На главную: Строительное дело
Вход
Строительное делоМастеровойДревесиноведениеФакторы влияющие на качество древесиныВлияние влажности и объемного веса

ДревесиноведениеВ начало раздела

Обработка древесины, сушка и классификация древесины, свойства дерева)
НЕ понравилась
0
Понравилось

Влияние влажности и объемного веса

Влияние влажности

Выше уже неоднократно подчеркивалось влияние влажности на механические свойства древесины. Здесь надо лишь указать, что влияние влажности на механические свойства различно и зависит от вида свойств. Прочность, твердость и жесткость (модули упругости) древесины снижаются с увеличением содержания связанной влаги, однако упругость древесины при этом возрастает. При статических нагрузках влияние влажности (наибольшее при сжатии и изгибе, наименьшее при растяжении вдоль волокон) более ощутимо, чем при ударных (сопротивление ударному изгибу).

 Нивелирующее влияние влажности: I - V - диаграммы прочности при сжатии вдоль волокон в кг/см3 древесины сосны при разном проценте поздней древесины (...

Рис. 103. Нивелирующее влияние влажности: I - V - диаграммы прочности при сжатии вдоль волокон в кг/см3 древесины сосны при разном проценте поздней древесины (I - 18%, II - 23%, III - 24%, IV - 32%, V - 40%); VI и VII - тo же древесины бука худшего и лучшего качества; незаштрихованны колонки характеризуют прочность в воздушно-сухом состоянии, а заштрихованные - в насыщенном водой состоянии.

В дальнейшем необходимо отметить нивелирующее влияние влажности: это влияние тем интенсивнее, чем прочнее древесина. Высокая влажность как бы сглаживает крайности, делает в насыщенном водой состоянии менее ощутимыми различия в прочности сухой древесины. Сказанное может быть иллюстрировано следующими данными для древесины сосны и бука, графически представленными на рис. 103.

Эти данные показывают, что для воздушно-сухой древесины сосны разница в прочности при сжатии между крайними значениями составляла около 35% (от меньшей величины), а во влажном состоянии уменьшилась до 24%, т. е. в 1, 5 раза; для древесины бука в воздушно-сухом состоянии разница в прочности была 24%, а во влажном состоянии упала до 7%.

Влияние объемного веса

Объемный вес древесины определяется количеством твердого (древесинного) вещества в единице объема, влажностью и количеством различных веществ, отложенных в полостях клеток (крахмал, камеди, смолы и т. п. ). Естественно, что последний фактор не может оказать влияния на прочность древесины; влияние влажности исключается путем приведения объемного веса и прочности к одинаковой влажности (15%), при которой и производится сравнение свойств древесины.

Следовательно, на механические свойства древесины могут оказывать влияние лишь те изменения объемного веса, которые вызваны изменением количества древесинного вещества в единице объема. Количество древесинного вещества находится в прямой зависимости от размеров и количества механических элементов древесины, а так как поздняя древесина и состоит главным образом из таких элементов, то между объемным весом и процентом поздней древесины существует ясно выраженная подчеркнутая выше прямая зависимость.

Аналогичная зависимость обнаруживается также между объемным весом и механическими свойствами древесины. Однако в этом случае она является более сложной, так как прочность древесины зависит не только от количества древесинного вещества в единице объема, но и от конструкции древесины (рода, размеров, положения и распределения отдельных анатомических элементов).

Согласно произведенным исследованиям, зависимость механических свойств древесины от ее объемного веса выражается уравнением параболы n-ой степени, проходящей через начало координат. Так как кривизна этих парабол в большинстве случаев незначительная, то для практических целей можно пользоваться уравнениями прямой линии, которые для древесины сосны с территории РСФСР (без юга), дуба из Центрально-черноземной области и березы из Горьковской области имеют следующий вид:

Сосна
D15 = 1035Y15 - 105
B15 = 2000Y15 - 195
Дуб
D15 = 1285Y1, 5 - 380
B15 = 3000Y15 - 1090
Береза
D15 = 1700Y15 - 550
B15 = 2300Y15 - 500

Верхние уравнения характеризуют зависимость между объемными весом и прочностью при сжатии вдоль волокон, а нижние - между объемным весом и прочностью при статическом изгибе (тангентальном).

В качестве легко определяемых признаков для суждения о физико-механических свойствах древесины на практике пользуются средней шириной годового слоя (или их числом в 1 см), процентом поздней древесины и объемным весом. В свете сказанного необходимо дать характеристику степени надежности каждого из этих признаков. В табл. 61 приведены собранные Л. М. Перелыгиным средние коэфициенты корреляции, показывающие степень связи названных признаков с механическими свойствами по результатам ряда Научно-исследовательских работ.

