Эксплуатационно-технические свойства древесины.

К положительным эксплуатационно-техническим свойствам уникальной природной структуры древесины относятся сравнительно низкая средняя плотность при прочности, обеспечивающей функциональную надежность разнообразных конструкций жилых, общественных, промышленных зданий. Коэффициент конструктивного качества (отношение предела прочности к средней плотности) у материалов из массивной древесины – 0,8, у стали – 0,5, у керамического кирпича – 0,05.

К отрицательным характеристикам древесины относят возможность образования пороков, сравнительно высокая гидроскопичность и водопоглощение, низкая биостойкость, в том числе возможность загнивания. Так при увеличении влажности прочность древесного материала снижается, заметно повышается теплопроводность. При изменении влажности также происходит усадка или набухание древесины. При этом они различны в тангенциальном и радиальном направлениях, высыхание происходит не равномерно. В результате внутренние напряжения в материале могут вызвать коробление или растрескивание.

Принимая во внимание различное сопротивление вдоль и поперек волокон материала, древесина хорошо работает на сжатие, изгиб, растяжение вдоль волокон, и хуже поперек волокон. Плохо работает на скалывание.

25 Строение древесины. Основные части ствола дерева, их характеристика и использование в строительных материалах.

Строение древесины. Для изготовления музыкальных инструментов применяют древесину хвойных и лиственных пород, которые различаются между собой по целому ряду признаков.

Следует различать понятие дерева, т. е. растущего дерева, и древесины-- материала, получаемого из срубленного и очищенного от ветвей и коры дерева.

В каждом растущем дереве можно выделить три части: крону, ствол и корни.

В листьях кроны растущего дерева происходят процессы фотосинтеза. В результате этих процессов зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами лучистая энергия Солнца превращается в энергию химических связей органических веществ, обеспечивающих питание и рост растения.

Корни дерева, во-первых, удерживают его в вертикальном положении, а во-вторых, всасывают из почвы воду с растворенными в ней минеральными питательными веществами.

Ствол дерева является прежде всего магистралью, по которой впитанные корнями минеральные вещества движутся к листьям, а выработанные в листьях пластические вещества (строительный материал, из которого дерево строит само себя) движутся вниз по стволу, наращивая его. Ствол дерева также является хранилищем запасенных питательных веществ. Ствол дает основное количество древесины, что составляет 50-90 % объема частей растущего дерева, и только древесина ствола пригодна для изготовления деталей музыкальных инструментов.

Древесина имеет слоисто-волокнистое строение. Свойства древесины в значительной степени зависят от направления (анизотропия свойств). Принято рассматривать три главных разреза ствола: поперечный (или торцовый) плоскость которого перпендикулярна оси ствола, радиальный, плоскость которого проходит через ось ствола, и тангенциальный 3, плоскость которого проходит параллельно оси ствола на некотором расстоянии от нее.

Поперечный срез имеет следующие основные части: ядро, сердцевину, заболонь и кору.

Ядро 2 отличает более темная окраска. Оно расположено посередине ствола. В центре ядра в виде круглого, четырех-пятиугольного или (как у дуба) звездчатого пятнышка диаметром 2-5 мм находится сердцевина 1. На радиальном разрезе хвойных пород сердцевина почти прямая, а у лиственных пород имеет извилистую форму.

Кора 4 на поперечном разрезе имеет форму кольца более темной, чем древесина, окраски. У взрослых деревьев в коре различают два слоя. Наружный слой, называемый коркой, является оболочкой, предохраняющей от испарения влаги, резких колебаний температуры и механических повреждений. Внутренний слой коры, называемый лубяным, является проводником органических питательных веществ вдоль ствола.

Заболонь 3 имеет наиболее светлую окраску. Породы древесины, у которых ядро ярко выражено, называют ядровыми. Если внутренняя часть ствола отличается от наружной только меньшим содержанием влаги, такие породы называют спело-древесными. Если же различий между внутренней и наружной частями ни по цвету, ни по влажности нет, то такие породы называют заболонными.

На главных разрезах дерева видны линии и полосы, составляющие рисунок древесины, или, как его часто называют, текстуру. Каждая порода древесины кроме характерного цвета имеет и свою текстуру.

Рисунок древесины возникает от ежегодного нарастания на поверхности ствола, ветвей и корней нового годичного слоя. Особенно хорошо эти слои заметны у хвойных пород. Ширина годичных слоев, определяемая на торцовом разрезе, зависит от породы, возраста, условий произрастания и положения в стволе. Так, например, у древесины ели, произрастающей в суровых горных условиях, ширина годичных слоев может колебаться в пределах 1 мм, а у ели, произрастающей в благоприятных условиях, может доходить до 3-4 мм и более.

По радиусу от сердцевины ширина годовых колец изменяется неравномерно. Наиболее широкие годовые кольца лежат в центральной части радиуса ствола, а ближе к сердцевине и дальше к коре ширина годовых колец уменьшается. У некоторых пород древесины наблюдают волнистость годичных колец, что придает поперечному срезу интересную текстуру (граб, тисс, можжевельник).

