Контрольная работа: Древесиноведение
При достаточно длительном воздействии повышенной температуры (более 50о С) в древесине происходят необратимые остаточные изменения, которые зависят не только от уровня температуры, но и от влажности.
Ударная вязкость древесины с низкой влажностью уменьшается с повышением температуры, а при высокой влажности, наоборот, увеличивается (испытывалась древесина в нагретом состоянии).
Воздействие высоких температур приводит к тому, что древесина становится хрупкой.
Характер влияния положительных температур одинаков для абсолютно сухой и мокрой древесины. В то же время при отрицательных температурах прочность абсолютно сухой древесины плавно увеличивается, а мокрой древесины резко возрастает с понижением температуры до – 25о С … - 30о С, после чего повышение прочности замедляется. При указанных температурах образуется столько ледяных включений, что они обеспечивают достаточную устойчивость стенок клетки. Модули упругости древесины при её замораживании возрастают.
Гамма-облучение, по данным А.С. Фрейдина, оказывает наименьшее влияние на сопротивление древесины сжатию. Значительно больше снижается прочность на скалывание и еще сильнее падает сопротивление статическому изгибу. Для двух последних видов испытаний древесины сосны резкое снижение прочности (на 20-24%) наблюдается уже при дозе 50 Мрад. При дозе облучения в 100 Мрад прочность снижается вдвое. Прочность после дозы облучения в 500 Мрад при статическом изгибе составляет немногим более 10%, на сжатие вдоль волокон снижается на 30%. Наиболее сильно облучение влияет на ударную вязкость древесины. У древесины сосны после облучения дозой в 50 Мрад ударная вязкость снизилась более, чем в два раза. Лучевая стерилизация древесины (около 1 Мрад) практически не снижает её механические свойства.
Воздействие на комнатно-сухую древесину в малых образцах серной, соляной и азотной кислоты концентрацией 10% при температуре 15-20о С приводит к снижению срочности при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе, ударной вязкости и твердости в среднем на 48% для ядра лиственницы и сосны и на 53-54% для ели (спелая древесина),бука и березы.
При воздействии на древесину в течение четырех недель щелочей были получены следующие данные: 2%-ный раствор аммиака почти не оказал влияния на прочность при статическом изгибе лиственницы, сосны, ели, но прочность дуба и бука снизилась на 34 %, а липы почти в двое;10%-ный раствор аммиака снизил прочность лиственницы на 8%, сосны и ели на 23 %, а лиственных пород – почти втрое. Едкий натр оказывает более сильное влияние.
Таким образом, прочность древесины лиственных пород снижается под влиянием кислот и щелочей в значительно большей степени, чем хвойных.
Газы SO2 , SO3 , NO, NO2 при длительном воздействии на древесину изменяют цвет и постепенно разрушают её. При увлажнении древесины разрушение происходит интенсивнее. Смолистость уменьшает вредное влияние газов, а синева способствует поражению.
Испытания топляковой древесины из бревен сосны, ели, березы и осины показали, что после пребывания в речной воде 10-30 лет прочность древесины практически не изменилась. Однако, более длительное пребывание в воде вызывает снижение прочности наружных слоев древесины (толщиной 10-15 мм). В то же время в более глубоких слоях прочность древесины оказалась не ниже норм, допускаемых для здоровой древесины. Пребывание в воде на протяжении нескольких сотен лет в сильной мере изменяет древесину. В зависимости от времени нахождения под водой цвет древесины дуба меняется от светло-коричневого до угольно-черного вследствие соединения дубильных веществ с солями железа. Древесина, образующегося таким образом «мореного» дуба, пластичная в насыщенном водой состоянии, становится хрупкой после высушивания, усушка её в 1,5 раза больше, чем обычной древесины; при сушке склонна к растрескиванию; прочность при сжатии, статическом изгибе и твердость снижаются примерно в 1,5 раза, а ударная вязкость в 2-2,5 раза. Точно определить как изменяются показатели свойств древесины из-за пребывания в воде нельзя, т.к. неизвестны свойства древесины до затопления.
Морская вода через сравнительно короткое время оказывает заметное влияние на прочность и ударную вязкость древесины.
Для установления возможности использования топляковой древесины проводят её испытания и определяют степень отклонения полученных данных от справочных.
Построить график влияния влажности на прочность древесины бука при сжатии вдоль волокон, если σ0% = 63,0 МПа; σ12% = 55,5 МПа; σ18% = 44,8 МПа; σ70% = 26,0 МПа.
Вопрос № 40. Трещины. Типы трещин в растущем и срубленном дереве. Причины возникновения трещин и влияние их на качество древесины.
В группе «Трещины» объединены пороки, образование которых связано с наличием внутренних, присущих каждому растущему дереву напряжений, а также напряжений, возникающих в срубленной древесине под влиянием факторов окружающей среды.
В зависимости от времени появления и характера группа пороков разделяется на продольные и поперечные трещины растущего дерева и трещины, возникающие в срубленной древесине.
К трещинам растущего дерева относятся:
- метик – одна или несколько широких внутренних трещин, проходящих через сердцевину ствола и направленных радиально, но до периферии ствола не доходящих. Метик идет по длине ствола вверх от комля, нередко до зоны живых сучьев. Бывает простым и сложным. Простой метик – одна или две трещины на торце, расположенные по одному диаметру и идущие по длине сортимента, в одной плоскости. Сложный метик – одна или две трещины на торце, расположенные по одному диаметру и идущие по длине сортимента не в одной плоскости, а по спирали, а также две или несколько трещин на торце, расположенные под углом друг к другу и идущие по длине сортимента не в одной плоскости. Разновидностью сложного метика является так называемый шильфер – совокупность коротких, идущих одна над другой метиковых трещин в стволах старых косослойных сосен;
- отлуп – внутренняя трещина, идущая по годовому слою и распространяющаяся на некотором протяжении вдоль сортимента. Наблюдается в круглых сортиментах, чаще на комлевом торце, в виде дугообразной трещины, не заполненной смолой (частичный отлуп) или в виде кольцеобразной трещины (полный или кольцевой отлуп). В пиломатериалах наблюдается на торцах в виде трещин-луночек, а на боковых поверхностях – в виде продольных трещин или желобчатых продольных углублений
- морозобоина – наружная радиальная трещина, возникающая зимой при резком охлаждении ствола. По длине может распространяться на значительную часть ствола, по глубине – до сердцевины;
- громобойная трещина – радиальная трещина или желобки разной глубины, часто сопровождаемые отколами и расщепами поверхностных слоев древесины ствола. Данный термин физически неправильный, однако сохраняется как традиционный. Обычно проходят по всей длине дерева – от вершины до корневых лап;
- трещины сжатия – поперечные трещины, идущие от периферии ствола и доходящие иногда до его сердцевины, часто сопровождаемые наростами раневой древесины в виде валиков.
К трещинам срубленной древесины относятся:
- по причинам возникновения:
- трещины от усушки
- трещины, образовавшиеся при распиловке, пропитывании и пропаривании
- возникающие при валке деревьев (расщепы и сколы)
- по размерам: