13 Лабораторная работа №10 __________________________________________________________________

Изучение эксплуатационно-технических свойств строительных материалов из древесины

10.1. Цель работы

Целью работы является изучение макроструктуры и определение эксплуатационно-технических свойств древесины.

10.2. Содержание работы

1. Оценить макроструктуру, определить пороки различных пород древесины.

2. Определение содержания поздней древесины.

3. Определение влажность древесины.

4. Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон.

5. Определение предела прочности при скалывании вдоль волокон.

10.3. Основные теоретические положения

Древесина издавна является одним из важнейших строительных материалов. Из древесины делают стены, крыши, кровлю, двери, оконные переплеты, дощатые и паркетные полы, встроенные детали. В значительной степени древесина используется для изготовления железнодорожных шпал, телефоно-телеграфных опор, крепежного материала в шахтах, для изготовления мебели, различных видов шары, древесно-стружечных плит, теплоизоляционных и декоративных материалов и изделий. Такое широкое применение объясняется положительными свойствами древесины: высокой прочностью при небольшой плотности, малой теплопроводностью, легкостью тепловой обработки. Наряду с этим древесина имеет недостатки: неоднородность строения, анизотропию свойств, способность усыхать, разбухать, коробиться и растрескиваться, высокую гигроскопичность, легкую загниваемость и возгораемость, наличие разнообразных пороков.

Некоторые из этих недостатков устраняют путем химической и химико-механической переработки древесины в плитные и листовые материалы — древено-волокнистые и древесно-стружечные плиты, фанеру. Пропитка древесины антисептиками, антипиринами, смолами, а также прессование меняют свойства натуральной древесины и позволяют получать материалы повышенной прочности, био- и огнестойкие с ценными технологическими и эксплуатационными свойствами.

Из отходов лесопиления и деревообработки (стружки, щепы, реек) путем специальной подготовки сырьевой смеси (древесных стружек и древесной массы) с полимерами и последующим горячим прессованием получают древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты. Эти плиты широко применяются в современном строительстве в качестве конструкционных, тепло- и звукоизоляционных материалов.

Качество древесины определяется ее принадлежностью к той или иной породе дерева, наличием пороков и ее свойствами.

Наиболее ценную часть дерева составляет ствол. От строения ствола зависит качество древесины как строительного материала. Древесина ствола имеет неоднородное строение в различных направлениях: поперечном (торцевом), радиальном продольном (по диаметру или радиусу) и тангентальном продольном (по хорде).

На торцевом разрезе ствола дерева невооруженным глазом (или с помощью лупы) можно различить основные части ствола — кору, внутренний слой коры (луб), камбий, заболонь, ядро и сердцевина.

Коразащищает дерево от механических повреждений. Состоит из двух слоев — наружного (корки) и внутреннего (луба). По лубяному слою в растущем дереве доставляются питательные вещества из кроны дерева вниз, в нем и откладываются запасы этих веществ. Находящийся под лубом тонкий слойкамбиясостоит из живых клеток. В нем откладываются в сторону луба лубяные клетки, а к центру дерева — клетки древесины. Количество клеток древесины больше, чем число клеток луба, и размеры клеток древесины больше лубяных, поэтому древесина растет быстрее, чем лубяной слой коры. Толстый слой древесины, находящийся под камбием состоит из наружной части —заболонии внутренней —ядра. Заболонь состоит из молодых растущих клеток. Ядро — из полностью отмерших клеток. В центральной части ствола расположенасердцевина, состоящая из клеток с тонкими стенками, слабо связанных между собой. Эта часть ствола самая слабая — она легко крошится и легче других загнивает.

Древесина состоит из ряда концентрических слоев — годичных колец. Каждый годичный слой состоит из двух зон: внутренней светлой — ранней, образовавшейся весной, и наружной темной — поздней, образовавшейся к концу лета. Ранняя древесина более пористая и слабая, чем летняя. Чем выше содержание в годичных слоях поздней древесины, тем прочнее материал.

На поперечном разрезе ствола заметны узкие радиальные линии, направленные от коры к сердцевине — сердцевинные лучи, которые в растущем дереве служат для перемещения влаги и питательных веществ.

По расположению сосудов в древесине или по их отсутствию различают хвойные, лиственные кольцесосудистые и лиственные рассеяннососудистые породы. Древесину различают также по цвету и запаху.

Физические свойства древесины определяют без нарушения целостности испытываемого образца и изменения химического состава, путем осмотра, взвешивания, высушивания, измерения.

К физическим свойствам относят: внешний вид и запах, плотность, влажность и связанные с ней изменения — усушку, разбухание, растрескивание и коробление. Кроме этого к физических свойствам относятся электро-, звуко- и теплопроводность.

Для определения физических свойств древесины по стандартной методике изготовляют образцы, которые затем подвергают испытаниям.

Сначала из кряжей выпиливают сердцевинные доски, затем распиливают их на рейки, а из реек изготовляют образцы. Форма и размер образцов зависит от вида испытания древесины.

При изготовлении образцов необходимо соблюдать требования: образцы не должны содержать никаких пороков древесины; торцевые поверхности должны быть параллельны между собой и перпендикулярны боковым поверхностям. Грани образцов следует гладко обстругать и выполнить точно под угольник; отклонения в размерах допускаются в пределах 0,5 мм.