; б – филенчатая: 1 – нижний поперечный брус; 2 – вертикальный брус; 3 – верхний поперечный брус; 4 – средник; 5 – средний поперечный брус

Следует только добавить, что в настоящее время двери изготавливают не только из массива, но и из прессованных древесных материалов – ДСП, ДВП, фанеры, древесно-плитных материалов (MDF (волокнистые плиты средней плотности), HDF (волокнистые плиты высокой плотности)). Последние, полученные с применением современных технологий, отличаются прочностью, безопасным для человека содержанием вредных веществ, но боятся воды.

Кроме массива, двери изготавливаются из более дешевых материалов, например сосны, но покрываются шпоном из ценных пород древесины, благодаря чему уменьшается цена дверной конструкции при высоком сохраняющемся качестве декора.

Деревянная дверная коробка (рис. 115) по конструкции практически совпадает с оконной.

Рис. 115. Конструкция дверной коробки. I. Дверная коробка: 1 – перемычка; 2 – откосы; 3 – трехгранные анкерные планки; 4 – верхняя часть; 5 – лежневая связь. II. Составляющие: а – соединения «в шип», «в лапу» без заглубления откосов; б – заглубление откосов в лежневую часть; в – соединение «двойной ласточкин хвост»; г – одинарный «ласточкин хвост»; д – угловое шиповое соединение; 1 – откосы; 2 – шип; 3 – скоба; 4 – лежневая связь

Отличие состоит в том, что нижний горизонтальный брусок в дверной коробке выполняет функцию порога (во внутренних дверях может не устанавливаться).

Дверную коробку образуют четыре бруска, которые соединяются прямыми или косыми шипами. Вертикальные стойки коробки называются откосами, горизонтальная часть, расположенная ниже плиты лежня, – опорным брусом, горизонтальная верхняя часть – дверной перемычкой.

Чаще всего доски или бруски, идущие на изготовление дверных коробок, имеют толщину 50–60 мм, при этом ширина определяется в соответствии с назначением двери и толщиной стены. Коробка одинарных дверей обычно имеет ширину 100 мм, двойных – 250–300 мм.

Материал для изготовления дверной коробки строгают, после чего выбирают четверти для притвора. Если глубина четверти определяется толщиной дверного полотна, то ширина – назначением двери и может составлять 15–30 мм. Горизонтальные и вертикальные части дверной коробки обычно соединяют способом «в шип», предохраняя от смещения шипом или шпонкой. Применяются и другие способы соединения – «в лапу», «ласточкин хвост» и пр.

По способу заполнения дверного полотна различаются щитовые и рамные полотна.

Щитовое дверное полотно (рис. 116) состоит из обвязки, бруски которой соединены, например, открытым сквозным шипом (возможны и другие способы соединения). Для обвязки используют менее дорогие сорта древесины, но они должны быть прочными, поскольку от этого зависят физико-механические свойства всей двери.

Рис. 116. Устройство щитового дверного полотна с брусками жесткости: а, в – с вертикальными; б – с вертикальными и горизонтальными; г – с горизонтальными

Щитовые двери представляют собой сплошные, склеенные из деревянных брусков, или пустотелые щиты толщиной 30–40 мм, на бруски обвязки которой наклеивают фанеру, ДВП, MDF и др. Чтобы улучшить звукопоглощающие характеристики дверного полотна, его внутреннюю полость заполняют картоном, стружкой и иным, причем заполнение может осуществляться сплошным способом или сотовым (рис. 117).

Рис. 117. Заполнение внутренней полости дверного полотна сотовым способом

В зависимости от ширины и высоты двери определяется размер сотового заполнителя для щитовых дверей (табл. 14).

Таблица 14

Размеры сотопласта (гофрированного картона) для щитовых дверных полотен

Самыми простыми, а потому достаточно дешевыми и практичными являются двери, выполненные в виде каркаса из сосны с древесно-стружечным заполнителем. Дверная обвязка обшивается оргалитом, который после грунтования окрашивается. Характер отделки внутренней и наружной сторон двери может быть различным и соответствовать дизайнерским целям.

Ручки лучше всего прикреплять к дверному полотну на уровне не менее 1000 мм от поверхности пола. Па той же высоте устанавливают и замки. Настоятельно не рекомендуется встраивать замки в двери парных бань и в саунах.

Рамочное (филенчатое) дверное полотно состоит из вертикальных и горизонтальных брусков, которые соединяются одинарным или двойным сквозным шипом (рис. 118).

Рамочное дверное полотно состоит из обвязки, одного или нескольких средников и филенок между ними, которые изготавливают из досок, фанеры, ДВП или пластмассы, после чего вставляют в пазы обвязки и средников. Дверное полотно может окрашиваться, декорироваться шпоном. Филенки бывают наплавными, плоскими, могут иметь фигурно выстроганные концы (фигареи) или окладные калевки. Толщина филенок не менее 8 мм, если ширина брусков составляет не более 80 мм.

Рис. 118. Конструкция рамочного дверного полотна: а – вязка верхнего угла; б – вязка средника; в – вязка нижнего узла: 1, 7 – паз; 2 – брусок верхней обвязки; 3, 6 – шипы; 4 – проушина; 5 – брусок боковой обвязки; 8 – гнездо; 9 – средник; 10 – брусок нижней обвязки

Прочность филенчатого полотна зависит от количества средников и филенок: чем их больше, тем конструкция надежнее. Но следует заметить, что увеличение количества филенок усложняет процесс изготовления дверей и повышает стоимость готового изделия.

Двухстворчатые рамочные двери закрываются с небольшим зазором (не более 2 мм), который должен быть закрыт притворной планкой (рис. 119).

Профиль планки должен соответствовать стилю, в котором выполнены филенки дверного полотна. Их сажают на клей и фиксируют шурупами. На качающихся дверях притворные планки не устанавливаются, между полотнами остается небольшой зазор – в 5 мм.

Рис. 119. Схема притвора и притворные планки (размеры указаны в миллиметрах): а, б – притворы для дверей, открывающихся в одну сторону; в – притворы для качающихся дверей; г, д, е – притворные планки

По месту установки двери бывают входные и межкомнатные. Следует более детально остановиться на особенностях каждого типа.

К входным дверям предъявляется ряд требований. Они должны:

1) отличаться усиленной конструкцией;

2) будучи конструктивным элементом фасада, соответствовать архитектурному стилю здания;

3) качественно и безотказно работать;

4) оснащаться запорами, специальной фурнитурой и пр.;

5) быть герметичными (отвечать требованиям звуко– и теплоизоляции);

6) обязательно иметь порог;

7) быть устойчивыми к перепадам температур, УФ-излучению и природным явлениям.

Ширина входной двери жилого дома обычно составляет 80–90 см. Дверные полотна наружных дверей обязательно открываются наружу.

Входные двери могут различаться формой, заполнителем, дизайном, однако независимо от этого они должны быть прочными, шумоизолированными, не допускать теплопотерь, что весьма затруднительно при установке одинарных дверей. Чтобы добиться этого, щитовое дверное полотно оснащают металлическими вставками или стержнями (рис. 120) и более толстым слоем тепло– и звукоизоляционного материала. В рамочных дверных полотнах филенки изготавливают двухслойными, чтобы между слоями вложить утеплитель (мин– или стекловату и т. п.).

В двойной двери между дверными полотнами имеется промежуток (тамбур), заполненный воздухом. В таких случаях дверная коробка может быть общей или раздельной.

Рис. 120. Щитовая дверь с металлическими стержнями: 1 – стержень; 2 – шайбы; 3 – гайка; 4 – декоративная пробка; 5 – пазы в брусках; 6 – рейка

Усилить входную дверь можно металлическими листами (стальными или алюминиевыми). При наличии стеклянной вставки ее оформляют решеткой. Чтобы не допустить разбухания наружной двери, ее окрашивают влагостойким лакокрасочным покрытием.

Без надежной и прочной входной двери нельзя считать помещение абсолютно защищенным. В последнее время многие устанавливают стальные двери сейфового типа. В зависимости от производителя они могут отличаться некоторыми признаками или дизайном, но все имеют достаточную толщину (50 мм), весят не менее 50 кг, снаружи не производят впечатления непреступных (хотя таковыми являются), особые полиуретановые наполнители и резиновые прокладки обеспечивают хорошую звукоизоляцию. Для отделки применяется шпон, покрытия из ПВХ и пр. Поэтому нельзя сказать, что дизайн принесен в жертву функциональности.

Ширина дверной коробки должна быть несколько меньше ширины дверного проема. Образующиеся между стеной и деревянными элементами щели следует заделать монтажной пеной.

Межкомнатные двери – это часть интерьера. Они могут быть распашными, складывающимися и раздвижными; гладкими, филенчатыми или остекленными.

Неплохо смотрятся на межкомнатной двери зеркальные вставки и др.

Пользуются спросом двери, изготовленные из натуральной древесины и облицованные шпоном из ореха, красного дерева и пр.

Элитные межкомнатные двери изготавливаются из древесины ценных пород и различаются по стилю. Чаще всего используется массив дуба, бука, ясеня, ореха и др.

Двери из массива надежны, красивы, отличаются высокими тепло– и звукоизоляционными свойствами. Но они требуют особого обращения.

1. Двери из массива устанавливаются в помещении только после того, как все материалы в нем (независимо от того, новый ли это дом или квартира после ремонта) просохли до нормальной влажности, чтобы не повредить дверное полотно. Для него одинаково вредна и повышенная сухость воздуха.

2. Нельзя устанавливать только что приобретенную дверь – она должна акклиматизироваться.

3. Врезав замок, петли и иную фурнитуру, срезы необходимо покрыть консервирующим составом, чтобы не допустить проникновения внутрь материала влаги.

4. Если дверь весит более 20 кг, ее навешивают на 3 петли.

5. Для межкомнатной двери достаточно трехслойного лакового покрытия.

В большинстве случаев такие двери являются классическими по стилю, что угадывается по строгим линиям, рельефу панелей наподобие граненого алмаза, простым нарочным филенкам. В отличие от них изогнутые линии филенок напоминают о барокко. Модны межкомнатные двери в стиле модерн. Для них характерно использование цветных стекол, нестандартных фактур, бронзовых ручек.

При монтаже деревянных дверных блоков прежде всего необходимо учитывать толщину дверной коробки и толщину стены в дверном проеме. Стандартная толщина дверной коробки – 80–90 мм. Такая же толщина характерна и для межкомнатной стены. В отличие от них межквартирные стены имеют толщину 200 мм и более. Наиболее тонкими являются двери санузла – 40–50 мм.

Идеально, если толщина стены и дверной коробки совпадают. В этом случае, совместив коробку и стену, оставшуюся щель маскируют декоративным наличником (рис. 121).

Практически такое совпадение – редкое явление в строительстве. Чаще всего встречается несовпадение толщины стены с толщиной дверной коробки, но и здесь возможны варианты:

Рис. 121. Установка дверной коробки, совпадающей по толщине с дверным проемом: 1 – толщина дверного проема; 2 – дверная коробка; 3 – наличники; 4 – уплотнитель; 5 – дверное полотно; 6 – дверные петли

1) отличие толщины дверной коробки от толщины стены несущественно;

2) толщина дверной коробки значительно меньше толщины стены.

Решение проблемы в обоих случаях неодинаково.

1. При незначительном отличии толщины стены от толщины коробки проем отделывают разными способами (рис. 122).

Если стена тоньше дверной коробки, одну сторону последней совмещают с плоскостью стены. Оставшийся с другой стороны промежуток заполняют гипсовой шпатлевкой и отделывают декоративным наличником.

Если стена толще дверной коробки, то последнюю устанавливают посередине, на одинаковом расстоянии от стен, а наличники прикрепляют под небольшим углом, что будет практически незаметно.

2. В случае если толщина стены намного превосходит толщину дверной коробки (рис. 123), также возможны различные варианты решения проблемы.

Рис. 122. Установка дверной коробки в проем при незначительном их отличии по толщине: а – дверная коробка толще стены; б – дверная коробка тоньше стены; 1 – стена; 2 – дверная коробка; 3 – дюбель; 4 – наличники; 5 – гипсовая шпатлевка; 6 – шурупы; 7 – уплотнитель

После полимеризации монтажная пена увеличивается в объеме. Поэтому в целях предотвращения в дальнейшем деформации дверной коробки между дверной коробкой и полотном закрепляют деревянные распорки с интервалом в 250–300 мм.

Чаще всего дверную коробку выставляют по одной из сторон стены, после чего прикрепляют наличник. С противоположной стороны проем штукатурят с откосом, который может слегка заходить на брусок дверной коробки. Не исключен и такой вариант: прежде чем устанавливать дверную коробку, откос облицовывают строганой доской или ДСП.

