123378 (592813), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Усушка, разбухание, коробление. При уменьшении влажности древесины наблюдается ее усушка, при увеличении влажности - разбухание. Первый процесс сопровождается уменьшением объема, второй - увеличением его. В связи с этим, происходит коробление изделия, которое может привести к его разрушению. Для того чтобы предотвратить коробление и растрескивание деревянных изделий, необходимо использовать древесину с той равновесной влажностью, которая будет при их эксплуатации. Так, для наружных конструкций влажность древесины не должна превышать 15-18%. Покрытие древесины масляными красками или химическая обработка позволяет уменьшить гигроскопичность и защитить ее от дополнительного увлажнения.
Теплопроводность древесины всех пород невелика. Она зависит от породы, влажности и направления теплового потока. Например, теплопроводность сосны поперек волокон - 0,17 Вт/ (м К), вдоль волокон - в 2 раза выше; дуба соответственно 0,22 и 0,39 Вт/ (м К).
Электропроводность древесины в основном зависит от ее влажности. Так, удельное электрическое сопротивление сухой древесины - порядка 7,5*108 Ом* см, а сырой древесины - в десятки раз меньше.
Звукопроводность древесины характеризуется скоростью распространения звука. С увеличением влажности звукосопротивление возрастает. Звукопроводность древесины зависит также от направления звуковых волн. Так, вдоль волокон она выше в 10-16 раз звукопроводности воздуха, а поперек волокон - только в 4 раза.
Морозостойкость древесины почти всех пород деревьев хорошая. На степень морозостойкости влияют несколько факторов, в основном, порода, древесины, ее истинная плотность, плотность, водопоглощение.
Возгораемость и огнеупорность. Все породы древесины способны возгораться или тлеть при воздействии высоких температур. Для защиты от действия огня применяют пропитку или защитные покрытия.
Прочность древесины довольно высока: по удельной прочности при растяжении вдоль волокон ее можно сравнить со сталью, табл.1. Она хорошо работает на изгиб, растяжение, несколько хуже на сжатие и кручение.
Таблица 1.1 Удельная прочность при растяжении некоторых строительных материалов
| Материал | Предел прочности при растяжении, МПа | Относительная плотность, | Удельная прочность, |
| Высокопрочная сталь | 2000 | 7,85 | 255 |
| Стеклопластик | 400 | 2 | 200 |
| Древесина сосны с 12% -ной влажностью | 115 | 0,53 | 213 |
Примечание: Удельная прочность - отношение прочности к относительной плотности.
В таблице 2 приводится сопоставление показателей плотности и прочности древесины хвойных и лиственных пород, произрастающих в нашей стране [1,2].
По своей удельной прочности древесина может конкурировать с другими конструкционными материалами, однако использовать ее высокую прочность весьма затруднительно. Это объясняется наличием отклонений или дефектов (пороков) древесины, возникающих в процессе роста дерева, обработки и хранения лестных материалов, а также при эксплуатации строительных конструкций. Дефекты ухудшают механические свойства древесины и ее декоративные качества. При определении сортности и назначения древесины учитывают пороки, которые подразделяются на следующие группы: трещины, сучки, пороки формы ствола, пороки строения древесины, химические окраски, грибные повреждения насекомыми, инородные включения, деформации. Отдельные пороки на ограниченной длине ствола можно удалить, что позволит повысить сортность древесины. В некоторых случаях древесину из-за пороков нельзя использовать для получения досок, но ее можно применять как строительные бревна.
Таблица 2. Средние показатели механических свойств (в МПа) древесины хвойных и лиственных пород при 15%-ной влажности.
| дерево | Плотность, кг/м3 | При сжатии вдоль волокон | При статическом изгибе | При растяжении вдоль волокон | При скалывании | |
| В радиаль- ном направ- лении | В танген- сальном направ- лении | |||||
| Сосна | 530 | 44 | 79 | 115 | 7 | 7,5 |
| Кедр | 440 | 35 | 64,5 | 78 | 5,5 | 6 |
| Береза | 640 | 45 | 100 | 120 | 8,5 | 11 |
| Дуб | 720 | 52 | 94 | 129 | 8,5 | 10,5 |
| Липа | 510 | 39 | 68 | 116 | 7 | 8 |
| Осина | 500 | 37,5 | 77 | 131 | 6 | 8 |
| Листвен- ница | 680 | 51,5 | 97 | 129 | 11,5 | 12,5 |
1.2 Горение древесины
Химический состав твердых веществ очень разнообразен, так органические вещества состоят в основном из углерода, кислорода и азота, но в них могут входить также С1, Р, 81 и другие химические элементы [4].
В условиях большинства пожаров горят в основном твердые вещества, которые широко используются в быту и в различных отраслях промышленности. К ним в первую очередь относятся изделия и материалы,
состоящие из целлюлозы или изготавливаемые на ее основе: х/б ткани, бумага, хлопок, древесина.
По структуре древесина представляет собой пористый материал с множеством ячеек, заполненных воздухом, табл.З. Стенки ячеек состоят из целлюлозы и лигнина [5].
Таблица 3. Объем твердого вещества и пустой породы
| Показатели | Береза | Дуб | Ель | Сосна |
| Масса 1 м3 плотной древесины, кг/м3 | 560 | 650 | 420 | 460 |
| Объем твердого вещества, % | 37,4 | 43,4 | 28,0 | 30,7 |
| Объем пустот, % | 62,6 | 56,6 | 72,0 | 69,3 |
Целлюлозные материалы, как видно из табл.4, содержат кислород, который участвует в процессе горения, так же как и кислород воздуха. Кроме того, поры и полости волокнистых материалов заполнены воздухом, табл.2 [5].
Таблица 4. Состав целлюлозных материалов
| Вид целлюлозного материала | Элементарный состав, % | Содержание, % | Содержание, % | ||||
| С | Н | О | N | ||||
| Древесина: | |||||||
| Дуб Сосна | 46,08 46,00 | 5,50 5,50 | 38,18 39,2 | 1,14 0,90 | 7,0 7.0 | 2,1 1,4 | |
| Солома | 39,06 | 4,70 | 42,2 | 1,04 | 8,0 | 5,0 | |
| Хлопок | 42,40 | 5,92 | 46,6 | 0,58 | 4,0 | 0,5 | |
Поэтому объем воздуха необходимого для их горения значительно меньше, чем для горения веществ, в состав которых кислород не входит. Этим же объясняется и низкая теплота сгорания целлюлозных материалов и способность их к тлению. Горение происходит без образования сажи.
Характерным свойством целлюлозных материалов является их способность при нагревании разлагаться с образованием паров, газов и КО количество которых зависит от температуры и режима нагревания. Медленное разложение древесины начинается при 160 - 170° С, а заметный выход газообразных продуктов происходит при 280-300° С. Состав этих продуктов представлен в табл.5 [6].
Таблица 5. Состав неконденсирующихся газов, образующихся при деструкции древесины
| Состав газов | Выход газов %, при температурах, ° С | ||||||
| 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | ||
| Выход газов на 1 00 кг древесины, м3 | 0,4 | 5,6 | 9,5 | 12,8 | 143 | 16,0 | |
| Состав, % объем | |||||||
| СО2 СО СН4 С2Н4 Н2 | 75,0 25,0 | 56,07 40,17 3,76 | 49,36 34,0 14,3 0,86 1,47 | 43, 20 29,01 21,12 3,68 2,34 | 40,98 27, 20 23,42 5,74 2,66 | 38,56 25, 19 24,94 8,50 2,81 | |
При разложении 1 кг древесины выделяется 800г газообразных продуктов. При низкой температуре преобладают СО2, СО, при боле< высоких: водород, метан и др.
Процесс разложения сопровождается выделением тепла и теплота сгорания березовой древесины равна 18343,3 КДж/моль, табл.6 [7].
Таблица 6. Теплота сгорания продуктов сухой перегонки березовой древесины
| Вид продукта | Выход на 100 кг абсолютно сухой древесины, кг (В) | Теплота сгорания, КДж | ||
| 1 кг | В*2/100кг | |||
| Кокс Смола СНзСООН Метиловый спирт Ацетон С02 СО СН4 С2Н4 Другие органические в-ва Вода ИТОГО: | 31,8 15,8 7,08 1,6 0, 19 9,96 3,32. 0,54 0, 19 10,03 19,49 100,00 | 32154,6 29642,5 14276,9 22231,9 32489,5 10173,9 16202,9 | 10225,0 4683,5 1010,8 355,7 61,7 337,7 1668,9 18343,3 | |
При 150°С уголь, образующийся при разложении древесины, содержит 54,7% С; 5,9% Н2 и 49,9% связанного кислорода, а при 450° С - 84,9% С и 3,1% Н2 и 12%О2 [9].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
