Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Эмпирические коэффициенты для определения прочностных характеристикдревесины



Таблица 4
Вид испытания А В
Дуб Сосна Дуб Сосна
Сжатие вдоль волокон 0,32 0,6 30,0 30,0
Поперечный изгиб 0,73 1,4 47,5 56,0

Приведенная формула определения прочности справедлива для влаж­ности 2 %. Данным методом можно определить ориентировочную прочность основных хвойных пород: ели, сосны и лиственницы. В тех случаях, когда толщина летних годовых слоев мала (например, у ели), при подсчете т мож­но вычесть суммарную толщину ранней древесины из общей длины отме­ченного отрезка и по разнице найти суммарную толщину поздних слоев.

Другой метод основан на взаилюсвязи средней плотности и прочно­сти древесины. Средняя плотность древесины при стандартной влажности характеризует ее пористость, а следовательно, и прочность. Поэтому, зная р°2 древесины, можно приближенно определить ее прочность по формуле

 

где р,2 - средняя плотность древесины при влажности, г/см ;

С и D - эмпирические коэффициенты

 

По опыту для подсчета можно рекомендовать следующие зависимости R12 (в МПа):

для хвойных пород:

для лиственных пород:

Приведенные формулы прочности на сжатие хвойных пород дают разброс до ± 5 МПа (для лиственных пород - до 7-8 МПа), а формулы прочности на изгиб до 15 МПа (для всех пород).

5. Пороки древесины

5.1. Сучки

Древесина как строительный материал может иметь пороки раз­личных видов, которые снижают ее качество, а иногда делают непригод­ной для использования как в строительстве, так и в производстве изде­лий из нее.

Недостатки отдельных участков древесины, снижающие качество и ограничивающие возможность ее использования, называют пороками. По­роки древесины (ГОСТ 2140-81) определяют по внешним признакам на отдельных сортиментах (бревнах, досках, шпоне), а также на образцах в виде дощечек длиной 15...20, шириной 10...12 и толщиной 3...5 см.

Пороки древесины делят па группы: сучки, трещины, пороки фор­мы ствола, пороки строения древесины, химические окраски, грибные по­ражения, биологические повреждения, инородные включения, механиче­ские повреждения и пороки обработки, покоробленности. Каждая группа пороков подразделяется на виды и разновидности.

Сучок — часть ветки, заключенная в древесине ствола. Сучки - самые распространенные пороки древесины - бывают двух видов: открытые и заросшие. Открытый сучок выходит на боковую поверхность круглого лесоматериала, а заросший - не выходит и обнаруживается по следам зарастания, например по вздутию, бровке, раневому пятну.

Открытые сучки имеют несколько разновидностей, которые разли­чают: по форме разреза на поверхности сортимента — круглые, овальные, продолговатые; по положению в сортаменте - пластевые, кромочные, реб­ровые, торцовые, сшивные; по взаимному расположению - разбросанные, 30 групповые, разветвленные; по степени срастания — сросшиеся, частично сросшиеся, несросшиеся, выпадающие; по состоянию древесины - здоро­вые, светлые, темные, здоровые с трещинами, загнившие, гнилые, табач­ные; по выходу на поверхность - односторонние, сквозные.

Сучки затрудняют механическую обработку древесины, вызывают искривление волокон и годичных слоев, ухудшают внешний вид, наруша­ют однородность строения, а иногда и целостность ее, снижают прочность при растяжении вдоль волокон и изгибе. При скалывании вдоль волокон и поперечном сжатии сучки повышают прочность древесины. Табачные суч­ки указывают на наличие в древесине ядровой шили. На качестве лесома­териалов отрицательно сказываются сучки различной формы и размеров, те или иные их взаимное расположение, положение в сортименте и степе­ни срастания с окружающей древесиной и т. д. (рис. 16).

Рис. 16. Основные разновидности сучков: 1 - круглые; 2 - овальные; 3 - продольные; 4 - пластевые; 5 - кромочные; 6 - ребровые; 7 - сшивные: 8 - групповые; 9 - разветвленные

5.2. Трещины

Трещина - это разрыв древесины вдоль волокон. Трещины различа­ют: по типам - метиковая (простая и сложная), морозная, трещина усуш­ки, отлупная; по положению в сортименте - боковая, пластевая, кромоч­ная, торцовая; по глубине - неглубокая, глубокая, сквозная, несквозная; по ширине - сомкнутая и разошедшаяся. Трещины нарушают целостность ле­соматериалов и уменьшают их механическую прочность, снижают процент выхода качественных пиломатериалов и фанеры (рис. 17).