Таблица 61

Средние коэфициенты корреляции

Группы пород Коэфициенты корреляции с механическими свойствами
числа годовых слоев в 1 см процента поздней древесины объемного веса
средний предел колебаний средний предел колебании средний предел колебаний
Хвойные 0, 23 0. 01-0, 66 0, 47 0, 02-0, 89 0. 53 0, 15-0, 93
Лиственные:





кольцепоровые 0, 56 0. 28- 0, 72 0, 58 0, 24-0. 69 0, 65 0, 26-0, 94
рассеяннопоровые 0, 36 0, 10-0. 62 - - 0, 51 0. 12-0, 84
Среднее для всех пород 0, 35 0, 01-0, 72 0, 51 0, 02-0, 89 0, 55 0, 12-0, 94

Цифры этой таблицы весьма показательны и позволяют сделать следующие выводы:

  1. наиболее надежным признаком независимо от породы является объемный вес древесины (наиболее высокие коэфициенты корреляции);
  2. на втором месте но степени надежности стоит процент поздней древесины;
  3. наименее надежным признаком является число годовых слоев в 1 см.

Надо, однако, указать, что по сложности определения эти признаки располагаются в обратном порядке: наиболее просто определить число годовых слоев в 1 см (необходима лишь масштабная линейка с делениями в 1 мм), несколько сложнее определение процента поздней древесины (необходима измерительная лупа или набор эталонов) и наиболее сложно определение объемного веса (необходимы весы), связанное к тому же с определением влажности и вырезом образца.

Таблица 62

Коэфициенты качества

Порода Коэфициенты качества при
сжатии вдоль волокон скалывании вдоль волокон статическом изгибе ударном изгибе торцевой твердости
Хвойные




Ель айнская 855 155 1700 0, 49 -
Ель обыкновенная 862 128 1606 0, 38 447
Ель сибирская 895 163 1640 0, 40 511
Среднее для ели 865 145 1645 0, 42 480
Кедр корейский 761 147 1500 0, 34 523
Кедр сибирский 795 136 1432 0, 32 444
Среднее для кедра 775 140 1445 0, 33 475
Лиственница даурская 841 - 1614 - 545
Лиственница сибирская 806 133 1478 0. 42 642
Среднее для лиственницы 820 135 1530 0, 42 590
Можжевельник высокий 755 - 1110 - 890
Пихта кавказская 886 170 1636 0, 45 773
Пихта манчжурская 8 80 167 1500 0. 33 551
Пихта сибирская 855 132 1461 0. 32 618
Среднее для пихты 850 162 1550 0, 38 650
Сосна обыкновенно 815 120 1430 0, 35 470
Тисс кавказский 855 - 1320 0, 37 1210
Лиственные




Акация белая 780 155 1715 1, 12 1175
Бархатное дерево 745 175 1370 0. 45 -
Береза бородавчатая 730 155 1425 0. 63 600
Береза железная 800 165 1430 0, 16 1060
Береза желтая 770 185 1565 0, 79 -
Береза черная 735 - 1480 0, 58 -
Бук восточный 655 180 1405 - 910
Груша 775 - 1645 0, 77 905
Луб летний 720 110 1325 0, 48 805
Ива белая 753 172 1376 0, 61 527
Порода Коэфициенты качества при
сжат и и вдоль волокон скалывании вдоль волокон статическом изгибе ударном изгибе торцевой твердости

600 140 1395 0, 76 865
Карагач 805 135 1695 0, 53 705
Каштан съедобный 805 163 1335 - -
Клен манежурский 630 175 1350 0, 59 985
Клен Моно 705 169 1640 0, 68 1020
Клен остролистный 730 - 1540 0, 61 -
Клен нолевой 765 170 1520 0, 50 1100
Среднее для клена 725 170 1515 0, 58 1040
Липа амурская 700 - 1310 - -
Липа манчжурская 685 - 1280 - -
Липа мелколистная 750 - 1380 - 360
Среднее для липы 725 - 1310 - 360
Ольха черная 700 - 1385 - 645
Орех грецкий 80Э 170 1560 0, 41 940
Орех манчжурский 700 190 1260 0, 38 -
Осина 7 0 140 1370 0, 70 520
Платан (чинар) 920 320 1230 - -
Самшит 745 - 1095 - 1480
Тополь бальзамический 760 165 1490 0, 67 -
Тополь белый 740 145 1275 0, 43 475
Тополь душистый 705 155 940 0, 51 -
Тополь канадский 785 155 1335 0, 43 510
Тополь Максимовича 73) 160 1365 0, 51 -
Тополь черный 715 155 1225 0, 43 535
Среднее для тополя 755 150 1280 0, 46 490
Фисташка 645 - 1015 - 1070
Хмелеграб 675 - 1540 - 1095
Хурма 685 - 1625 0, 39 1075
Яблоня 575 - 1010 - 880
Ясень европейский 745 160 1595 0, 58 1060
Ясень манчжурский 700 185 1525 0, 46 925
Среднее для ясеня 725 170 1560 0, 52 990

Коэфициент качества. Древесина с наибольшей прочностью при наименьшем объемном весе всегда будет иметь преимущество для применения в самолетостроении, обозостроении, судостроении и других сооружениях, где существенное значение имеет всс материала. Отсюда вытекает необходимость оценивать достоинства древесины одновременно по весу и прочности. Для такой оценки и служит коэфициент качества, представляющий собой отношение величины предела прочности к объемному весу. В табл. 62 приведены коэфициенты качества для древесины наших лесных пород, вычисленные по данным табл. 55.

В табл. 63 и 64 приведены средине данные о физико-механических свойствах и коэфициентах качества древесины исследованных хвойных и лиственных пород из наших лесов (в этих таблицах цифры в скобках показывают число учтенных пород).

Таблица 63

Средние физико-механические свойства

Порода Объемный вес в г/см2 Коэфициенты Предел прочности в кг/см2 при С противление ударному изгибу в кгм/см3 Торцевая твердость в кг/см3
усушки в % неравномерности усушки сжатии вдоль волокон статическом и j гное скалывании вдоль волокон
радиальной тангентальной
Хвойные 0. 48 (11) 0. 155 (7) 0. 30 (7) 1. 94 (7) 400 (11) 750 (11) 67 (10) 0. 18 (10) 275 (9)
Лиственные 0. 63 (45) 0. 19 (23) 0. 32 (24) 1, 68 (23) 455 (45) 890 (45) 92 (19) 0, 38 (32) 595 (29)

Таблица 64

Коэфициенты качества

Породы Коэфициенты качества при
сжатии вдоль волокон статическом изгибе скалывании вдоль волокон ударном изги(е торцевой твердости
Хвойные 835 (11) 1550 (11) 147 (10) 0, 38 (10) 560 (9)
Лиственные 710 (45) 1310 (45) 155 (29) 0, 66 (30) 871 (25)

Цифры табл. 63 показывают, что абсолютная величина физико-механических свойств древесины лиственных пород выше, чем хвойных, особенно сопротивление ударному изгибу (в 2 раза), скалыванию (в 1, 5 раза) и торцевая твердость (более чем в 2 раза). Усушка древесины лиственных пород также выше, чем хвойных, но неравномерность усушки меньше. Однако при сопоставлении коэфициентов качества (табл. 64) оказывается, что при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе древесина хвойных пород стоит выше древесины лиственных, а при скалывании вдоль волокон, ударном изгибе и торцевой твердости преимущество остается попрежнему на стороне лиственных пород.

На основании имеющихся данных (см. табл. 55) наши лесные породы по прочности можно разделить на следующие три группы:

  • I группа - породы с невысокой прочностью (сумма пределов прочности при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе менее 1100): из хвойных - кедр (все виды) и пихта (все виды); из лиственных - тополь (все виды); липа (все виды), ива, осина, ольха, каштан съедобный, платан, бархатное дерево, орех манчжурский.
  • II группа - породы прочные (та же сумма от 1101 до 1700): из хвойных - лиственница, тисс, сосна и ель (все виды); из лиственных - береза бородавчатая, желтая и черная, рябина, бук, вяз, ильм, карагач, дуб (все виды); клен (все виды); орех грецкий, ясень (все виды).
  • III группа - породы очень прочные (та же сумма более 1700): акация белая, береза железная, самшит, фисташка, хурма, хмелеграб, граб, груша.

Если же аналогичное распределение произвести по коэфициенту качества при статических нагрузках (табл. 62), распределение пород будет иным:

  1. породы с низким коэфициентом качества (сумма коэфициентов качества при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе менее 2000) - тополь черный, липа манчжурская, клен манчжурский, орех манчжурский, самшит, фисташка;
  2. породы со средними коэфициентами качества (2001 - 2200) -тополь (остальные виды), ива, липа мелколистная и амурская, ольха черная, осина, ива пирамидальная, береза бородавчатая, карагач, ильм, каштан съедобный, дуб летний и . монгольский, бархатное дерево, платан, орех грецкий, граб, бук;
  3. породы с высокими коэфициентами качества (более 2200)-лиственница (все виды), сосна, кедр (все виды), ель (все виды), пихта (все виды), тисс, береза желтая черная и железная, рябина, акация белая, вяз, клен (остальные виды), хмелеграб, хурма, груша, ясень европейский и манчжурский.

Следует, однако, отметить, что дальнейшие исследования безусловно внесут уточнения и могут в известной мере изменить приведенное распределение пород.

{nb_link}
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.




Смотрите также

 
 
 
Регистрация | Забыли пароль? | Контанкты | Правила
Последние комментарии | Теги | Каталог ссылок
О сайте | Карта сайта | Наша команда | Список пользователей
Статистика | RSS | RSS отзывов
2009 © DeloStroika.ru - Сайт представляет Вам материалы по строительной тематике: строительство домов, коттеджей, ремонтные работы в доме и ремонт в квартире. Самостоятельно Вы сможете научиться строить гараж, построить баню, построить бассей и другие хоз. постройки. Видео раздел предлагает к просмотру материалы внутренней отделки и интерьера помещений Вашей квартиры.
* При полном или частичном использовании материалов сайта, активная (dofollow) гиперссылка на страницу материала обязательна.
Запросов: 2 (0.00326)
Rambler's Top100