Строительные материалы

Т а б л и ц а 3.8

Результаты определения прочности древесины при скалывании Плоскость скалывания ____________________

После получения результатов испытания, предусмотренных заданиями 4, 5 и 6, становится ясно, насколько различны могут быть показатели прочности древесины в зависимости от расположения ее волокон и направления нагрузки. Это обстоятельство подлежит учету при расчете врубок стропил, стоек, узлов деревянных ферм и других конструкций. Один из возможных примеров приведен на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Узел стропильной системы:

1 – площадь скалывания; 2 – площадь восприятия сжимающей нагрузки от верхнего пояса; 3 – площадь растяжения

71

Задание 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПОЗДНЕЙ ДРЕВЕСИНЫ В ГОДИЧНОМ СЛОЕ И ПРИБЛИЖЕННАЯ ОЦЕНКА ЕЕ ПРОЧНОСТИ НЕРАЗРУШАЮЩИМ МЕТОДОМ

Приборы и материалы

1.Линейка измерительная с погрешностью измерения не более

0,5 мм.

2.Измеритель с погрешностью измерения до 0,1 мм.

Методика испытаний

На поперечном срезе ствола видны годичные кольца, каждое из которых состоит:

1)из слоя ранней древесины (весна – лето), светлоокрашенной, пористой, малопрочной и недолговечной;

2)из слоя поздней древесины (лето – осень), темной за счет насыщения смолой, плотной, прочной и водостойкой.

Рассматривая под микроскопом раннюю и позднюю древесину годичных слоев, можно сделать вывод, что чем больше в сечении поздней древесины, тем выше ее плотность, а следовательно, и прочность при сжатии.

Содержание поздней древесины можно приблизительно определить, используя ГОСТ 16483.18, следующим образом.

На гладко обработанной поверхности поперечного разреза древесины проводят линию в радиальном направлении (перпендикулярно касательным к годичным кольцам), и на ней отмечают отре-

72

n

ai

Средняя плотность зависит от породы дерева, его пористости. С увеличением плотности прочность древесины возрастает.

Именно эти зависимости положены в основу эмпирических формул расчета прочности древесины при сжатии вдоль волокон (в МПа), которые были получены в результате обобщения большого объема экспериментальных данных.

Эмпирические формулы позволяют ориентировочно оценить прочность древесины:

1)по содержанию поздней древесины;

2)по величине средней плотности древесины при стандартной влажности.

Прочность древесины при сжатии Rсж в МПа при стандартной влажности рассчитывают по формулам

где m – содержание поздней древесины, %;

ρср 12 – средняя плотность древесины при стандартной влажности, г/см3;

А, В, С, D – эмпирические коэффициенты, принимаемые по табл. 3.9.

73

Т а б л и ц а 3.9

Эмпирические коэффициенты для ориентировочной оценки прочности древесины

Эмпирические формулы позволяют ориентировочно оценить прочность древесины, зная содержание в ней поздней древесины.

Для древесины сосны предел прочности при сжатии вдоль волокон в МПа можно оценить по формуле

Результаты испытаний

Результаты испытания следует записать в табл. 3.10.

Т а б л и ц а 3.10

Результаты определения содержания поздней древесины Порода _______________

74

Заключение

Полученные значения сравнивают с результатами испытания древесины разрушающими методами при значениях стандартной влажности.

Задание 8. ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ ДРЕВЕСИНЫ

Каждый студент рассматривает под микроскопом микроструктуру древесины, используя имеющуюся на кафедре коллекцию шлифов различных пород. Рассмотрению подлежат поперечный, радиальный и тангентальный разрезы древесины. Характерные текстуры древесины в указанных разрезах необходимо зарисовать, обратив особое внимание на клеточное строение древесины, ее пористость (связать с результатами из задания 3), специфику формы и расположения клеток, приводящую к тому, что на одинаковых по длине участках в трех характерных направлениях (вдоль волокон, радиальном и тангентальном) размещается различное число клеток. Именно этим объясняется различная величина линейной усушки в указанных направлениях (см. задание 2).

При рассмотрении поперечного разреза древесины следует обратить внимание на особенность строения годичных слоев, состоящую в том, что каждый из них состоит из более светлой и пористой внутренней части, образованной в начале вегетационного периода,

иболее темной и плотной наружной части, образованной в конце вегетационного периода каждого года. Это соответственно ранняя

ипоздняя древесина годичного слоя.

Задание 9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПИЛОМАТЕРИАЛОВ ПО НАЛИЧИЮ ПОРОКОВ

Студентам предлагается определить качество (сортность) образцов пиломатериалов по наличию в них пороков, используя для этого ГОСТ 2140 «Пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения» и Технические условия на пиломатериалы хвойных и лиственных пород (ГОСТ 8486, ГОСТ 2695).

75

Результаты испытаний

Результаты осмотра и измерения заносят в табл. 3.11.

Задание 10. ЗАЩИТА ДРЕВЕСИНЫ ОТ ГНИЕНИЯ И ВОЗГОРАНИЯ

Методика испытаний

Для повышения долговечности древесины и огнезащиты применяют защитные средства, которые подразделяются на антисептики, антипирины и средства комбинированного действия. Студенты знакомятся с некоторыми защитными средствами, определяют по ГОСТ20.022.2 их назначение, основные свойства и область применения.

