Строительные материалы

Результаты испытаний

Результаты оценки декоративно-отделочных свойств природных каменных материалов заносят в табл. 2.11.

Т а б л и ц а 2.11

Декоративно-отделочные свойства горных пород

Контрольные вопросы для защиты лабораторной работы

1.Основные породообразующие минералы изверженных горных пород.

2.Основные породообразующие минералы осадочных горных пород.

3.Основные минералы, образующие метаморфические горные породы.

4.Как определить среднюю и истинную плотность горной породы?

5.Как вычислить пористость горной породы?

6.На каких образцах определяется предел прочности при осевом растяжении при испытании путем раскалывания?

7.По какой формуле вычисляется предел прочности при осевом растяжении при испытании путем раскалывания?

8.Что такое твердость и как она определяется для горных пород?

9.Что такое истираемость и как она определяется?

10.Каким образом определяется ударная прочность каменных материалов?

11.Какие различают декоративно-отделочные свойства природных каменных материалов?

51

12.Как определить блеск лицевой поверхности природных каменных материалов?

13.Что такое фактура; какие различают фактуры?

Ли т е р а т у р а

1.П о п о в Л.Н. Лабораторные испытания строительных материалов и изделий. – М.: Высш. школа, 1984. – 165 с.

2.Г о р ч а к о в Г.И., Б а ж е н о в Ю.М. Строительные материалы. – М.: Стройиздат, 1986. – 687 с.

3.П о п о в Л.Н., К а д д о М.Б., К у л ь к о в О.В. Оценка качества строительных материалов (физико-механические испытания строительных материалов). – М.: Ассоциация строительных вузов, 1999. – 240 с.

4.П о п о в Л.Н. Общая технология строительных материалов. –

М.: Высш. школа, 1989. – 352 с.

5.Д о м о к е е в А.Г. Строительные материалы. – 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1989. – 494 с.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 3

ДРЕВЕСИНА

Цель работы

1.Изучить коллекции основных пород древесины.

2.Ознакомиться с действующей нормативной документацией, традиционными стандартными методами лабораторных исследований свойств древесины.

3.Приобрести навыки работы с приборами и оборудованием по определению физико-механических и декоративно-отделочных свойств древесных пород.

3.1. Вопросы для подготовки к выполнению лабораторной работы

1. К какому виду строительных материалов относится древесина?

52

2.Какое влияние оказывает макроструктура древесины на ее свойства?

3.Как Вы понимаете выражение: древесина материал анизотропный?

4.Какое влияние оказывает влажность древесины на ее свойства?

5.Причины коробления изделий из древесины.

6.Причины загнивания изделий из древесины.

7.С какой целью при оценке свойств древесины введен показатель стандартной влажности?

8.От чего зависит средняя плотность древесины?

9.Какие изделия и конструкции получают из древесины, где их применяют в строительстве?

10.По какой схеме испытывают древесину на изгиб?

3.2. Задания к лабораторной работе

Задание 1. Определение влажности древесины. Задание 2. Определение линейной усушки.

Задание 3. Определение плотности (средней плотности) и пористости древесины.

Задание 4. Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон.

Задание5. Определениепредела прочности при статическом изгибе. Задание 6. Определение предела прочности при скалывании

вдоль волокон.

Задание 7. Определение содержания поздней древесины в годичном слое и приближенная оценка ее прочности неразрушающим методом.

Задание 8. Изучение микроструктуры древесины.

Задание 9. Определение качества пиломатериалов по наличию пороков.

Задание 10. Защита древесины от гниения и возгорания.

3.3. Общие сведения о древесных материалах

Древесина представляет собой природный органический материал волокнистого строения. Как строительный материал она обладает замечательными свойствами:

53

1)сравнительно большой прочностью при небольшой средней плотности, т. е. высокимкоэффициентом конструктивногокачества (Ккк);

2)упругостью;

3)малым значением теплопроводности;

4)малой объемной теплоемкостью;

5)простотой (легкостью) обработки;

6)хорошими акустическими свойствами;

7)гигиеничностью;

8)декоративностью.

Благодаря этим положительным качествам и относительно невысокой стоимости древесина широко применяется в строительстве. Из нее изготавливают:

1)эффективные несущие конструкции (балки, фермы, арки);

2)столярные изделия (окна, двери, мебель);

3)наружные стены;

4)теплые полы;

5)отделку для интерьера и т. д.

Однако при использовании древесины в строительстве необходимо учитывать и некоторые негативные особенности этого материала, зависящие от его строения и состава:

1)гигроскопичность, вследствие которой при колебаниях влажности окружающей среды древесина претерпевает деформации разбухания или усушки, т. е. коробления;

2)неоднородность строения и свойств, связанная с волокни-

стой структурой, наличием сучков, трещин, кривизны и других пороков;

3)склонность к загниванию при эксплуатации во влажных условиях;

4)возгораемость при действии огня и высокой температуре. Поэтому при применении древесины в строительстве возникает

необходимость в специальных мерах по защите древесины от вредных воздействий. Применяя древесину, строители должны уметь ослабить влияние ее отрицательных качеств и в максимальной степени использовать положительные.

Особенностью древесины является сильно выраженная анизотропность: ее свойства в разных направлениях различны, что связано с макро и микроструктурой древесины (это необходимо проследить при выполнении заданий данной лабораторной работы).

54

При известной общности древесина разных пород различается по структуре и свойствам. В строительстве используют древесину хвойных и лиственных пород.

Древесина самовосстанавливающийся строительный материал, из которого изготавливают готовые изделия и конструкции. Отходы древесины являются сырьем для производства изделий с использованием полимерных и минеральных вяжущих.

Клееные деревянные конструкции (КДК) полной заводской готовности, обладая высокой прочностью, стойкостью в агрессивных условиях эксплуатации, малой плотностью (по сравнению с железобетонными конструкциями), позволяют значительно снизить расход металла. При изготовлении КДК может быть использована качественная древесина малых сечений и длин, что увеличивает процент полезного использования леса. Переработка некондиционных и непригодных для КДК отходов в различные строительные материалы, изделия и конструкции (арболит, древесно-стружечные плиты, це- ментно-стружечные плиты и др.) позволяет не только дать хорошие заменители древесины для полов, перегородок, дверей и др., но и повысить экономическую эффективность зданий с их применением.

В условиях дефицита энергоресурсов очень важно и то, что по сравнению с производством железобетонных и металлических конструкций производствоКДК требует вомногораз меньшеэнергозатрат.

Задания

Задание 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ

Вода, содержащаяся в древесине, может находиться:

1) в свободном состоянии (капиллярная), располагаясь между волокнами, в полостях клеток и сосудах;

2) в физически связанном состоянии, адсорбируясь на стенках пор и капилляров (гигроскопическая); поглощается древесиной непосредственно из воздуха;

3) в химически связанном состоянии, входя в состав целлюлозы. Древесина относится к гидрофильным материалам, легко впитывающим и отдающим воду при изменении температуры и влажности окружающей среды. Изменение влажностного состояния влияет на ее физические и механические свойства. Сравнение численных

55

показателей всех свойств древесины проводится при стандартной влажности, равной 12 %.

1. Определение влажности древесины стандартным методом

(по ГОСТ 16483.7)

Приборы и материалы

1.Сушильный шкаф, обеспечивающий высушивание древесины при (103 2) С.

2.Весы технические с погрешностью взвешивания не более 0,01 г.

3.Штангенциркуль с погрешностью измерения не более 0,1 мм.

4.Образцы древесины в форме прямоугольной призмы с основанием 20х20 мм и высотой вдоль волокон 30 мм (по 3 образца каждой породы).