Рис. 123. Установка дверной коробки в проем при значительном различии их по толщине: а – оштукатуривание откоса; б – предварительная облицовка проема доской или ДСП; в, г – наращивание дверной коробки до толщины дверного проема; 1 – стена; 2 – дверная коробка; 3 – выравнивающий штукатурный слой; 4 – дюбель; 5 – наличник; 6 – брусок; 7 – штукатурка; 8 – уплотнитель

Еще одним способом является увеличение толщины дверной коробки добавочным бруском, который прибивают заподлицо или утапливают в четверть. Некоторые производители, предваряя возникновение таких проблем, оснащают дверные системы телескопической дверной коробкой (рис. 124).

Рис. 124. Установка телескопической дверной коробки: 1 – элементы телескопической дверной коробки; 2 – дверное полотно; 3 – стена; 4 – наличники; 5 – монтажная пена; 6 – штукатурка; 7 – обои; 8 – доборный элемент

Чтобы ликвидировать дефект, достаточно установить доборный элемент, устраняющий разницу в толщине между дверной коробкой и стеной.

После установки двери дверной проем оформляют наличником, при этом его нельзя рассматривать просто как элемент, маскирующий строительные дефекты. Его выбор обусловлен рядом факторов, поскольку он призван еще и украшать дверь и придавать ей законченный вид. При выборе наличника дополнительно учитывают его профиль и ширину. Дверной наличник обычно полностью закрывает брусок дверной коробки, заходя на несколько сантиметров на стену (рис. 125).

Рис. 125. Оформление дверного проема наличником: 1 – дверной проем; 2 – дверная коробка; 3 – наличник

Со стороны петель наличник прибивают на расстоянии 10–15 мм от края дверной коробки. Для этого используют паркетные гвозди с маленькой шляпкой. При их отсутствии применяют тонкие гвозди, предварительно откусив у них шляпки. Способ прибивания гвоздями требует дополнительной работы, заключающейся в том, что образовавшиеся отверстия необходимо зашпатлевать. Кроме того, наличник можно приклеить или посадить на «жидкие» гвозди. Нижний конец наличника упирается в пол, закрывая щель между стеной и половым покрытием. Существует еще один способ установки наличника, при котором он не доходит до конца на 20–30 см. На его место устанавливается так называемая тумбочка (толстый брусок), которую можно при необходимости во время ремонта заменить, не затрагивая наличников. Вертикальные наличники в углах соединяются с горизонтальным «в ус» (рис. 126).

При этом обязательно совпадение плоскости стены и дверной коробки, иначе точного прилегания наличников в месте стыковки добиться будет невозможно.

Плоские наличники соединяются только впритык (рис. 127).

Рис. 126. Соединение наличников «в ус», усиленное вставным шипом

Рис. 127. Оформление дверного проема плоским наличником

Для недорогих дверей наличники изготавливают из древесины хвойных пород. Наличники для элитных дверей выполняют из того же материала и с той же отделкой, что и массив.

Дверное полотно навешивается на карточные петли (о них более подробно мы расскажем далее), количество которых определяется весом двери.

Для отделки дверных проемов прикрепляют наличники с помощью так называемых финишных гвоздей, можно также воспользоваться «жидкими» гвоздями или любым другим клеем.

Такие петли могут разъединяться, в результате чего дверь легко снять с них, что бывает необходимо при ремонте. Для этого достаточно приподнять дверное полотно на высоту выступающей части петельного стержня. Если дверь устанавливается там, где нет возможности поднять дверное полотно, используют неразъемные петли, например ввертные (рис. 128).

Рис. 128. Ввертные дверные петли: 1 – стержень петли; 2 – гайка; 3 – центральный болт; 4 – скоба поворотного стержня

Наружные двери обычно бывают более тяжелыми, поэтому их навешивают на три петли; для более легких внутренних дверей достаточно двух петель.

Выбирая петли, необходимо учитывать ряд факторов:

1) предназначение (для наружных или внутренних дверей);

2) характер эксплуатации (интенсивность открывания и закрывания);

3) толщину дверной обвязки;

4) вес дверного полотна (табл. 15), причем необходимо рассчитать вес не только самого полотна, но и всех комплектующих (замков, ручек и т. п.);

5) размеры фальцев;

6) направление открывания.

