Среднее значение физико-механических свойств

основных хвойных и лиственных пород (при влажности 12%)

Таблица 1

	Средняя	Предел прочности, МПа
Порода	плотность	Вдоль волокон при	Поперек волокон при
дерева	кг/м^3	растяжении	сжатии	скалывании радиальном	сжатии радиальном	статическом изгибе
Сосна				7.5	3.6
Лиственница					4.6
Ель				6.8	3.3
Кедр				6.7	2.9
Пихта				6.5	3.1
Дуб					7.8
Бук					8.0
Береза				9.2	6.7
Осина				6.2	3.7

 

5.3 Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон выполняют на образцах сечением 20*20*20мм. Перед испытанием измеряют размеры сечения образца (в середине его длины) штангенциркулем с точностью до 0.1мм. Образец устанавливают торцевой поверхностью в центре шарнирной опоры приспособления. Приспособление с образцом помещают между головками испытательной машины и слегка зажимают. При испытании образца скорость подачи нагрузки должна быть равномерной и составлять 25000 ± 5000 Н/мин в течении всего испытания. Испытание ведут до разрушения образца, т.е. до момента, когда стрелка силоизмерителя пойдет в обратную сторону. Предел прочности при сжатии Rw вдоль волокон при данной влажности древесины вычисляют с точностью 0.5 МПа.

Rw = Р_max / a * b,

где Р_max - максимальная нагрузка, Н;

a и b - размеры поперечного сечения образца, мм.

5.4 При определении предела прочности при местном сжатии поперёк волокон используют образцы древесины сечением 20 * 20 *20 мм. Направление годичных слоев должно быть параллельно длине образца. Испытания производят до явного условного предела прочности, что характеризуется резким увеличением деформации. Значение условного предела прочности при данной влажности вычисляют с точностью до 0,1МПа:

Rw = Р / b * l,

где Р - нагрузка, соответствующая пределу прочности, Н;

b и l - ширина и длинна образца, мм..

5.5. Изучение пороков древесины. Древесина как строительный материал может иметь пороки различных видов, которые снижают её качество, а иногда делают древесину непригодной для использования, как в строительстве, так и в производстве изделий из неё. Пороки древесины могут быть разделены на две основные группы: возникающие в растущем дереве и в свежесрубленной и мёртвой древесине. К первой группе следует отнести пороки, связанные с условиями роста дерева, например, нарушение нормального строения дерева, наличие сучков и т.д.; ко второй группе - пороки, вызванные внешними факторами, различными грибами, насекомыми и др. Изучение пороков древесины целесообразно проводить в следующей последовательности: пороки формы ствола и строения древесины, сучки, трещины, химические окраски, грибные поражения древесины, повреждения древесины насекомыми.

Пороки формы ствола, как правило, образуются вследствие ненормальных условий роста дерева и климатических воздействий. К основным порокам ствола относят кривизну, сбежистость и закомелистость, которые затрудняют применение круглых лесоматериалов по назначению и усложняют их переработку, снижают сортность древесины, увеличивают количество отходов при распиловке и лущении, а также являются причиной возникновения пороков строения древесины.

Кривизна ствола в зависимости от направления изгиба бывает односторонняя и разносторонняя. Она значительно влияет на выход пиломатериала при распиловке брёвен, а также оказывает отрицательное влияние на прочность древесины при продольном изгибе в случае применения круглых сортаментов в качестве стоек и других строительных элементов.

Сбежистость представляет собой резкое уменьшение диаметра ствола от комля (нижней части) к вершине. Этот порок наглядно наблюдается у необрезных пиломатериалов в виде ненормального уменьшения ширины досок по длине, превышающего допустимый предел. Сбежистость увеличивает отходы при распиловке брёвен, обусловливает появление радиального наклона волокон в пиломатериалах, а следовательно, и снижения их прочности.

Закомелистостъ проявляется в виде резкого увеличения комлевой части ствола дерева. Различают округлую и ребристую закомелистостъ со звёздчато-лопастной формой поперечного сечения бревна. При распиловке ствола на пиломатериалы закомелистую часть приходится предварительно отпилить и пускать на дрова.

 

Пороки строения древесины весьма разнообразны. К ним относят наклон волокон (косослой), свилеватость, завиток, крен, пасынок, двойная сердцевина, сухобокость, засмолок, водостой и др.

Наклон волокон (косослой) представляет собой не прямолинейность, а винтообразность волокон древесины продольной оси изделий (бревен, брусьев, досок и т. п.). Косослойная древесина обладает повышенной величиной усушки и способна в большей степени к короблению.

Свилеватость древесины характеризуется путаным или резко волнистым расположением волокон. Она чаще всего встречается у лиственных пород, преимущественно в комлевой части ствола. Свилеватость снижает прочность древесины при сжатии, изгибе и растяжении, а также затрудняет обработку древесины (строгание) вследствие возникновения выдиров и отщипов.

Завиток представляет собой искривление годовых слоев древесины, вызванное сучками. На поверхности пиломатериалов завиток имеет вид скобообразных изогнутых частичек, прорезанных или замкнутых концентрических контуров, образованных искривленными годовыми слоями. Завиток снижает прочность древесины при сжатии вдоль волокон при статическом изгибе.

Крен представляет собой резкое утолщение летней древесины, годичного слоя со значительным повышением его твердости на более узкой стороне и смещением сердцевины. Степень этого порока определяют в процентах по отношению к общей площади торца.

Пасынок представляет собой толстый прилегающий к стволу, на значительном протяжении сросшийся с основным стволом сук. Ствол дерева с пасынком имеет овальную форму. В поперечном разрезе четко виден раздел между стволом и его пасынком. Пасынок резко снижает механические свойства и сортность древесины.

Двойная сердцевина представляет собой ясно видные в поперечном разрезе ствола дерева две сердцевины. Снаружи древесного ствола обе сердцевины окружены сплошными кольцами годового слоя. Этот порок затрудняет переработку (распиловку) древесины, увеличивает количество отходов и склонность к растрескиванию.

Засмолок - участок древесины, обильно пропитанный смолой. Присущ только хвойным породам. Он затрудняет отделку - лакировку и окраску поверхности древесных изделий.

Сучки представляют собой заключенные в древесине ствола живые или отмершие при жизни дерева основания ветвей. Количество, размеры и состояние сучков влияют на качество бревен, предназначаемых для распиловки. В зависимости от положения на стволе дерева и плоскости разреза при распиловке сучки могут выходить на поверхность пиломатериала в виде круга, овала, клина. Сучки, занимающие участок древесины округлой или овальной формы с самостоятельными концентрическими годовыми слоями, называют округло-овальными. При попадании распила вдоль сросшегося сучка получают сшивной сучок, поперек двух рядом расположенных сучков — лапчатый сучок. Различают сучки сквозные, т. е. выходящие на обе противоположные плоскости пиломатериала (доски), и несквозные, выходящие только на одну плоскость доски. В зависимости от состояния древесины сучка и степени срастания ее с древесиной ствола сучки бывают сросшиеся твердые, частично сросшиеся твердые и несросшиеся. Сросшиеся твердые сучки являются остатками отмерших плотно сросшихся с древесиной ветвей, отличающихся от нее лишь по цвету и твердости. Сросшиеся и частично сросшиеся твердые сучки могут быть здоровыми, т.е. не имеющими признаков гнили, окрашенными в более темный цвет, чем остальная древесина и роговыми. Роговые сучки имеют здоровую древесину, но обильно пропитаны смолой или дубильными веществами, по цвету темнее окружающей древесины. К несросшимся относятся выпадающие твердые сучки, которые не связаны с окружающей ее древесиной; они обычно выпадают при высыхании и механической обработке. Рыхлые и табачные сучки представляют собой загнивающие омертвевшие ветки, древесина которых утратила механическую прочность. Табачные сучки при давлении легко превращаются в коричневый порошок. Сучки ухудшают внешний вид древесины, вызывают искривление волокон и годичных слоев, нарушают однородность строения, а иногда и целостность ее, затрудняют механическую обработку, снижают прочность при растяжении вдоль волокон и изгибе.

Табачные, загнившие и гнилые сучки перед измерением зондируют щупом: разрушенная часть загнивших и гнилых сучков бывает не глубже 20 ¸ 30 мм, а табачных часто достигает середины сортамента. Круглые и овальные сучки, а также не выходящие на ребро продолговатые и разветвленные в пиломатериалах и строганом шпоне измеряют по расстоянию между касательными к контуру сучка, проведёнными параллельно оси сортамента, а по наименьшему диаметру сучка. Сшивные сучки, а также выходящие на ребро продолговатые и разветвленные сучки в пиломатериалах измеряют по наименьшему диаметру продольного сечения сучка, а также по расстоянию между ребром и касательной к контуру сучка, проведенной параллельно ребру. При этом измерение выполняют на той стороне сортамента, куда выходит поперечное сечение сучка.

Трещины. В зависимости от времени и условий трещин, а также характера повреждения в круглом лесе и пиломатериалах различают трещины следующих видов: метик, отлуп, морозобоина, трещины усушки. Трещины нарушают целостность материала и уменьшают механическую прочность древесины, а также снижают процент выхода качественных пиломатериалов и шпона.

Метик — одна или несколько продольных внутренних трещин, проходящих через сердцевину ствола и направленных радиально, но до периферии ствола не доходящих. Метик бывает простой и сложный. Простой метик состоит из одной или двух трещин на торце, расположенных по одному диаметру и идущих по длине сортамента, в одной плоскости. Сложный метик состоит из одной или двух трещин на торце, расположенных по одному диаметру и идущих по длине сортамента не в одной плоскости, а по спирали. Сложный метик может состоять из двух или нескольких трещин на торце, расположенных под углом друг к другу и идущих по длине сортамента не в одной плоскости. Такой метик часто называют крестовым.

Отлуп — внутренняя трещина, идущая по годовому слою и распространяющаяся на некотором протяжении вдоль сортамента. Наблюдается в круглых сортаментах, чаще на комлевом торце, в виде дугообразной трещины, не заполненной смолой или в виде кольцеобразной трещины. Отлуп образуется под влиянием напряжений, возникающих под воздействием ветра и мороза. Нарушая цельность древесины в пиломатериалах, отлуп портит доски и понижает сортность.

Морозобоина - наружная радиальная трещина, возникающая зимой при резком охлаждении ствола. Она чаще всего располагается в комлевой части и идет на значительную глубину до сердцевины. Морозобоина бывает открытой и закрытой. Нарушая цельность древесины и изменяя форму ствола, она может понижать сортность и выход пиломатериалов; кроме того, может способствовать появлению в древесине гнили. Трещины усушки - наружные трещины, появляющиеся в бревнах и пиломатериалах при высыхании древесины.

Трещины усушки: торцевые, наблюдающиеся только на торце без выхода на боковую поверхность; торцевые односторонние (пластовые), наблюдающиеся на торце и выходящие на один пласт сортамента; кромочные, торцевые сквозные, наблюдающиеся на торце, причем трещина выходит на оба пласта (на противоположные боковые поверхности). При этом они нарушают цельность древесины и снижают ее прочность.

Ненормальные окраски и гнили. Нормальный цвет древесины изменяется в результате биохимических реакций окисления дубильных и красящих веществ, а также под влиянием поселившихся в ней грибов, в результате чего древесина приобретает различную окраску: светлую, темную синеву, выступающие отдельные желтые или бурые пятна.

Наибольшее разрушение древесины вызывают домовые грибы. Они разрушают древесные конструкции из всех пород древесины. Чаще других встречается настоящий домовой гриб, который в благоприятных для своего развития условиях (влажность свыше 25% и температура окружающего воздуха 18-20*С) сначала вызывает образование бурой гнили, а затем появление в древесине трещин вдоль и поперек волокон. В течение короткого времени деревянные конструкции зданий, пораженные домовыми грибами, могут прийти в аварийное состояние. Опасны для древесины белый домовой и домовой пленчатый грибы.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4