Результаты испытаний

Результаты осмотра заносят в табл. 3.12.

Т а б л и ц а 3.12

Методы защиты древесины от гниения и возгорания

Заключение

Подведение итогов лабораторной работы завершается перечислением строительных конструкций и изделий, в которых эффективно применяется древесина. Перечень составляют студенты с помощью преподавателя.

76

Т а б л и ц а 3.13

Физико-технические показатели древесины

Контрольные вопросы для защиты лабораторной работы

1.Чем объясняется высокое значение коэффициента конструктивного качества древесины?

2.Какие экспериментальные данные необходимо иметь для расчета коэффициента конструктивного качества древесины?

3.С какой целью определяется коэффициент конструктивного качества?

4.Перечислить положительные и отрицательные свойства древесины.

5.К какому виду строительных материалов относится древесина?

6.Каково макростроение древесины?

77

7.По каким направлениям разрезов ствола дерева изучается микроструктура древесины?

8.Как определить среднюю плотность древесины?

9.В каком направлении древесина характеризуется наибольшей прочностью при сжатии и растяжении?

10.При каком направлении действия разрушающего усилия древесина лучше работает на изгиб?

11.Как определить влажность древесины?

12.Что такое гигроскопическая и капиллярная влажность древе-

сины?

13.Какова величина стандартной влажности древесины?

14.В каких пределах изменяется линейная усушка в радиальном

итангентальном направлениях?

15.В каком из направлений наблюдается наибольшая усушка древесины при уменьшении влажности и наибольшее разбухание при увеличении влажности?

16.В каком из направлений наблюдается наименьшая усушка древесины при уменьшении влажности и наименьшее разбухание при увеличении влажности?

17.В каком направлении вероятно выпучивание (коробление) доски при увеличении влажности древесины?

18.В каком направлении вероятно выпучивание (коробление) доски при уменьшении влажности древесины?

19.Нарисовать и объяснить схему коробления досок при высы-

хании.

20.В каком направлении вытянуты клетки древесины?

21.В каком направлении наблюдается наименьшая теплопроводность древесины?

22.Какая часть древесины годичного слоя плотнее: внутренняя (ближе к оси ствола) или наружная?

23.Какое значение имеет содержание поздней древесины?

24.Чем определяется сорт пиломатериалов?

25.Для чего предназначены антисептики?

26.Для чего предназначены антипирины?

78

Ли т е р а т у р а

1.П о п о в К.Н., К а д д о М.Б., К у л ь к о в О.В. Оценка качества строительных материалов. М.: Ассоциация строительных вузов, 1999. С. 240.

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

3.ГОСТ 16483.1. Древесина. Метод определения плотности.

4.ГОСТ 16483.5. Древесина. Методы определения предела прочности при скалывании вдоль волокон.

5.ГОСТ 16483.7. Древесина. Методы определения.

6.ГОСТ 16483.10. Древесина. Методы определения предела прочности при сжатии вдоль волокон.

7.ГОСТ 2140. Видимые пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения.

8.ГОСТ 2695. Пиломатериалы лиственных пород. Технические условия.

9.ГОСТ 8486. Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия.

10.ГОСТ 20.022.2. Защита древесины. Классификация.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 4

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО И СИЛИКАТНОГО КИРПИЧЕЙ

Цель работы

1.Ознакомиться с образцами кирпича разных видов из имеющейся в лаборатории коллекции.

2.Освоить методики стандартных испытаний кирпича на лабораторном оборудовании для определения физико-механических свойств.

3.Освоить навыки определения основных показателей качества кирпича в соответствии с требованиями нормативной документации (СТБ, ГОСТ).

4.Определить особенности применения различных видов кирпича с учетом их свойств.

79

4.1. Вопросы для подготовки к выполнению лабораторной работы

1.Какое основное и вспомогательное сырье используют для получения керамического и силикатного кирпичей?

2.Общая технология получения керамических изделий и силикатного кирпича.

3.Классификация керамических изделий по их назначению.

4.Какие стеновые керамические материалы Вы знаете?

5.По каким свойствам оценивают качество стеновых штучных материалов (кирпича силикатного и керамического)?

6.Какие отделочные керамические материалы Вы знаете?

7.Какие свойства определяют качество материалов для наружной отделки зданий?

8.Какими свойствами обладает глина? известковое тесто?

9.Какие керамические материалы получают методом полусухого прессования?

10.Какие керамические материалы получают способом пластического формования?

11.Какие керамические материалы получают литьевой (шликерной) технологией?

12.С какой целью при производстве керамических изделий применяют глазирование и ангобирование?

13.Чтовызываютизвестковыевключенияв керамическом кирпиче?

4.2. Задания к лабораторной работе

Задание 1. Оценка качества стеновых материалов по показателям внешнеговида ипредельнымотклонениямотгеометрическихразмеров.

Задание 2. Определение водопоглощения по массе при атмосферном давлении.

Задание 3. Определение средней плотности кирпича.

Задание 4. Определение плотности (истинной плотности) и пористости кирпича.

Задание 5. Оценка теплопроводности кирпича и расчет требуемой толщины стены.

Задание 6. Оценка морозостойкости кирпича.

Задание 7. Определение показателей прочности кирпича.

80