Лабораторная работа № 4 определение усушки

Цель работы: изучить метод определения усушки древесины линейной и объемной по отношению к сырому состоянию согласно ГОСТ 16483.37-80 и ГОСТ 16483.38-80.

Основные понятия: при высыхания древесины линейные размеры ее уменьшаются – происходит усушка, а при увлажнении – увеличивается – происходит разбухание. В разных направлениях величина усушки и разбухания древесины различна. Вдоль волокна она в среднем составляет 0,1%, в радиальном направлении 3-5%, в тангентальном 6-10%.

Техника и методика эксперимента

Усушка и разбухание древесины вызывает коробление лесных материалов. Для предотвращения коробления и растрескивания деревянных изделии используют древесину с той равновесной влажностью, которая будет в условиях эксплуатации. Например, столярных изделий влажность не должна превышать 8-10%, а для наружных конструкций 15-18%.

Величину линейной и объемной усушки определяют одновременно на одном и том же образце. Образцы должны иметь форму прямоугольной призмы с основанием 20х20 мм и высотой вдоль волокон до 30 мм.

Влажность образцов должна быть выше предела насыщения клеточных стенок (предел гигроскопичности). При меньшей влажности образцы вымачивают в дистиллированной воде при температуре 20±5ºС до прекращения изменения размеров. Результат округляют до 0,1%.

Порядок выполнения работы

Задание 1. Линейная усушка

1. Измеряют размеры поперечного сечения в радиальном направлении и в тангентальном направлении с точностью до 0,01 мм по серединам радиальных и тангентальных поверхностей.

2. Образцы высушивают до постоянных размеров при температуре 103±2ºС.

3. Охлаждают образцы в эксикаторе.

4. Измеряют размеры и соответственно в радиальном и тангентальном направлениях.

Полную линейную усушку в процентах вычисляют по формулам:

для радиального направления

для тангентального направления:

где – размеры образца при влажности, равной и выше предела насыщения клеточных стенок соответственно в радиальном и тангентальном направлениях, мм;

– размеры образца в абсолютно сухом состоянии соответственно в радиальном и тангентальном направлениях, мм.

Коэффициент линейной усушки в процентах на 1% влажности вычисляют по формуле:

для радиального направления

для тангентального направления

Результат округляют до 0,01% на 1% влажности.

Задание 2. Объемная усушка

Испытание производят по методике, описанной при определении линейной усушки, измеряя дополнительно размер образца в направлении вдоль волокон .

Полную объемную усушку в процентах вычисляют по формуле:

где размеры образца при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок в соответствующих направлениях;

размеры образца в абсолютно сухом состоянии в соответствующих направлениях.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое усушка (разбухание) древесины?

2. Почему усушка древесины в разных направлениях различна?

3. Содержание какой влаги влияет на усушку древесины?

Литература:

1. ГОСТ 16483.38-80 (Ст СЭВ 1140-78). Древесина. Метод определения объемной усушки.

2. ГОСТ 16483.37-80 (Ст 1139-78). Методы определения радиальной и тангентальной усушки.

Определение механических свойств древесины

Механические свойства характеризуют способность древесины сопротивляться действию внешних механических сил.

Так как древесина имеет неодинаковые свойства в различных направлениях, прочность ее зависит от направления, в котором приложена сила.

На механическую прочность древесины большое влияние оказывает влажность, поэтому после испытания определяют влажность образца. Для сравнения полученных данных результаты испытания приводят к стандартной 12% влажности.

Для статической обработки опытных данных должны быть вычислены:

среднее арифметическое по формуле

средняя квадратическая ошибка по формуле

средняя ошибка среднего арифметического по формуле

коэффициент вариации в процентах по формуле

показатель прочности испытания в процентах для доверительной вероятности 0,95 по формуле

где V – величина отдельного наблюдения;

n – количество наблюдений;

x – разность величины отдельного наблюдения и среднего арифметического.