Механическая прочность древесины (1100342), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Выбор дерева, методика разделки ствола на кряжи,изготовление образцов.Дляизготовленияобразцовнеобходимовыбиратьдеревосмаксимально ровным стволом, чтобы обеспечить, насколько это возможно,параллельность волокон, с наименьшим количеством веток, диаметром неменее 20 см.3Если выбирать деревья с большим диаметром ствола - от 50 см.
и более, то необходимо учитыватьвлияние возраста и соответственно развитости дерева на его внутреннее строение. Например, свозрастом изменяются размеры и процентное соотношение различных микроэлементов древесины. Такдлина трахеид достигает у ели максимума в 50-60 лет. В этом возрасте длина всех элементов в 2 - 3 разабольше длины элементов за первое десятилетие. Существуют также данные, что плотность некоторыхпород уменьшается с возрастом. [21].171Стандартныйспособразделкистволанакряжи,которыйиспользовался в работе, представлен на рисунке 6.1.В каждом дереве, в зависимости от формы и длины ствола, можновзять от одного до трех кряжей.
Первый кряж берется на высоте 1,3 - 1,5метра от уровня почвы, второй на высоте не менее 7 метров. Длинакаждого кряжа должна быть не менее 2,8 метра, а в целях экономииматериала лучше принимать, насколько это возможно, больше. Кряжидолжны быть без видимых пороков и выбираться в таких местах, гдеотсутствуют большие ветки.На первом этапе предлагается освобождать кряж от коры иразделывать на прямоугольные бруски, из которых в последствии послеосмотра и сушки будут изготовлены испытуемые образцы.Разделка на брусья напрямую связана с предполагаемыми размерамиобразцов и диаметром ствола. С учетом допусков на обработку размербруса должен превышать размер максимального образца.
Возможновыпиливать от одного до четырех брусьев из каждого кряжа.Каждый брус не должен включать в себя сердцевину и невыпиливаться вплотную к коре, если не ставится задача изучать именноэти участки древесины.С целью иметь возможность сравнивать между собой данные,полученные на образцах, выпиленных из разных брусьев, но из одногоствола, целесообразно располагать каждый предполагаемый брус наодинаковом расстоянии от центра ствола, симметрично по радиальнойлинии, которая должна соединять центры двух брусьев и проходить строгочерез середину ствола.Для той же цели сопоставления полученных результатов можнорекомендовать выбирать деревья приблизительно одинакового возраста,одинакового диаметра4, и из одного географического региона, так какA-A2lJ-|-[_34Схема вырезки брусьев из кряжей2 кряж1 кряж7 м.-^Рис.
6.1 Разделка деревьев на кряжи и брусьяВ173согласно многочисленным справочникам по древесиноведению, сосна,произрастающая в Архангельской области, существенно различается посвойствам от сосны, произрастающей в Сибири.При "распиловке брусьев на образцы следует исключать участки сгнилью, с сучками, а также обращать внимание на наклон волокон к осидерева. Необходимо, чтобы у образцов, выпиленных с противоположныхсторон бруса, не наблюдалось существенного расхождения в наклоневолокон, если это не оговаривается специальными условиями, или неявляется целью эксперимента.
Годовые кольца должны быть четковыражены и в достаточном количестве.Каждый полученный образец не должен содержатьдефектовобработкинавнешнихгранях.Гранивидимыхдолжныбытьперпендикулярны радиусу ствола.Особое внимание следует уделить маркировке образцов, принявкакую-либо систему их учета, например, указывая последовательно:- номер дерева;- номер кряжа в этом дереве;- номер бруса в этом кряже;- порядковый номер образца в брусе.Количество образцов, необходимое для проведения одной серииэкспериментов, определяется по формуле:гдеv - коэффициент изменчивости заданного свойства, в процентах (%),s - показатель достоверности, зависящий от принятой вероятностиполучаемого результата,174К - показатель точности исследования, в процентах (%).
Приизучении физико-механических свойств древесины принимают обычно5%.Необходимое минимальное количество образцов для определениявлияния геометрических параметров принимаем исходя из достоверностииспытаний 0,9.13М.96 2п=„-— = 7на сжатие.10 2152-1.962 _п=;=9210п=202-1,962.,\— = 16Послер.на изгиб.-на растяжение.распиловкикряжейнабруски,материалнеобходимовыдерживать для получения стандартной влажности.Лучшими условиями для выдержки считаются крытые помещения стемпературой около 20°С и влажностью воздуха 65%, но приходитсяучитывать, что подобная сушка продолжается достаточно долго отнескольких месяцев до года.Последостижениябрусьямиравновеснойвлажностиизнихизготавливаются образцы для исследования механических свойств.Передиспытанием необходимопроизвести тщательныйобмеробразцов, взвешивание и определить влажность.Значение влажности должно быть близко к стандартному - 12%±1%.1756.43.
