Свойства древесины и защита древесины от увлажнения, загнивания и воспламенения — КиберПедия 

Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...

Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...

Свойства древесины и защита древесины от увлажнения, загнивания и воспламенения

2021-04-18 103
Свойства древесины и защита древесины от увлажнения, загнивания и воспламенения 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Физические свойства. Для древесины как конструкционного материала ос­новное значение имеют влажность, изменяемость размеров, формы, объем­ная масса.

Влажностью древесины называется количество воды, заключающейся в ней, выраженное в процентах. Влажность определяется по формуле

m — mo

W= ———— · 100%,

   m0

где m — масса влажного образца при данной влажности в г; m0 — масса образца в абсолютно сухом состоянии в г (за m0 принимается масса образ­ца, высушенного при 100 + 5°С).

Вода, содержащаяся в древесине, бывает двух видов: свободная (капиллярная) вода, заполняющая внутренние пустоты, и связанная (гигро­скопическая), находящаяся в клеточных оболочках. Таким образом, влаж­ность древесины складывается из влаги связанной и свободной. При высы­хании дерево теряет сначала свободную воду, а затем начинает терять связанную воду.

Состояние древесины, при котором в ней имеется только связанная влага, называется точкой насыщения волокон. Для различных древесных пород максимальное количество связанной влаги колеблется от 23 до 30%. Свежесрубленной древесине соответствует влажность 50 — 100%; в древеси­не, пролежавшей долгое время на воздухе (воздушно-сухой), устанавли­вается влажность 10 — 20%, в комнатных условиях (комнатно-сухая древе­сина) — влажность 7 —10%, а для абсолютно сухой древесины влажность нулевая. Влажность, отвечающая условиям производственного помещения, носит название производственной влажности. За стандартную влажность древесины принята влажность 15%, которая представляет собой среднюю влажность воздушно-сухой древесины. Все свойства древесины для воз­можности сравнения устанавливаются при стандартной влажности 15%.' Производственная, влажность должна быть равна эксплуатационной или на 2% ниже (иначе древесина будет усыхать).

Изменение размеров и формы древесины связано с изменением ее влажности. Эти изменения выражаются в усушке, разбухании и коробле­нии. При высыхании древесины из нее вначале удаляется свободная влага, при этом размеры клеток не изменяются (уменьшается только масса); с момента точки насыщения волокна стенки волокон древесины теряют связанную влагу и сокращаются в размерах.

Усушкой древесины называется уменьшение линейных размеров и объе­ма древесины при высыхании (выражается в процентах). Усушка зависит от направления: так, наибольшая усушка происходит в тангентальном направлении, наименьшая — вдоль волокон.

Для определения усушки практически пользуются коэффициентом усушки К, который представляет собой среднюю усушку при изменении влажности на 1%, и определяется по формуле

Y

K= ——            

    W

Для различных пород полная усушка в радиальном направлении Ур = = 3-5%, в тангентальном Уг = 6 - 10%. Коэффициенты усушки в радиаль­ном направлении Kр = 0,09 ~0,31%, в тангентальном       Кт = 0,17 — 0,43%; коэффициент объемной усушки Ко = 0,32 - 0,7%. Усушка вдоль волокон составляет 0,1—0,35% и практически не учитывается.

Усушка представляет собой отрицательное явление, во-первых, потому, что ее необходимо учитывать при изготовлении деталей, и, во-вторых, она служит причиной появления в древесине внутренних напряжений, вызы­вающих трещины и коробления (рис.7).

Древесина разных пород имеет одинаковый химический состав, поэто­му плотность вещества, образующего стенки клеток, принимается равной 1,54 г/см3. Для практических целей важно знать объемную массу у, кото­рая зависит от влажности материала и коэффициента объемной усушки. Значение у15 древесины составляет 0,34-0,98 г/см3. Более легкими по­родами являются сосна, ель, пихта, липа, осина, ольха; очень тяжелыми -граб, груша, самшит. Чем больше объемная масса, тем плотнее древесина и тем лучше она сопротивляется нагрузкам.

Рис. 7. Виды коробления пиломатериалов:

1 — изменение формы поперечного сечения брусков; 2 — поперечное коробление досок; 3

продольное коробление доски; 4 - коробление косослойной доски

Механические свойства древесины. Древесина анизотропна, и ее свой­ства зависят от влажности и других факторов. В связи с этим показатели механических свойств для возможности их сравнения и применения в рас­чете деревянных деталей на прочность относят к древесине, не имеющей пороков и при одинаковой влажности 15%.

Механические свойства наиболее распространенных пород древесины при W = 15% приведены в табл. 5.

Средние значения пределов прочности древесины вдоль волокон нахо­дятся в пределах: Ơс от 3,42 до 5,49 кгс/мм2; Ơв от 7,61 до 16,1 кгс/мм2 (в отдельных случаях до 27 кгс/мм2); Ơв — поперек волокон ниже в 6 — 30 раз, чем вдоль. Сопротивление сдвигу в плоскости волокон, (скалывание) неве­лико и составляет 1/6-1/8 Ơс (продольное направление), Ơизг в 1,5-2 раза

Таблица 5

  Основные физико-механические свойства наиболее распространенных пород древесины (при -влажности 15%)

 

 

Порода

Предел прочности, кгс/мм2

 

Объемная масса

при сжа­тии

вдоль воло­кон

 

При  растя­жении вдоль воло­кон

 

при

ста­тиче­ском изги­бе

 

при ска­лывании

вдоль волокон

 

Удельная работа при ударном

Изгибе кгс/см2

Твердость, кгс/мм2

 

Модуль упру­гости вдоль волокон, 103, кгс/мм-

 

Радиальная

Тан

ген

таль

ная

тор­цо­вая

 

при сжа­тии

 

при рас тяжен ии

 

при изги­бе

ра-ди-аль-ная   Тангена льная  
  Лиственница   0,68 5,4 12,2 9.84 0,94 0,82

0.27

2,80 2,78 4,03 1.40 1,45 1,47
Сосна   0.51 4,1 10,0 7,58 0,69 0,67

0,20

2,17 2 23 2,62 1,17 1,17 1,22
Ель   0,46 3.9 10.6 7,17 0,6 0,62

0,20

1,73 1,68 2,41 1,42 1,43 1,06
Кедр сибирский   0.44 3,6 8.20 6,48 0,6 0,64

0,14

2,03 -
  Пихта     0.39 3,4 7,61 6,07 0,5 0,57

0.14

1,67 1,64 2,48 1,25 1,25 1,01
   

Лиственные

 

Граб 0,81 5,3 13.4 12,1 1,41 1.77 0,48

7.01

7.17 8,25~ _ _ _
Дуб 0,76 5,1 - 8,91 1.10 1,25 0,46.

5.36

5.68 6,53 1,40 1,40 1.51
Клен 0,70 5,2 _ 10,5 1.13 1.29 0.37

5,06

5.37 6,90
Ясень 0,69 4,9 13.9 10,8 1,2 1.22 0.43

5,34

6.09 7,32 1,50 1,40 1.28
Бук 0,68 4,7 11,7 9.53 1,06 1,32 0,39

3,94

4,03 5,56
Береза 0,64 4,6 16,1 9,67 0..8 1,02 0,45

3,36

3,00 4,23 1,58 1,81 1.51
Липа 0,50 3,9 11.5 7,75 0,7 0.74 0,28

1,56

1.63 2 34 _
Осипа 0.50 3,7 12.0 6,86 0.5 0,78 0.41

1,75

1,83 2,41 1,26 1,54 1,10
                               

 

больше, чем ас. Модули упругости при растяжении и сжатии примерно равны, в продольном направлении их значение в 10 — 30 раз больше, чем в поперечном. Вдоль волокон £ = = (1,17 ~ 1,58) 103 кгс/мм2.

При ударных нагрузках сопротив­ление ударному изгибу вязких пород (ясеня, дуба) в 1,5 — 3 раза выше, чем хрупких хвойных пород (сосны, ели,

пихты). Прочность древесины зависит от скорости нагружения: чем мед­леннее прикладывается нагрузка, тем меньше величина предела прочности. Со временем сопротивление древесины постепенно уменьшается и дости­гает некоторого предела долговременного сопротивления, при котором де­ревянная деталь может работать неопределенно долгое время (рис. 234). Для всех видов напряженного состояния древесины величина длительного сопротивления принимается равной 2/3 предела прочности.

При вибрационных нагрузках необходимо учитывать усталость (или выносливость) древесины. Предел выносливости сте всегда меньше статиче­ского предела прочности аст. Отношение ств/стСт при изгибе составляет для разных пород 0,24 — 0,38:

Защита древесины от увлажнения, загнивания и воспламенения. В усло­виях эксплуатации или хранения древесины на открытом воздухе ее влаж­ность может значительно увеличиваться и вызывать загнивание дере­вянных элементов. Для борьбы с этим недостатком применяют гидроизо­ляционные прокладки, лакокрасочные покрытия и антисептирование.

Антисептики представляют собой водные растворы минеральных солей (фтористого натрия, хлористого цинка, медного купороса и др.) и спир­товые растворы оксидифенила и ртутноорганических соединений. Антисеп­тирование производят путем промазки, опрыскивания, пропитки под давлением.

Древесина; легко воспламеняется от огня (точка воспламенения 330-470°С). Для повышения ее огнестойкости (хотя сделать древесину со­всем несгораемой нельзя) применяют ряд способов. Первый и наиболее эффективный способ защиты — пропитка химическими веществами — антипиренами, второй - окраска огнезащитными красками. В качестве антипиренов используют аммониевые соли и соли фосфорной кислоты или бор­ной кислоты. Огнезащитные краски должны быть негорючими и нетеплопроводными. К ним относятся силикатные краски на основе жид­кого стекла и перхлорвиниловые лакокрасочные покрытия.


Поделиться с друзьями:

Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.006 с.