Рис. 17. Основные разновидности трещин: 1 - метиковые; 2 - морозные; 3 - трещины усушки; 4 - отлупные; 5 - пластевые: 6 - кромочные; 7 – торцовые

 

 

 

5.3. Пороки строения древесины

К порокам строения древесины относятся: наклон волокон, крень, тяговая древесина, свилеватость, завиток, глазки, кармашек, сердцевина, двойная сердцевина, смешанная сердцевина, пасынок, сухобокость, про­рость, рак, засмолок, ложное ядро, пятнистость, внутренняя заболонь, ко­сослой.

Наклон волокон может быть тангентальный и радиальный: крень - местная и сплошная; свилеватость - волнистая и путаная; завиток - одно­сторонний и сквозной;глазки –разбросанные и групповые, светлые и темные, кармашек- односторонний и сквозной, прорость – открытая, открытая односторонняя и сквозная, закрытая, сросшаяся, а так же светлая и темная;рак- открытый и закрытый; пятнистость – тангентальная,радиальная; прожилки – разбросанные, групповые и следы от прожилок.

Каждый из этих пороков снижает качество древесины и ограничивает ее применение(рис.18)

 

 

5.4. Пороки формы ствола

Пороки формы ствола: сбежистость, закомелистостъ (округлая и ребри­стая), овальность, нарост и кривизна (простая и сложная). Эти пороки затруд­няют применение круглых лесоматериалов по назначению и осложняют их пе­реработку, увеличивают количество отходов при распиловке и лущении, обу­словливают появление в пиломатериалах и шпоне наклона волокон (рис. 19)

 

Рис. 19. Пороки формы ствола древесины: а) наросты на стволе дерева; б) закомелистость (увеличение диаметра нижней части ствола); в) свилеватость (сложносплетенное расположение волокон ствола); г) прорость (повреждение клетчатки древесины); д) засмолок (участок ствола, пропитанного смолой)

5.5. Химическая окраска древесины

Химическими называют окраски, возникающие в срубленной древеси­не в результате развития химических и биологических процессов, которые в большинстве случаев связаны с окислением дубильных веществ. Разновид­ности химических окрасок: по типу - продуби на, желтизна; по интенсивно­сти цвета - светлые и темные. Химические окраски не влияют на физико- механические свойства древесины, но при интенсивной окраске портят ее внешний вид. При высыхании древесины они почти полностью выцветают.

5.6. Грибные поражения древесины

Виды грибных поражений древесины: ядровые пятна (полосы), пле­сень, заболонные окраски, побурение, гниль, дупло. Разновидности забо- лонных грибных окрасок: по цвету - синева и цветные заболонные пятна; по интенсивности цвета - светлые и темные; по глубине - поверхностные, глубокие и подслойные. Разновидности гнили: по цвету и структуре по­раженной древесины - пестрая ситовая, бурая трещиноватая, белая волок­нистая; по типам - заболонная (твердая и мягкая), ядровая и наружная трухлявая. Древесина, пораженная наружной трухлявой гнилью, - опасный источник грибной инфекции для различных деревянных конструкций и со­оружений; такая гниль резко снижает механические свойства древесины. Побурение может быть торцовым и боковым. Дугшо нарушает целостность сортиментов либо приводит к полной технической непригодности пора­женной древесины.

5.7. Биологические повреждения древесины

Виды биологических повреждений древесины: червоточина, пораже­ние паразитными растениями, повреждение птицами. Разновидности чер­воточины: по глубине - поверхностная, неглубокая, глубокая; но размеру отверстий - некрупная, крупная, сквозная. По глубине повреждение древе­сины паразитными растениями бывает неглубокое и глубокое.

5.8. Инородные включения, механические повреждения и пороки обработки древесины

Виды этой группы пороков: инородное включение, обугленность, обдир коры, карра, скос пропила, обзол (тупой и острый), закорина, риски, волнистость, ворсистость, мшистость, бахрома, заруб, запил, отгцеп. скол, козырек, заусенец, вырыв, задир, выщербины, вмятина, рваный торец, рябь шпона, накол, царапина, выхват, непрофрезеровка, гребешок, прошлифов- ка, недошлифовка, ожог. Пороки этой группы затрудняют использование лесоматериалов по назначению, увеличивают количество отходов, ухуд­шают внешний вид, снижают прочность древесины.

Вопросы к лабораторным работам

Тема 1 «Макроструктура древесины»

1. Достоинства и недостатки древесины как строительного материала.

2 Классификация пород древесины

3 Главные разрезы ствола, части ствола и выполняемые ими функции.

4.Определение числа годичных слоев.

5.Содержание поздней древесины и его влияние на ее свойства.

6.Основные элементы макроскопического строения древесины.

Тема 2 «Микроструктура древесины»

1. Микроструктура древесины, строение клетки и клеточной оболоч­ки древесины.

2. Элементарный и вещественный состав клеточной оболочки, ее структурные элементы.

3. Классификация тканей древесины по выполняемым ими функциям.

4. Строение древесины хвойных пород.

5. Строение древесины лиственных пород.

6. Древесина, предпочтительная при изготовлении шпал, в мосто­строении.

Тема 3 «Физико-механические свойства древесины»

1. Физические свойства древесины: влажность усушка, разбухание и т. д.

2. Виды влаги в древесине.

3. Определение равновесной влажности древесины.

4. Влияние влажности древесины на ее основные свойства.

5. Равновесная влажность древесины. Определение.

6. Гигроскопичность и предел гигроскопичности. Определения.

7. Плотность древесины. Определение и зависимость от влажности.

8. Основные механические свойства древесины.

9. Влияние строения древесины на ее прочность.

10. Косвенные формулы определения прочности древесины при сжатии.

Пороки древесины и их влияние на ее механические свойства.

 

 

 

 

 

 

Список ГОСТов на методы испытания древесины

Номер ГОСТа Наименование
2140-81 (сизм.) Пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения.
3808.1-80 Пиломатериалы хвойных пород. Атмосферная сушка и хранение.
16483.0-89 Древесина. Общие требования к физико-механическим испыта­ниям.
16483.1-84 Древесина. Метод определения плотности.
16483.2-70 (с изм.) Древесина. Методы определения условного предела прочности при местном смятии поперек волокон.
16483.3-84 Древесина. Методы определения предела прочности при стати­ческом изгибе.
16483.4-73 Древесина. Методы определения ударной вязкости при изгибе.
16483.5-73 (с изм.) Древесина. Методы определения предела прочности при скалы­вании вдоль волокон.
16483.7-71 (с изм.) Древесина. Методы определения влажности.
16483.9-73 (сизм.) Древесина. Метод определения модуля упругости при статиче­ском изгибе.
16483.10-73 (сизм.) Древесина. Методы определения предела прочности при сжатии вдоль волокон.
16483.11-72 (с изм.) Древесина. Метод определения условного предела прочности при сжатии поперек волокон.
16483.12-72 (с изм.) Древесина. Метод определения предела прочности при скалывании поперек волокон.
16483.13-72 (с изм.) Древесина. Метод определения предела прочности при перерезывании поперек волокон.
16483.14-72 Древесина. Методы испытания на разбухание.
16483.15-72 Древесина. Метод определения водопроницаемости.
16483.16-81 Древесина. Метод определения ударной твердости.
16483.17-31 Древесина. Метод определения статической твердости.
16483.18-72 Древесина. Методы определения числа годичных слоев в 1 см и содержание поздней древесины в годичном слое.
16483.19-72 Древесина. Методы определения водопоглощения.
16483.22-81 Древесина. Методы определения сопротивления раскалыванию.
16483.23-73 Древесина. Методы определения предела прочности при растяжении поперек волокон.
16483.24-73 Древесина. Методы определения модуля упругости при сжатии вдоль волокон.
16483.25-73 Древесина. Методы определения модуля упругости при сжатии поперек волокон.
16483.26-73 Древесина. Методы определения модуля упругости при растяжении вдоль волокон.
16483.27-73 Древесина. Методы определения модуля упругости при растяжении поперек волокон.
Список ГОСТов. Окончание
16483.28-73 Древесина. Методы определения предела прочности при растяжении поперек волоком.
16483.29-73 Древесина. Методы определения коэффициентов поперечной деформации.
16483 30-73 Древесина. Метод определения модулей сдвига.
16483.32-77 Древесина. Метод определения гигроскопичности.
16483.35-88 Древесина. Метод определения разбухания.
16483.37-88 Древесина Метод определения усушки.
20022.0-82 Защита древесины.
20022.5-75 - "-
20022.7-82 н
20022.13-75  
23431-79 Древесина. Строение и физико-механические свойства. Термины и определения.

 

 

Библиографический список

1. Микульский В. Г. Строительные материалы : учебник / В. Г. Микуль­ский и др. - М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2004. - 536 с.

Материаловедение в строительстве : учеб. пособие для студентов высших учебных заведений / И. А. Рыбьев, Е. П. Казенкова, А. Г. Кузнецо­ва, Т. Е. Тихомирова; под. ред. И. А. Рыбьева. - 2-е изд., испр. - М. : Изда­тельский центр «Академия», 2007. - 528 с.

 

 

Физические свойства древесины

Средняя плотность древесины различных пород
Порода Средняя плотность, кг/м3
р,2 при \¥= 12 % р„ при Ж = 0 %
Хвойные породы
Лиственница 730-640 702-614
Сосна 580-470 546-443
Ель 460-450 435-425
Кедр 450-460 426-407
Пихта 440-350 416-331
Лиственные породы
Граб 740-670 696-630
Дуб 710-650 672-614
Ясень 680-660 643-624
Бук 670-620 629-582
Береза 660-620 612-574
Осина 490-460 462-433
Липа 510-490 475-456

Показатели физических свойств древесины

  Коэффициенты
  усушки разбухания
Порода древесины объемный радиальный » л 1 а о объемный « В 1 1 >а л § в §
      н     н
Лиственница 0,52 0,19 0,35 0,61 0,20 0,39
Сосна 0,44 0,17 0,28 0,51 0,18 0,31
Ель 0.43 0Л6 0,28 0,50 0,17 0,31
Пихта 0,39 0,11 0,28 0,44 0,11 0,31
Кедр 0,37 0,12 0,26 0,42 0,12 0,28
Береза 0,54 0,26 0.31 0.64 0,28 0,34
Бук 0,47 0,17 0,32 0.55 0,18 0,35
Ясень 0,45 0,18 0,28 0,52 0,19 0,31
Дуб 0,43 0,18 0,27 0,50 0,19 0,29
Осина 0,41 0,14 0,28 0,47 0,15 0,30
Клен 0,46 0,19 0,29 0,54 0.20 0,32

 

 

Механические свойства древесины различных пород

Предел прочности (МПа) основных древесных пород (при стандартной влажности IV = 12 %)

Порода древесины Вдоль волокон Поперек волокон
при сжатии при растяжении при скалывании при сжатии при растяжении
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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

Введение..................................................................................................................... 3

1.Макроскопическое строение древесины ...................................... 4

1.1.Основные элементы макроскопического строения древесины............................ -

1.2.Группы древесных пород и их признаки............................................................. 5

1.3.Количественная характеристика макроскопического строения древесины....... 6

1.3.1. Число годичных слоев в одном сантиметре древесины................................... -

1.3.2. Содержание поздней древесины....................................................................... -

2.Микроскопическое строение древесины......................................... 7

2.1. Основные элементы микроскопического строения древесины........................... -

2.2. Изучение микроструктуры древесины под микроскопом................................ 10

3.Физические свойства древесины............ ............................. 12

3.1. Влажность и гигроскопичность........................................................................... -

3.2. Усушка, разбухание и коробление древесины................................................. 13

3.3. Плотность древесного вещества....................................................................... 17

3.4. Определение разбухания и предела насыщения клеточных оболочек............ 18

(лабораторная работа по УИРС)................................................................................ -

4.Механические свойства древесины..................................... 21

4.1. Твердость древесины........................................................................................... -

4.2. Прочность при сжатии вдоль волокон............................................................. 22

4.3. Прочность при сжатии поперек волокон.......................................................... 24

4.4. Прочность при статическом изгибе.................................................................. 25

4.5. Прочность при растяжении вдоль волокон...................................................... 26

4.6. Прочность при скалывании вдоль волокон...................................................... 27

4.7. Полевые методы определения прочностных характеристик древесины ... 29

5.Пороки древесины..................................................................................... 30

5.1. Сучки.................................................................................................................... -

5.2. Трещины............................................................................................................ 31

5.3. Пороки строения древесины............................................................................. 32

5.4. Пороки формы ствола....................................................................................... 33

5.5. Химическая окраска древесины......................................................................... 34

5.6. Грибные поражения древесины........................................................................... -

5.7. Биологические повреждения древесины............................................................. -

5.8. Инородные включения, механические повреждения и пороки обработки древесины -

Вопросы к лабораторным работам.......................................................................... 35

Список ГОСТов на методы испытания древесины................................................... 36

Библиографический список..................................................................................... 37

Приложение 1. Физические свойства древесины.................................................... 38

Приложение 2. Механические свойства древесины различных пород................... 39

ВЛИЯНИЕ МИКРО- И МАКРОСТРУКТУРЫ ДРЕВЕСИНЫ НА СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Методические указания

Составители: Петрова Т. М., Полетаев А. В., Вихко Е. В.

Редактор и корректор //. А. Шабранская Компьютерная верстка Л. А. Каратановой

План 2010 г., № 135 Подписано в печать с оригинал-макета 21.03.2011. Формат 60x84 1/16. Бумага для множ. апп. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,5. Тираж 300 экз. Заказ 251.

Петербургский государственный университет путей сообщения. 190031. СПб., Московский пр.. 9. Типография Г11 УПС. 190031. СПб., Московский пр., 9




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.