Эксплуатационные и технологические свойства древесины

Прочность древесины при длительных постоянных нагрузках важно знать в связи с применением её в строительных конструкциях. Показателем этого свойства является предел длительного сопротивления бд.с., который в среднем для всех видов нагрузки составляет примерно 0,5 - 0,6 величины предела прочности при кратковременных статических испытаниях.

Показателем древесной прочности при переменных нагрузках является предел выносливости, средняя величина которого составляет примерно 0,2 от статического предела прочности.

При проектировании деревянных конструкций в расчётах используют не пределы прочности малых образцов древесины, а в несколько раз меньшие показатели - расчётные сопротивления. Они учитывают большие размеры элементов конструкций, наличие пороков древесины, длительность действия нагрузки, влажность, температуру и другие факторы.

Удельная вязкость характеризует способность древесины поглощать работу при ударе без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше, чем у древесины хвойных пород.

Твёрдость характеризует способность древесины сопротивляться вдавливанию более твёрдого тела. Испытания на статическую твёрдость проводят по схеме, показанной на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6.

Схема испытанияя древесины на статическую твердость

 

Для испытания на твёрдость используют приспособление, которое имеет пуансон с полусферическим наконечником. Его вдавливают на глубину радиуса. После испытания в древесине остаётся отпечаток, площадь проекции которого при указанном радиусе полусферы составляет 100 мм2. Показателем статической твёрдости образца, Н/мм2, является усилие, отнесенное к этой площади. Статическая твёрдость торцевой поверхности выше, чем боковых поверхностей.

Все отечественные породы деревьев и кустарников по твёрдости торцевой поверхности при влажности 12% делят на 3 группы: мягкие (твёрдость 40 Н/мм2 и менее), твёрдые (41-80) и очень твёрдые (более 80 Н/мм2).

Ударную твёрдость определяют, сбрасывая стальной шарик диаметром 25 мм с высоты 0,5 м на поверхность образца, величена которого тем больше, чем меньше твёрдость древесины.

Износостойкость - способность древесины сопротивляться износу, т.е. постепенному разрушению её поверхностных зон при трении. Испытания на износостойкость древесины показали, что износ с боковых поверхностей значительно больше, чем с поверхности торцевого разреза. С повышением плотности и твёрдости древесины износ уменьшился. У влажной древесины износ больше, чем у сухой.

Уникальным свойством древесины является способность удерживать крепления: гвозди, шурупы, скобы, костыли и др. При забивании гвоздя в древесину возникают упругие деформации, которые обеспечивают достаточную силу трения, препятствующую выдёргиванию гвоздя. Усилие, необходимое для выдёргивания гвоздя, забитого в торец образца, меньше усилия, прилагаемого к гвоздю, забитому поперёк волокон. С повышением плотности сопротивление древесины выдергиванию гвоздя или шурупа увеличивается. Усилия, необходимые для выдёргивания шурупов (при прочих равных условиях), больше, чем для выдёргивания гвоздей, так как в этом случае к трению присоединяется сопротивление волокон перерезанию и разрыву.

Технологическая операция гнутья древесины основана на её способности сравнительно легко деформироваться при действии избегающих усилий. Способность гнуться выше у кольцесосудистых пород - дуба, ясеня и др., а из рассеянно-сосудистых - бука; хвойные породы деревьев обладают меньшей способностью к загибу. Гнутью подвергают древесину, находящуюся в нагретом и влажном состоянии. Это увеличивает податливость древесины и позволяет вследствие образования замороженных деформаций при последующем охлаждении и сушке под нагрузкой зафиксировать новую форму детали.

Для сравнительной оценки качества древесины используют так называемые удельные характеристики механических свойств, т.е. показатели ее механических свойств, отнесенные к единице плотности.

Удельная прочность при сжатии и статическом изгибе у хвойных пород выше, чем у лиственных. Значительно выше у хвойных пород и удельная жесткость. По остальным свойствам удельные характеристики у древесины лиственных пород выше, чем у хвойных.

Удельные характеристики древесины имеют особое значение, когда от изделия или конструкции требуется высокая прочность при малом весе. Это важно для транспортного машиностроения, авиастроения, судостроения и в других случаях.

 

 

Задача № 9

Условие задачи: Кубик с ребром 15 см. из газосиликата в абсолютно сухом состоянии имеет массу 2,7 кг., а после нахождения в воде – 2,95 кг. Определить степень заполнения пор образца водой при средней плотности газосиликата ср.= 2,68 г/см3.

Решение:

Объем кубика из газосиликата: V=а³=15³=3375см³

Средняя плотность газосиликата в абсолютном состоянии:

Пористость газосиликата:

Открытая пористость (водопоглощение по объему):

Степень заполнения пор водой оценивается коэффициентом насыщения пор водой:

т.е. поры заполнены водой на 10,5%.

Ответ: 10,5% - степень заполнения пор образца водой

 

Список литературы

1. ГОСТ 7473-2010. Смеси бетонные

2. ГОСТ 13015-2012 Изделия железобетонные и бетонные для строительства

3. ГОСТ 30547-97 Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные

4. ГОСТ 2140-81 Пороки древесины. М.: Издательство стандартов, 1982

5. Большая Советская энциклопедия, третье издание. - М.: Советская Энциклопедия, 1970-77 (электронная версия - М.: Научное издательство "Большая Российская энциклопедия", 2004.)

6. Справочник по строительному материаловедению: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин — Москва, Инфра-Инженерия, 2010 г.- 472 с.

7. Справочник по строительным материалам и изделиям: В. Н. Основин, Л. В. Шуляков, Д. С. Дубяго — Санкт-Петербург, Феникс, 2008 г.- 448 с.

8. Древесина. Показатели физико–механических свойств. РТМ.-М.: Комитет стандартов при СМ СССР, 1962 – 48с

9. Белов В.В., Петропавловская В.Б., Храмцов Н.В. Строительные материалы: Учебник для бакалавров. -М.: Издательство АСВ, 2014. - 272 с.Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785930939651.html

10. Попченко С.В. "Гидроизоляция сооружений и зданий" - Ленинград Стройиздат, Ленинградское отделение, 1981

11. Рыбьев И.А. Материаловедение в строительстве: учеб. пособие / И. А. Рыбьев [и др.]; под ред. И. А. Рыбьева. - 3-е изд., стер. - М.: ИЦ «Академия», 2008. - 528 с. - (Высшее профессиональное образование). - Гриф: рек. УМО вузов Рос. Федерации по образованию в обл. стр-ва в качестве учеб. пособия для студ., обучающихся по спец. 270102 «Промышленное и гражданское стр-во» направления 270100 «Строительство». – ISBN 978-5-7695-5496-4

12. Микульский В.Г., Сахаров Г.П. Строительные материалы (Материаловедение. Технология конструкционных материалов). Учебное издание. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2011. - 520 с.

Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785930930412.html

13. Миронов С.А., Малинин Л.А. Ускорение твердения бетона. - Москва, 1975г.

14. Москвин В.М. Добавки – ускорители твердения бетона – Москва, 2000г.