Примечание. Эти же образцы используют для определения усушки (задание 2) и средней плотности (задание 3).

Методика испытаний

Влажность древесины по ГОСТ 16483.7 определяют следующим образом:

1.Определяют массу образца на технических весах.

2.Определяютразмерыобразцов (дляопределениялинейной усушки

взаданиях 2 и 3); результаты испытаний заносят в табл. 4.2, 4.3.

3.Образцы высушивают в сушильном шкафу при температуре

103 2 С до постоянной массы.

4. Вычисляют влажность в процентах по формуле

m2

где m1 масса влажного образца, г; m2 масса высушенного образца, г.

56

Результаты испытаний

Полученные результаты заносят в табл. 3.1.

Т а б л и ц а 3.1

Результаты определения влажности древесины

2. Определение влажности древесины экспресс-методом

Сушка древесины до постоянной массы процесс длительный, поэтому в лаборатории наряду с описанным выше методом используется экспресс-метод определения влажности древесины по электропроводности с помощью электронного влагомера.

Приборы и материалы:

1.Электронный влагомер ЭВ 2К.

2.Образцы древесины в форме прямоугольной призмы с основанием 20х20 мм и высотой вдоль волокон 30 мм.

Методика испытаний

Измерение прибором проводится согласно инструкции по эксплуатации электронного влагомера для измерения влажности древесины ЭВ 2К.

57

Результаты испытаний

Полученные результаты заносят в табл. 3.2.

Т а б л и ц а 3.2

Результаты определения влажности древесины экспресс-методом

Проанализировать сходимость результатов, полученных по разным методикам.

Задание 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИНЕЙНОЙ УСУШКИ

Приборы и материалы

1.Сушильный шкаф.

2.Штангенциркуль с погрешностью измерения не более 0,1 мм.

3.Образцы древесины размером 20х20х25 мм.

4.Бюксы с притертыми крышками.

Методика испытаний

Определение проводится по методике ГОСТ 16488.37. Оно состоит в измерении размеров образцов в состоянии:

1) исходной влажности;

2) после высушивания.

Образцы для испытаний представляют собой прямоугольные призмы с основанием приблизительно 20х20 мм и длиной (высотой) вдоль волокон (25 5) мм. До испытаний образцы длительно выдер-

58

живаются в эксикаторе для установления в них однородной равновесной влажности.

Исходную влажность древесины и влажность после высушивания удобно контролировать с помощью электронного влагомера или другого прибора.

Замеры образцов производятся по осям симметрии штангенциркулем с точностью до 0,1 мм. Места установки штангенциркуля при замерах отмечают на образцах карандашом с тем, чтобы до и после сушки они производились в тех же местах.

Сушка образцов производится в сушильном шкафу при температуре (103 2) С. Образцы располагаются в бюксах со снятыми крышками; после сушки их следует закрыть крышками и в таком состоянии охладить до комнатной температуры; затем снять крышки, извлечь образцы и быстро изме-

крывать бюксынеобходимо, чтобы предотвратить увлажнениеобразцов в процессеохлаждения.

По результатам замеров определяют линейную усушку:

1)вдоль волокон древесины;

2)в радиальном направлении;

3)в тангентальном направлении.

Бюкс стаканчик для взвешивания, изготовленный из алюминия или стекла, с крышкой на притертых шлифах, обеспечивающих герметичность. На стаканчиках для взвешивания и крышках должны быть выгравированы, вытравлены или нанесены несмываемой краской индивидуальные номера каждой пары (стаканчик и крышка).

59

Абсолютная линейная усушка (в мм) определяется как разность в линейных размерах образцов до и после сушки, а относительная (в процентах) по формуле

где 1 размер образца до сушки, мм;2 то же после сушки, мм.

Результаты испытаний

Результаты измерений и вычислений заносят в табл. 3.3.

Т а б л и ц а 3.3

Результаты определения усушки древесины

60