Более светло окрашенная и более мягкая часть годичного кольца называется ранней древесиной и образуется в первой половине периода нарастания слоя. Во второй половине образуется поздняя древесина, которая в годичном кольце окрашена темнее и твердость ее выше, чем у ранней древесины.

Все породы имеют в древесине своих стволов сучки. Для хвойных пород характерно расположение нескольких ветвей на одном уровне по высоте ствола. Эту часть ствола называют мутовкой. Лиственные породы характеризуются одиночным расположением ветвей. Наличие в древесине сучков делает ее мало, а подчас и совсем непригодной в производстве музыкальных инструментов. Так как годичные слои ствола при встрече с сучком изменяют свое направление, то для изготовления деки такую часть ствола ели не используют.

Абсолютно сухая древесина состоит из органических веществ, которые содержат в среднем 49,5 % углерода, 44,2 % кислорода (с азотом) и 6,3 % водорода. Минеральные соединения, получающиеся при сгорании древесины (зола), составляют 0,2-1,7 % общей ее массы.

 

26 Основные технологические операции при производстве металлических материалов.

27 Технологический процесс производства материалов из минеральных расплавов.

 

28 Эксплуатационно-технические свойства строительных материалов.

29 Сырье для производства материалов из природного камня.

30 Материалы специального назначения.

31 Основные технологические операции при изготовлении материалов на основе минеральных вяжущих.

Производство минеральных вяжущих сводится к двум главным технологическим операциям: помол и обжиг.

Обычно стремятся хорошо измельчать сырьё до обжига или продукт после обжига. Тонкость помола минеральных вяжущих влияет на свойства искусственных каменных материалов, приготовленных на их основе. С увеличением тонкости помола увеличивается связывающая, клеящая способность пластичной массы, которая образуется после перемешивания вяжущего с водой. В результате выше плотность и прочность искусственного камня.

Важнейшая операция при производстве минеральных вяжущих – обжиг сырьевых минералов. Именно после обжига получается продукт, способный при соединении с водой образовывать пластичную массу, твердеющую с течением времени.

 

32 Стандартизация и классификация строительных материалов.

33 Основные сырьевые компоненты для производства пластмасс

Полимеры, получаемые методами полимеризации или поликонденсации, обычно при нагревании служат жидкой фазой конгломерата. Они при отверждении образуют непрерывную сетку — матрицу вяжущего вещества и сцепляют компоненты в единый конгломерат — пластмассу.

Важнейшими термопластичными полимерами для производства пластмасс являются прежде всего полиолефины (полиэтилен), имеющие наибольшие потенциальные возможности наличия сырьевой базы и широкой области применения; поливинилхлорид, позволяющий получить пластмассы и изделия удовлетворительных свойств и малой стоимости; полистирол и др. Из термореактивных полимеров наибольшее значение для производства строительных материалов и изделий имеют фенолоформальдегидные, мочевиноформальдегидные, кремнийорганические и эпоксидные полимеры.

Наполнители. В качестве наполнителей используют органические или минеральные материалы. Они уменьшают расход дорогостоящего связующего (полимера) и оказывают существенное влияние на свойства пластмасс, придавая им надлежащую прочность, тепло- и огнестойкость, электро - и теплопроводность и т. д. Особое значение имеют порошкообразные (мел, тальк известняк), волокнистые (древесное волокно, стекловолокно) и листовые наполнители (бумага, хлопчатобумажные ткани, стеклоткань).

Отвердители — химические вещества, которые вводят в композицию для отверждения (в процессе производства) термопластических полимеров. К числу наиболее распространенных отвердителей относится уротропин.

Пластификаторы. В качестве пластификаторов применяют малолетучие вещества, которые молекулярно распределяются в полимере, снижают их хрупкость и позволяют композиции хорошо формоваться в процессе производства изделий. К числу пластификаторов можно отнести камфору, олеиновую кислоту, диоктилфталат, стеарат аммония.

Стабилизаторы — вещества сложного химического состава, препятствующие старению пластмасс, т. е. изменению физико-химических свойств во времени. Они сохраняют стабильность структуры в процессе переработки пластмасс в. изделие, а в период эксплуатации предохраняют изделие от тепловых воздействий, атмосферных факторов, кислорода воздуха, солнечной радиации.

Смазывающие вещества вводят в композицию для предупреждения прилипания изделий к стенкам формы в процессе формования. В качестве смазывающих веществ применяют стеарин, олеиновую кислоту, соли жирных кислот и др. К тому же стеарин, например, улучшает таблетируемость пресс-порошков и обеспечивает хорошее отделение изделий от формы.

Окрашивающие вещества вводят в композицию для придания изделию необходимого колера. В производстве пластмасс и изделий из них чаще всего находят применение следующие неорганические пигменты: охра, мумия, сурик, умбра, ультрамарин, оксид хрома и др. Из органических красителей используют нигразин, хризоидин. Светлые тона пластмассам придают белые пигменты: литопон, двуоксид титана, оксид цинка.

Поробразователи используют для получения газонаполненных пластмасс. Они представляют собой жидкие, твердые или газообразные вещества как минерального, так и органического происхождения.

34 Эстетические характеристики материалов на основе минеральных вяжущих

35 Краски на основе минеральных вяжущих