Характеристики пороков древесины:

1.Пороки формы ствола - образуются вследствие ненормального роста дерева: кривизна (односторонняя и разносторонняя), сбежистость (уменьше­ние диаметра ствола от нижней части к вершине), закомелистость (увеличе­ние нижней части ствола).

2.Пороки строения древесины - очень разнообразны (рис. 10): косой наклон волокон (винтообразность волокон), свилеватость (путанное или ред­ко волнистое расположение волокон), завиток (искривление годовых слоев древесины сучками), крень (утолщение летней древесины и годичного слоя, смещение сердцевины), пасынок (сросшийся с основным стволом сук), двой­ная сердцевина (2 сердцевины), сухобокость (одностороннее омертвление ствола), засмолок (засмоленный древесный участок), водослой (наличие уча­стков с повышенной влажностью и более тёмной окраской), сучки (заклю­чённые в древесине ствола живые или отмершие при жизни дерева основания ветвей). Виды сучковатости: табачные, загнившие и гнилые; круглые и овальные; сшивные; продолговатые и разветвлённые (рис. 11 и 12).

3.Трещины - разрыв древесины вдоль волокон (рис. 14 и 15): метик (одна или несколько продольных внутренних трещин, проходящих через сердцевину ствола), отлуп (внутренняя трещина, идущая по годовому слою), морозобоина (наружная радиальная трещина), трещины усушки (наружные).

4.Ненормальная окраска и гнили (рис. 16) - изменение цвета происхо­дит в результате реакций окисления дубильных и красящих веществ, грибко­вое поражение (синева, жёлтые и бурые пятна).

5. Повреждение насекомыми (рис. 17) - повреждение происходит как во время роста, так и во время хранения (червоточины).

Задание 4. Ответить на контрольные вопросы.

Лабораторная работа № 5

Тема: изучение физико-механических свойств древесины.

Цель: научиться определять равновесную влажность древесины, ее среднюю плотность и прочность при сжатии и изгибе.

Оборудование и материалы: образцы древесины, щетка, бокс (емкость), весы, штангенциркуль, металлический угольник, сушильный шкаф, эксикатор, безводный хлористый кальций, гидравлический пресс, две металлические оправки, две металлические опоры, цементный раствор (для крепления оправок и опор к верхней и нижней плитам гидравлического пресса).

Ход работы:

1. Определить равновесную влажность древесины.

2. Определить плотность древесины

3. Определить предел плотности древесины при сжатии и изгибе.

4. Ответить на контрольные вопросы.

Задание 1. Определить равновесную влажность древесины.

Методика выполнения: равновесную влажность древесины определяют по диаграмме Н. Н. Чулицкого, т.к. она сохранилась при температуре +20⁰ С и относительной влажности 60%. По диаграмме устанавливают, около какой наклонной линии вертикальная линия, соответствующая температуре +20⁰ С пересекается с горизонтальной линией, соответствующей влажности 60%- равновесная влажность древесины составляет 11%.

-20 0 20 40 60 80 100

Рис.18 Диаграмма Н. Н. Чулицкого для определения равновесной влажности древесины.

Задание 2. Определить плотность древесины.

Методика выполнения: плотность древесины в абсолютно сухом состоянии определяют на образцах (20×20×30мм), которые очищают от опилок, помещают в предварительный взвешенный бокс с точностью до 0,01 г и сняв крышку ставят в сушильный шкаф, где при температуре +105 +-2⁰ С высушивают. Образцы из сосны, ели, осины взвешивают через 6 часов после начала сушки, а из дуба, бука, ясени- через 10 часов. Затем через каждые 2 часа производят контрольное взвешивание. Сушку заканчивают, когда разность между результатами взвешивания будет составлять 0,02 г., после чего бокс закрывают крышкой и переносят в эксикатор, в который заранее поместили безводный хлористый кальций.

Высушенные образцы взвешивают с точностью до 0,01 г и штангенциркулем измеряют размеры поперечного сечения (а, b, l) по осям симметрии образцов.

Плотность p₀ = m₀ / (a₀ b₀ l₀) , где m₀ – масса сухого образца(г); a₀ b₀ l₀ – размеры образца(см).

Задание 3. Определить предел плотности древесины при сжатии и изгибе.

Метод выполнения: определение предела прочности при сжатии вдоль волокон выполняют на образцах (20×20×30мм), у которых измеряют размеры сечения в середине их длины штангенциркулем с точностью до 0,1 мм. Образец устанавливают торцевой поверхностью в центре нижней плиты гидравлического пресса, фиксируют положение верхней плитой, а затем подают равномерную нагрузку 25000+-5000 Н/мин. Вплоть до момента разрушения образца. После разрушения немедленно определяют влажность аналогичного образца ( использовать данные из первого задания).

Предел прочности при сжатии R_w =P_max / ab, где P_max- максимальная нагрузка(Н); ab- размеры поперечного сечения образца(мм).

Предел прочности при сжатии вдоль волокон пересчитывают на стандартную влажность 12% с точностью до 0,5 МПа. Для образцов с влажностью меньше предела гигроскопичности: R₁₂ =P_w (1+α ( W-12)), где α- коэффициент равный 0,04 на 1% влажности; P_w – предел прочности при сжатии образца с влажностью W(%), в момент испытания (МПа).

Для образцов с влажностью равной или больше предела гигроскопичности (30%) :

R₁₂ =P_w /К³⁰₁₂, где P_w – предел прочности при сжатии образца с влажностью W(%), в момент испытания (МПа); К³⁰₁₂ – коэффициент пересчета при влажности 30% : 0,4- для березы и лиственницы; 0,45- для ели, пихты, граба, груши, ореха, осины, тополя, сосны, бука; 0,485- для клена; 0,535- для вяза и ясеня; 0,55- для дуба, липы и ольхи.

Определение предела прочности при статическом изгибе выполняют на образцах (20×20×30мм) с допустимыми отклонениями размеров поперечного сечения 0,5 мм, а по длине- 1 мм. Годовые слои должны быть параллельными 240 мм. Нагрузка передается в двух или одной точке (рис.19 и 20). Изгибающими должно быть направленного касательной к годовым слоям тангенциального разреза. Скорость нагружения равномерная и составляет 7+-1,5 к Н/мин.( при нагрузке в двух точках); 5+-1 к Н/мин.( при нагрузке в одной точке) до момента разрушения образца. Затем определяют важность аналогичного образца, но вырезанного вблизи излома.

Предел прочности при статическом изгибе (при данной влажности образца) вычисляют с точностью до 1 МПа: R_w=(p_max1) /(bh²) и R_w=(3p_max1) /(2bh²) ,где p_max- максимальная разрушающая нагрузка(Н); 1- расстояние между опорами(мм); bh- ширина и высота образца(мм).

Предел прочности образцов пересчитывают на влажность 12%:

R₁₂ =P_w (1+α ( W-12)), где α- коэффициент равный 0,04 для всех пород древесины.

Предел прочности образцов с влажностью равной или больше предела гигроскопичности, пересчитывают на влажность 12%: R₁₂ =P_wК , где К – коэффициент =1,54- для клена; 1,62- для акации, вяза, дуба, липы, ясеня; 1,72- для бука, груши, ивы, сосны кедровой и обыкновенной, пихты и тополя; 1,83- для березы, ели, лиственницы, ореха.

Задание 4.Ответить на контрольные вопросы: