Материал: 1742

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

С

б

 

в

а

 

Рис

(рис. 3.2).

 

 

. 3.1. Разрезы ствола: а поперечный; б радиальный; в тангентальный

 

Основные

макроструктурные

 

элементы древесины показаны на

 

поперечном

разрезе

ствола

 

Каждый годовой слой (рис. 3.3)

 

состоит из двух частей: ранней (ве-

 

сенней) древесины светлого цвета

 

и поздней (летней) древесины тем-

 

ного цвета. Поздняя древесина от-

 

личается большей плотностью и

 

Д

 

прочностью, поэтому механиче-

бАские свойства древесины возрас-

 

тают при увеличении относитель-

Рис. 3.2. Строение ствола дерева

ного содержания в ней поздней

 

древесины. В древесине для изго-

 

товления деревянных конструкций

 

ограничивается предельная шири-

 

на годичных слоёв (не > 5 мм), а

 

содержание

поздней

древесины

 

должно быть не менее 20%.

Рис. 3.3. Строение годового кольца:

Из всех внешних воздейст-

И

1 годовое кольцо; 2 ранняя

вий на древесину больше всего

древесина; 3 поздняя древесина

влияет влага. По содержанию вла-

 

ги различают мокрую древесину с

влажностью 100% и более; свежесрубленную – 35% и выше; воздушносухую – 15…20%; комнатно-сухую – 8…12% и абсолютно сухую 0%.

26

Влажность древесины, при которой стенки клеток насыщены водой, а полости и межклеточное пространство свободны от воды, на-

зывают пределом гигроскопической влажности (Wпг≈ 30%). Влаж-

ность, которую приобретает древесина в результате длительного нахождения на воздухе с постоянной температурой и влажностью, на-

зывают равновесной.

Для оценки качества древесины как сырья для получения различных стро тельных материалов и конструкций изучают ее макро- и микроструктуру, пороки, определяют физические и механические

свойства. Для получен я сравнимых данных о свойствах древесины,

зависящ х от влажности, используют понятие стандартной влажно-

С

 

 

, значен е которой установлено 12%.

 

1. Определен е ч сла годичных слоев в 1 см и содержания

 

поздней древесины в годичном слое

сти

 

Для определен я числа годичных слоев в 1 см и содержания

поздней древес ны

спользуются образцы в форме прямоугольной

призмы основанием 20×20 мм и длиной вдоль волокон от 10 до 20 мм

с хорошо видимыми годичными слоями и четкими границами между

ранней и поздней древесиной.

 

Испытания проводят с исполь-

 

зованием

микроскопа инструмен-

 

тального или лупы, а также измери-

 

тельной

бА

линейки

с погрешностью

 

измерения не более 0,5 мм.

И

На

торцовой

поверхности по

радиальному направлению отмечают

 

границы крайних целых годичныхД

слоев на участке, равном примерно

 

20 мм, и подсчитывают число слоев

 

N (рис. 3.4). Расстояние l между от-

 

метками измеряют с точностью до

 

0,5 мм.

Рис. 3.4. Схема определения

 

 

содержания поздней древесины

27

Число годичных слоев n в 1 см вычисляют по формуле

n = N/l,

где N − число целых годичных слоев; l − протяжение годичных слоев по радиальному направлению, см.

одержан е поздней древесины m в процентах вычисляют с

точностью до 1% по формуле

С

=

lаi

∙100 ,

гдеиаi − ш р на поздней древесины, см.

 

2. Определение влажности

Влажностьобщаядревес ны W, %, определяют весовым методом с использованием стандартных о разцов − прямоугольных призм с основанием 20×20 мм и высотой вдоль волокон 30 мм. Образцы высушивают в сушильном шкафу при температуре (103 ± 2) °С до постоянной массы. Перед высушиванием о разцы очищают, укладывают в бюк-

 

Д

сы, взвешивают с погрешностью не более 0,001 г и помещают в су-

шильный шкаф.

А

Первое взвешивание образца производят при высушивании мяг-

ких пород не ранее чем через 6 ч после начала высушивания, при высушивании твердых пород − не ранее 10 ч. Второе и последующие взвешивания производят через каждые 2 ч до достижения постоянной массы. Перед взвешиванием бюксы с образцами закрывают крышками и охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе с безводным хлористым кальцием или серной кислотой.

Влажность вычисляют с точностью 0,1% по формуле

W=

m1 m2

∙100 ,

И

m m

 

 

 

 

2

 

 

где m − масса бюкса, г; m1 масса бюкса с образцом до высушивания, г; m2 масса бюкса с образцом после высушивания до постоянной массы, г.

28

3. Определение плотности

 

Сущность метода заключается в определении при соответст-

вующей влажности древесины массы и объема образцов и вычисле-

нии показателей плотности. Образцы изготовляют в форме прямо-

С

 

 

 

 

 

 

угольной призмы с основанием 20×20 мм и длиной вдоль волокон

30 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

При определении плотности при влажности древесины в момент

испытан я массу образца определяют с погрешностью не более 0,01 г,

размеры поперечного

и длину измеряют с погрешностью не

сеченияρm= mV ,

3

3

 

более 0,1 мм по осям с мметрии образца.

 

 

 

 

 

 

 

3

3

 

 

 

 

Плотность о разца ρm, кг/м

(г/см ), при влажности в момент ис-

пытан я выч сляют по формуле

 

 

 

 

 

 

образца

 

(см ).

 

где m – масса

, кг (г);

V – объем образца, м

 

 

 

Для пересчета плотности древесины с влажностью до 30% на

плотность при стандартной влажности используют формулу

 

 

 

ρ12m[1+0,01∙(1 ko)(12 W)],

 

 

где ρ

 

 

 

Д

 

– средняя плотность древесины при стандартной влажности,

3

12

 

А

 

г/см ; ko – коэффициент объемной усушки (для березы, бука и лист-

венницы значение берут равным 0,6; а для прочих пород – 0,5);

W – влажность образца в момент испытания, %.

 

 

 

 

Результат вычисляют и округляют до 5 кг/м3.

 

 

 

 

 

 

 

И

4. Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон

 

Для проведения испытаний изготовляют образцы в форме пря-

моугольной призмы основанием 20×20 мм и длиной вдоль волокон

30 мм. Перед испытанием замеряют размеры

 

и

поперечного

сечения образца с погрешностью не более 0,1 мм.

 

 

 

 

Испытания проводят по схеме, изображенной на рис. 3.5. Обра-

зец помещают между плитами пресса через шаровую опору. Скорость перемещения нагружающей плиты испытательной машины 4 мм/мин. Испытание продолжают до разрушения образца.

29

 

 

 

Предел

 

прочности

древесины

 

,

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

ис-

 

МПа (кгс/см ), с влажностью в моментRсж

 

 

пытания вычисляют по формуле

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

R =

P

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сж

ab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где P – максимальная нагрузка,Н (кгс);

 

a и b − размеры поперечного сечения об-

 

разца, мм (см).

 

сж

 

 

 

Рис

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предел прочности пересчитывают на

. 3.5. хема спытан я

влажность 12% по формуле

 

 

древес ны на сжат е

 

 

 

 

R12=Rсж[1+α∙(W 12)] ,

 

 

вдоль волокон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где α поправочный коэффициент, равный 0,04; R

− предел прочно-

сти образца с влажностью W в момент испытания, МПа (кгс/см2);

W − влажность о разца в момент испытания, %.

 

 

 

 

 

Вычисления производят с округлением до 0,5 МПа.

 

 

5. Определение предела прочности при статическом изгибе

 

Для проведения испытаний изготовляют образцы в форме пря-

 

 

 

Д

 

 

моугольного бруска сечением 20×20 мм и длиной вдоль волокон

300 мм. НабАсередине длины образца измеряют с погрешностью не

более 0,1 мм ширину и высоту .

 

 

 

 

 

 

зги-

Испытания проводят по

схеме, изображенной на рис. 3.6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бающее усилие должно быть направлено по касательной к слоям (из-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

гиб тангентальный). Скорость перемещения нагружающей головки

испытательной машины 4 мм/мин. Испытания продолжают до разру-

шения образца.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предел прочности образца R , МПа (кгс/см2), с влажностью в

 

 

 

 

 

изг

 

 

 

 

 

 

 

 

момент испытания вычисляют по формуле

 

 

 

 

 

 

 

R

 

=

 

3∙Pl

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

2∙bh2

 

 

 

 

 

 

 

изг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где P − разрушающая нагрузка, Н (кгс); l − расстояние между центрами опор, мм (см); b, h – размеры образца, мм (см).

30