11.3. Методы испытаний пиломатериалов и заготовок

Методы определения влажности. Согласно ГОСТ 16588 — 91 могут быть использованы три метода. Рабочий метод основан на применении электровлагомеров любой конструкции с погреш­ностью измерения ±2 % влажности. Определение влажности пи-лопродукции проводится в диапазоне от 7 до 28 %. Используют влагомеры, принцип действия которых рассмотрен в гл. 3 (п. 3.2). Влажность измеряют на середине ширины пласти пилопродук-ции, на половине длины коротких досок или заготовок (менее 1,5 м) и на 2...4 участках у более длинных досок. Измерения про­водят, отступив не менее 50 см от торца. Вычисляют среднюю влажность единицы пилопродукции и выборки из партии, округ­ляя результат до 1 %.

Контрольный сушильно-весовой метод применяют при любой влажности, отсутствии влагомеров, а также в случае разногласий при приемке пиломатериалов. Используют метод, ана-

логичный описанному в гл. 3, с учетом больших размеров образ­цов и их количества. Образцы в виде поперечных срезов толщиной (вдоль волокон) 10...20 мм выпиливают, отступя от торца не ме­нее 50 см. Массу образцов определяют с погрешностью не более 0,1 г. Сушку проводят при температуре (103±2)°С. Все образцы считают высушенными, если изменение массы трех произвольно выбранных образцов при последовательных взвешиваниях с ин­тервалом 2 ч не превышает 1 %. Влажность образца вычисляют по формуле (3.3).

Ускоренный сушильн о-в е с о в о и метод предусматри­вает сушку образцов при температуре (120 ±2) "С в сушильных шкафах СЭШ-ЗМ с принудительной циркуляцией. Продолжитель­ность сушки в этом случае составляет 2...2,5 ч. Конечную массу определяют после охлаждения образцов в комнатных условиях в течение 2...5 мин.

В обоих сушильно-весовых методах предусмотрено вычисление средней влажности выборки из партии пилопродукции.

Методы определения прочности и жесткости. Эти методы во многом схожи с методом испытаний малых чистых образцов дре­весины. Отличия заключаются в размерах (иногда и форме) об­разцов, требованиях к качеству древесины в образцах, приспо­соблениях и процедуре испытаний. Способы статистической обра­ботки результатов испытаний такие же, как для малых образцов древесины, а влажность определяется методами, которые рассмот­рены выше в этом параграфе.

Определение прочности при продольном сжа­тии. Образцы имеют натурные размеры, отличаясь от пиломате­риалов и заготовок только длиной, которая должна быть в 5 раз больше толщины. Определяют минимальную прочность, поэтому образец выпиливают так, чтобы он включал наиболее слабое (из-за наличия пороков) сечение сортимента. Это сечение должно на­ходиться в образце на расстоянии не менее одной толщины от каж­дого торца. Образец устанавливают в приспособлении с шарнир­ным устройством для центрирования усилий, выполненном согласно ГОСТ 21554.4—78, и нагружают со скоростью (0,15±0,05) МПа/с. Определив при разрушении максимальную нагрузку Р_тах и изме­рив предварительно поперечное сечение образца, вычисляют пре­дел прочности по формуле (4.5).

Определение прочности при продольном рас­тяжении. Для испытаний используют не фигурный, а плоский образец натуральных размеров с длиной рабочей части (свобод­ной от захватов), превышающей ширину доски (заготовки) не менее чем в 8 раз. Образец должен включать наиболее слабое (из-за пороков) сечение сортимента, которое должно быть в пределах средней по длине зоны образца, распространяющейся на 1,5 ши­рины по обе стороны от центра. Образец после измерения разме-

ров поперечного сечения зажимают в захватах машины, снабжен­ных согласно ГОСТ 21554.5 — 78 клиновидными губками с рифле­ной поверхностью и скосом, постепенно уменьшающим боковое давление. Образец нагружают со скоростью (0,15 ±0,05) МПа/с и определяют Р_тах. Предел прочности вычисляют по формуле (4.5). Определение прочности при статическом из­гибе. Берут образец натуральных размеров, длина его равна 21... 22 высотам, высота /г равна размеру сечения образца в направлении приложения нагрузки. Сортообразующие пороки должны быть рас­положены на средней трети длины образца. Испытания проводят согласно ГОСТ 21554.2 — 81 по схеме с нагружением в двух точках. Радиус опор и нажимных элементов равен 1,5 И. Пролет /должен составлять 18 И. Нагружают образец с такой скоростью, чтобы его разрушение произошло не менее чем через 2 мин и не более чем через 5 мин. Определяют Р_тах, Н, и, используя предварительно измеренные значения ширины Ь, высоты Н и пролета /, мм, вы­числяют предел прочности, МПа, по формуле

(11.1)

Определение прочности при скалывании вдоль волокон. Форма и размеры образца указаны на рис. 11.2, размер Ь равен толщине пиломатериала или заготовки. Образец не должен иметь пороков древесины, увеличивающих сопротивление скалы­ванию, а также трещин в плоскости скалывания. Наклон волокон в образце должен быть типичным для всего сортимента (доски, бру­са и т.д.). Образец помещают в при­способление, изготовленное со­гласно ГОСТ 21554.6-78, и при­кладывают нагрузку к правой уко­роченной части образца. Его левая часть находится на опоре. Зазор между ребром опоры и плоскостью ожидаемого скалывания должен со­ставлять 3 мм. Образец нагружают при скорости перемещения актив­ной головки машины (0,6 ±0,12) мм/мин, определяют Р_тах и вычис­ляют предел прочности по форму­ле (4.9).

Рассмотренные методы исполь­зуются, как отмечалось, для опре­деления сорта конструкционных Рис. 11.2. Образец для испытания пиломатериалов. Кроме того, ГОСТ на скалывание вдоль волокон 21554.7 — 78 устанавливает метод пиломатериалов и заготовок

определения предела прочности пиломатериалов и заготовок при смятии поперек волокон. Показателями контактной про­чности при поперечном смятии служат: условный предел проч­ности, равный пределу пропорциональности между напряжения­ми и деформациями, или величина напряжений, соответствующая заданной (2,5 мм) деформации образца. Испытания проводят на образцах длиной 150 мм и высотой 50 мм, выпиленных из при-кромочной зоны пиломатериала или заготовки во всю их толщину. Нагрузку передают через пуансон на участок длины образца, рав­ный 50 мм. Нагружают рабочую поверхность образца, которая со­ответствует кромке пиломатериала или заготовки.

Определение шероховатости поверхности. Для оценки состоя­ния поверхности лесоматериалов и композиционных древесных материалов применяют параметры шероховатости согласно ГОСТ 7016 — 82. В зависимости от вида материала и способа механиче­ской обработки используют один или несколько параметров из следующей номенклатуры: К_ттах; К_т; Д,; К_а и ^. Параметр Я_ттах -это среднее арифметическое не менее пяти высших значений высот неровностей на контролируемой поверхности материала. Высота неровности равна разнице уровней выступа и смеж­ной впадины. Параметр К_т — это наибольшая высота профиля, т. е. совокупности неровностей, в пределах базовой длины. Базо­вая длина представляет собой протяженность участка, исполь­зуемого для выделения неровностей, характеризующих шерохо­ватость данной поверхности. Параметр К_г — это среднее арифме­тическое высот неровностей профиля по пяти высшим отклоне­ниям уровней выступов и впадин от средней линии профиля в пределах базовой длины. Параметр К_а — это среднее арифметиче­ское абсолютных значений всех отклонений профиля от средней части линии в пределах базовой длины. Параметр 8^ — это сред­ний шаг впадин неровностей, характерных для данного вида об­работки.

Для определения К_тт&х (старое обозначение Я_гтах) согласно ГОСТ 15612 — 85 используют индикаторный глубиномер, а также оптические приборы (микроскопы) ТСП-4М и МИС-11. Другие параметры определяются профилографами или без записи профиля — с помощью профилометров. Эти параметры ус­танавливают для всей контролируемой поверхности как среднее арифметическое значений каждого параметра, полученных на раз­личных участках поверхности.

Шероховатость поверхности пиломатериалов и заготовок оце­нивают по параметру К_ттэх, значения которого для поверхности после рамного пиления древесины хвойных пород составляют от 500 до 1600 мкм, лиственных пород — от 320 до 1000 мкм; для поверхности после пиления дисковыми пилами древесины всех пород — от 40 до 800 мкм.