Определение плотности древесины при влажности в момент испытания

Определение плотности древесины производится на образцах в виде прямоугольной призмы сечением 20x20 мм и высотой (вдоль волокон) 30 мм.

Если годичные слои имеют ширину более 4 мм, размеры поперечного сечения должны быть увеличены так, чтобы образец включал не менее 5 слоев.

Подлежащие испытанию образцы должны иметь прямые углы и гладко выструганные поверхности. Величину поперечного сечения и длину (а, b и l) измеряют штангенциркулем с точностью до 0,1 мм по осям симметрии образцов.

 

 

Рис.19. Диаграмма Н.Н. Чулицкого для определения

равновесной влажности древесины

 

 

Объем образца вычисляют с точностью до 0,01 см³. Сразу после измерения образец взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г и вычисляют плотность:

, (49)

где m_W – масса образца при влажности W, г; V_W – объем образца при влажности W, см³.

Найденную плотность пересчитывают на стандартную 12%-ную влажность древесины

, (50)

где k₀ – коэффициент объемной усушки, %; W – влажность образца, %.

Если коэффициент объемной усушки не определялся, то при пересчете для древесины березы, бука и лиственницы значение его берут равным 0,6, а для прочих пород – 0,5.

Определение содержания поздней древесины в годичном слое

Сопротивление древесины сжатию в значительной степени зависит от плотности, которая непосредственно зависит от процентного содержания в дереве поздней древесины. Отсюда и возникает практически очень ценная возможность оценки качества древесины по процентному содержанию в ней поздней древесины. Для испытания берут образцы размером 20x20 и длиной вдоль волокон от10 до 20 мм или используют образцы, предназначенные для других испытаний.

Образцы помещают под микроскоп (можно использовать для испытаний лупу) и на плоскости поперечного разреза по радиальному направлению отмечают границы крайних целых годичных слоев на участке равном ~20 мм

(рис.20).

 

 

Рис.20. Схема определения содержания поздней древесины

Расстояние между отметками (l) измеряют с погрешностью не более

0,5 мм. В каждом годичном слое между отметками измеряют ширину поздней древесины (δ) с погрешностью не более 0,1 мм.

Процент поздней древесины определяют по формуле

, (51)

где m – процент поздней древесины, %; ∑δ – суммарная ширина зон поздней древесины, мм; l – расстояние между отметками, мм.

 

Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон

Определение выполняют на образцах в виде прямоугольной призмы сечением 20x20 мм и высотой вдоль волокон 30 мм (рис. 21). Перед испытанием измеряют сечение образца (в середине его длины) штангенциркулем с погрешностью 0,1 мм. Образец устанавливают торцевой поверхностью в центре шарнирной опоры приспособления. Приспособление с образцом помещают между плитами испытательной машины и затем увеличением нагрузки доводят образец до разрушения.

После разрушения немедленно определяют влажность, используя для этого данный образец.

Рис. 21. Образец для испытания на сжатие вдоль волокон

 

В целях экономии времени можно воспользоваться результатом определения влажности древесины, который был получен при выполнении предыдущей работы, так как образцы древесины хранились в одинаковых условиях.

Предел прочности при сжатии древесины вдоль волокон при данной влажности древесины вычисляют с погрешностью не более 0,5 МПа (5 кгс/см²) по формуле

, (52)

где Р_макс – максимальная нагрузка, Н (кгс); a, b – размеры поперечного сечения образца, мм (см).

Предел прочности при сжатии вдоль волокон для образцов с влажностью меньше предела гигроскопичности пересчитывают на стандартную влажность 12% с погрешностью до 0,5 МПа по формуле

, (53)

где a – поправочный коэффициент, равный 0,04 на 1% влажности; R_W – предел прочности при сжатии образца с влажностью W в момент испытания, МПа (кгс/см²); W – влажность образца в момент испытания, %.

Прочность древесины при сжатии R_сж при стандартной влажности в кгс/см² рассчитывают по формуле

, (54)

где m – содержание поздней древесины, %; А, В – коэффициенты, принимаемые по таблице 18.

Прочность древесины при сжатии R_сж при стандартной влажности