Об определении влажности образцов.Влажность образцов имеет важнейшее значение для определенияпрочности древесины, о чем уже неоднократно говорилось в предыдущихразделах. Если при испытаниях на изгиб колебания влажности в 2-3%обычно не отражаются на статистике по прочности, то при сжатии такоеразличие существенно.Было решено отказаться от каких-либо технологических способовсушки древесины из-за их высокой стоимости, а также из-за вероятногоповреждениябрусьевусушечнымитрещинами,предпочтясушкуестественную.Общепринятый способ определения влажности образцов следующий:из партии образцов, хранящихся в одинаковых условиях, наугадвыбирается образец.
Он взвешивается, затем помещается в сушильнуюкамеру. Через некоторое время он вынимается и взвешивается повторно.Отношение начального времени сушки до второго взвешивания идальнейших взвешиваний принимается как 3:1. Процесс повторяется дотех пор, пока вес изменяется. Как только после двух взвешиваний массаостается постоянной (не больше, чем двойная точность взвешивания),определяется начальная влажность партии образцов по формуле:j ^ = ^ll^L.100%где mi - масса пробы на влажность после высушивания, в граммах,m - масса пробы до высушивания.176Менее трудоемкий и более точный способ определения влажности,примененный в работе, это ее измерениевлагомером. Использовалсяизмеритель влажности немецкой фирмы Gann модели НТ-85Т. Влагомерсостоял из LCD-индикатора, электродов, селекторного переключателя дляустановки группы древесины по электрическому сопротивлению, а такжепереключателя температуры материал с диапазоном измерения влажностиот 4 до 100% при температуре окружающего воздуха от 0 до 50°С.Принцип действия данного влагомера основывается на измеренииэлектрического сопротивления влажной древесины, которое различно длякаждой породы древесины, что учитывается селекторным переключателем.При подготовке образцов к испытаниям сравнивались оба методаизмерения путем высушивания двух образцов до нулевой влажности вспециальной печи для нагрева материалов при температуре около 140°С, изатем по вышеприведенной формуле определив влажность.Взвешиваниевсехобразцовпроизводилосьнаспециальныхлабораторных весах с погрешностью измерения в 1 грамм.Оказалось, что достаточно трудно определить точку, в которойпрекращается изменение веса образца, к тому же, после нагреванеобходимовыждатьдостаточновремени,чтобыэлектрическоесопротивление вернулось к обычной величине.
Но, тем не менее, обаметода показали приблизительно одинаковые результаты.Было замечено, что, внедряя влагомер в разные места одного и тогоже образца, на одинаковую глубину и отступая от торца расстояние неменьше его поперечных характеристик, колебания влажности составлялиоколо 1%.Поэтому дальше изменения влажности в пределах 1% признавалисьвынужденной погрешностью измерительного оборудования, которая неоказывала влияния на полученные результаты.1776.4.4. Сушка древесины.Сушка древесины - ответственная операция, требующая соблюденияцелогоряда норм, отступлениеоткоторыхможетпривести квозникновению различного рода дефектов. Наиболее существенный изъянвысушенной древесины - трещины.
Кроме трещин возможно сжатие сухойповерхности и коробление. Основная причина всех этих дефектов —возникновение в материале В1гутренних напряжений, которые являютсяследствием неравномерной сушки.Известны несколько способовиспользуетсяестественная,сушкидревесины.атмосфернаяпредназначенные для высушивания, укладываютсушка.ЧащевсегоМатериалы,в тени, обычно насквозняке под навесом, на несколько дней. Приштабелировашшнеобходимо использовать подставки толщиной не менее 50 см, чтобымежду заготовками были сквозные воздушные вертикальные пролеты.Камерная сушка, по сути, не отличается от естественной. Материалызагружают в сушильные камеры, в которых с помощью калориферов,вентиляторов и воздуховодов создают наиболее благоприятные условия.Такой способ лучше атмосферной сушки, благодаря независимости отпогодных условий.Приконтактнойопределенноговременисушкевматериалвыдерживаютнепосредственномвтечениесоприкосновениисискусственно нагреваемыми плитами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