Таблица 15

Количество петель и вес дверного полотна

Чтобы установить карточные петли, в дверной коробке и на полотне выбирают углубления, размер и толщина которых соответствуют размеру и толщине карты, причем карта должна устанавливаться заподлицо с фальцем коробки и кромкой дверного полотна. Петли не рекомендуется прирезать в таких местах, где имеются какие-либо дефекты, например сучки. В противном случае крепление не будет достаточно прочным. Карточные петли фиксируют шурупами, под которые предварительно просверливают отверстия. Головка шурупа должна быть утоплена, чтобы не препятствовать закрыванию двери и не царапать само полотно.

В первую очередь петли устанавливают на дверную коробку, после чего прикладывают к ней дверное полотно и выполняют разметку. Если предполагается установка трех петель, то средняя должна располагаться посередине между крайними.

При установке дверного полотна возможно возникновение некоторых дефектов: например, дверное полотно входит в фальц неплотно или самопроизвольно отходит. Первый дефект устраняется или дозакруткой шурупов, или их заменой, или раззенковкой отверстий. Причиной второго дефекта являются неровности на контактирующих кромках створки и фальца. Чтобы установить, в каком именно месте это происходит, между ними вкладывают лист бумаги и закрывают дверь. Если кромка дверного полотна и фальц дверной коробки отфугованы правильно, то лист бумаги прижмется равномерно по всему периметру двери. В местах некачественно выполненной работы лист зажмет. Значит, в этом случае необходимо обработать кромку или фальц еще раз, предварительно сняв дверное полотно с петель.

Оглавление

Предисловие

Глава 1 Свойства древесины

  ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДРЕВЕСИНЫ

  СТРОЕНИЕ ДЕРЕВА

  ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

  МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

  ПОРОКИ ДРЕВЕСИНЫ

  СУШКА, ЗАЩИТА И ХРАНЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ

Глава 2 Древесные породы, применяемые в строительстве

  ХВОЙНЫЕ, ТВЕРДО– И МЯГКОЛИСТВЕННЫЕ ПОРОДЫ

  ПИЛОМАТЕРИАЛЫ

  ЛИСТОВЫЕ ДРЕВЕСНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Глава 3 Основы обработки древесины

  РАБОЧЕЕ МЕСТО

  ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

    Измерительно-разметочный инструмент

    Режущий инструмент

    Строгальный инструмент

    Сверлильный инструмент

    Другие инструменты и приспособления

    Электроинструмент

    Техника безопасности

  ЗАТОЧКА И УСТАНОВКА РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Глава 4 Технология деревообработки

  СТОЛЯРНЫЕ И ПЛОТНИЧНЫЕ РАБОТЫ

    Фиксация бревна

    Разметка

    Рубка и соединение материала

    Тесание древесины

    Выборка четвертей и пазов

    Пиление

    Строгание

    Долбление

    Сверление

    Шлифование и циклевание

  ПЛОТНИЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

    Торцевые соединения деревянных деталей

    Угловые соединения деревянных деталей

    Боковые соединения деревянных деталей

    Крестовидное соединение деревянных деталей

    Сращивание прямым замком

    Сращивание бревен косым замком

  СТОЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

    Неразъемные соединения

    Разъемные соединения

  ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КРЕПЕЖ

  МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КРЕПЕЖ

Глава 5 Отделка деревянных изделий

  ВИДЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ОТДЕЛОЧНЫХ РАБОТ

    Шпатлевание

    Грунтование

    Окрашивание

    Отбеливание

    Обессмоливание

    Прозрачная отделка

  СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ ОТДЕЛКИ

Глава 6 Плотничные и столярные работы

  СРУБ, СТЕНЫ И ПЕРЕГОРОДКИ

    Сруб

    Стены

    Брусчатые стены

    Каркасные стены

    Перегородки

  ПОЛ

    Дощатый пол

    Пол из массивной доски

  ПЕРЕКРЫТИЕ

  ПОТОЛОК

  КРЫША

  ИЗГОТОВЛЕНИЕ И МОНТАЖ ОКОННЫХ БЛОКОВ

  ИЗГОТОВЛЕНИЕ И МОНТАЖ ДВЕРНЫХ БЛОКОВ Fueled by Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg