Шпаргалка по "Древесиноведение"

Круглые лесоматериалы (бревна) без  механической обработки в зависимости  от их назначения заготовляются как  из хвойных, так и из лиственных пород. круглые лесоматериалы хвойных и лиственных пород делятся по качеству на четыре сорта и бессортные — мелкие, которые по качеству должны соответствовать третьему и четвертому сортам. Установление сорта в стандартах на круглые лесоматериалы предусматривает разделение хлыста на три зоны: комлевую, срединную и вершинную ). Древесина комлевой части хлыста обладает наиболее высокими физико-механическими показателями и отсутствием живых сучков на боковой поверхности хлыста. В средней части хлыста наблюдается наибольшее количество заросших и табачных сучков. Вершинная часть обладает наибольшим количеством здоровых сучков различных размеров.В зависимости от качества древесины и дефектов обработки круглые лесоматериалы разделяют на четыре сорта. Для определения сорта необходимо учитывать указанные в ГОСТе допускаемые величины пороков, их количество, размеры сортиментов по толщине и ряд дополнительных требований в зависимости от назначения сортиментов. При наличии в сортименте нескольких пороков качество (сортность) устанавливают по пороку, характеризующему худший сорт. Лесоматериалы круглые в зависимости от толщины (диаметра) разделяются на три группы: мелкие, средние и крупные.В плотничных работах используют строительные бревна. Заготовляют их из всех хвойных и лиственных пород. При строительстве преимущественно применяют бревна хвойных пород; бревна всех лиственных пород используют для вспомогательных и временных построек. Длина бревен хвойных пород от 3 м и лиственных от 4 до 6,5 м с градацией 0,5 м.По качеству бревна должны соответствовать требованиям 2-го и 3-го сортов. Особое внимание требуется обращать на тщательность обработки сортиментов для придания им доброкачественного вида, т. е. сучья должны быть удалены заподлицо с поверхностью бревен; козырьки, образующиеся при валке деревьев, должны быть оторцованы; плоскости торцов должны быть перпендикулярны оси бревна.

16. заболонь, ядро, спелая древесина, ранняя  и поздняя древесина годичных  слоев.

За́болонь, о́болонь, блонь или подко́рье — наружные молодые, физиологически активные слои древесины стволов, ветвей и корней, примыкающие к образовательной ткани — камбию. Часть клеток заболони содержит запасные вещества. Дубовый штучный паркет, на планках которого хорошо видна заболонь. Заболонь отличается от внутренней части (ядра) более светлой окраской, меньшей механической прочностью; содержит больше воды (по ней осуществляется активный транспорт воды к кроне) и менее стойка к поражениям грибами и насекомыми, чем ядро и спелая древесина.

Такие древесные породы, как берёза и осина, вообще не образуют ядра и их древесина состоит полностью из заболони.

По причине меньшей прочности  заболонь некоторых пород дерева, например, дуба, принципиально не используется. Однако у таких пород, как, например, вишня, вопрос использования решается, исходя из визуальных характеристик заболони.В заболони откладывается наиболее важная в промышленном отношении смола — живица, которую добывают из сосен подсочкой (разрезом коры с обнажением поверхности заболони)

Ядро древесины, ядро ствола — занимает центральное место в древесине. Оно ясно видно далеко не у всех деревьев. Ядро плотнее заболони.В стволах древесных пород соки, всасываемые из почвы, идут только по самым наружным слоям древесины. Более внутренние слои служат уже лишь в качестве вместилищ воды и запасных питательных веществ; наконец, самые внутренние слои прекращают всякое участие в активных жизненных отправлениях растения, продолжая служить ему лишь своей прочностью. Эти внутренние слои древесины обыкновенно уже по внешнему виду резко отличаются от наружных слоев, благодаря своему более темному цвету; в этом случае их называют ядром, в отличие от наружных, функционирующих слоев заболони. У некоторых деревьев слой древесины, отложившийся из камбия, не подвергается затем в последующие годы почти никаким химическим изменениям. У таких растений нельзя отличить старого ядра от более молодых слоев древесины. Но у многих деревьев цвет древесины с возрастом меняется. В этом случае древесина распадается на более светлую наружную часть, называемую заболонью, и более темное центральное ядро. Цвет ядра древесины бывает очень различен. Например, тёмно-коричневый у вишни, синий у кампешевого дерева, черный у эбенового. В последнем случае замечается особенно резкая разница в окраске: заболонь светло-жёлтого цвета резко переходит в черное ядро. Годичные слои, ранняя и поздняя древесина.

На поперечном разрезе ствола деревьев, произрастающих в умеренном климатическом  поясе, можно заметить концентрические  слои, окружающие сердцевину. В большинстве  случаев каждое такое кольцо есть ежегодное нарастание древесины, вследствие чего называется оно годичным слоем. Эти слои заметны у многих пород, но особенно хорошо — у хвойных. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных параллельных полос, а на тангенциальном — извилистых линий. Строение ствола схематически (рис. 5) можно представить в виде ряда конусов (годичных слоев), насаженных на общий стержень (сердцевину). Число годичных слоев на поперечном разрезе ствола уменьшается по мере поднятия вверх по стволу, что объясняется ростом дерева не только в толщину, но и в высоту. По числу годичных слоев можно, следовательно, узнать возраст той части ствола, где прошел разрез. Однако наблюдаются случаи, когда за год образуется два слоя, и случаи, когда образования слоев не происходит.Последнее обычно наблюдается в нижней части ствола и является следствием недостаточного питания дерева, например у декоративных деревьев при слишком сильной обрезке ветвей; то же самое возможно в лесу у плохо питающихся и сильно отставших в росте деревьев. Чаще встречается удвоение годичного слоя, которое происходит, например, в том случае, когда молодая листва объедается насекомыми или побивается весенними заморозками и вместо нее из запасных почек развиваются новые листья. В этом случае появляется ложный годичный слой, но границы его обычно менее резки, чем настоящего; иногда он не занимает всей окружности ствола, постепенно теряясь в настоящем годичном слое. Удвоение годичных слоев наблюдается также при смене сухих и влажных периодов (у арчи в лесах Средней Азии) или при чередовании теплых и холодных периодов (у японской криптомерии в Закавказье). Ширина годичных слоев сильно колеблется в зависимости от многих факторов — породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе. Наиболее узкие годичные слои (до 1 мм) образуются у медленно растущих пород (самшита), а наиболее широкие (1 см и больше) характерны для быстрорастущих пород (тополя, ивы). В стволе дерева годичные слои шире, чем в ветвях. В молодом возрасте так же, как и при благоприятных условиях роста, образуются более широкие годичные слои. По радиусу ствола ширина годичных слоев изменяется так: у сердцевины располагается ряд сравнительно узких слоев, затем следует зона более широких слоев, а дальше, по направлению к коре, ширина годичных слоев постепенно уменьшается. По ранней древесине годичных слоев в растущем дереве происходит передвижение воды вверх по стволу, а поздняя древесина выполняет преимущественно механические функции. В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе соотношение между ранней и поздней древесиной может сильно изменяться. В стволе дерева хвойных пород содержание поздней древесины в годичных слоях сначала увеличивается в направлении от сердцевины к коре, достигает максимума, а затем в слоях, расположенных ближе к коре, уменьшается; по высоте ствола содержание поздней древесины убывает по направлению от комля к вершине. Так, у 110-летней сосны центральные 5 годичных слоев содержали всего 10% поздней древесины; в последующих 10 слоях ее содержание увеличилось почти до 20%, в дальнейших 50 слоях поднялось до 30%, а в наружных 45 слоях упало до 20%; в нижней части ствола содержание поздней древесины было почти вдвое больше, чем в верхней. Так как поздняя древесина плотнее, тяжелее и тверже ранней, от количества именно поздней древесины зависят цвет, плотность и прочность древесины в целом

17. антисептированние древесины.

Антисептирование древесины производится различными способами, вследствие чего достигаются и различные результаты в смысле надежности и длительности противогнилостной защиты конструкций.Наиболее надежной и эффективной является сквозная пропитка древесины, но она может быть осуществлена только в специальных заводских установках под большим давлением.Глубокая пропитка строительных деталей производится по способу горячехолодных ванн. Но для этого также требуются сложные заводские и полузаводские установки, которые устраиваются большей частью при домостроительных комбинатах и обеспечивают пропитку деталей сборных стандартных домов.

18. рсчетные сопротивления древесины

Расчетное сопротивление древесины  и фанеры определяют как нормативное сопротивление, деленное на коэффициент надежности по материалу: Rt Rtn / yi - Коэффициентом надежности по материалу учитывают факторы, снижающие прочность древесины в конструкциях: вид напряженного состояния, неоднородность структуры материала, наличие пороков и дефектов, масштабный фактор - переход от стандартных образцов малых размеров к реальным размерам элементов конструкций, длительность действия нагрузки. Расчетные сопротивления древесины определяются исходя из предельного сопротивления ( предельной прочности) малых чистых образцов, полученных при лабораторных испытаниях. Строительными нормами и правилами установлены нормативные сопротивления ( R) древесины, характеризующие механические свойства сопротивления силовым воздействиям и являющиеся величинами, близкими к средним низшим пределам прочности древесины.

19. физические  свойства древесины.

К физическим свойствам древесины  относятся цвет, блеск, запах и  текстура.Цвет древесины обусловлен климатом, составом почвы, возрастом дерева, его породой и т. д. Цвет древесине придают находящиеся в ней дубильные, красящие, смолистые вещества и окислы этих   веществ.Блеск древесины — это способность отражать световой поток с поверхности в определенном направлении. Блеск зависит от плотности древесины, количества, размеров и расположения сердцевинных лучей. Светлая и более плотная древесина обладает большим блеском, что придает текстуре древесины особую красоту.Запах древесины зависит от количества эфирных масел, смол и дубильных веществ. Древесина только что срубленного дерева или сразу после ее механической обработки обладает сильным запахом, у хвойных пород более сильный запах, чем у древесины лиственных пород.Текстура древесины — это естественный рисунок древесных волокон на обработанной поверхности, обусловленный особенностями ее строения (1.8). Текстура зависит от расположения древесных волокон на разрезе ствола, видимости годовых слоев, цветовой гаммы древесины, количества и размеров сердцевинных лучей. Декоративные породы: орех, красное дерево, дуб обладают красивыми текстурой и цветом, а также блеском.Красивую текстуру имеет свилеватая древесина карельской березы. Красивую текстуру получают из дубовых кряжей, распиливая их в радиальном или тангентальном направлении для получения ножевой фанеры или текстурной дощечки. У бука, клена, дуба выразительная текстура при радиальном разрезе, у хвойных пород — при тангентальном разрезе.По цвету, блеску и текстуре определяют породу древесины. Плотность древесины — это отношение ее массы к объему, измеряемой в г/см3 или кг/м3. Плотность зависит от влажности, породы, возраста и условий роста древесины. Различают относительную и абсолютную плотность древесины, определяемую в лабораторных условиях.Полную насыщенность древесины водой называют границей гигроскопичности. Такая стадия влажности в зависимости от породы дерева составляет 25...35%.Древесину, полученную после сушки при температуре 105 °С с полным выделением всей гигроскопической влаги, называют абсолютно сухой древесиной.На практике различают древесину: комнатно-сухую (с влажностью 8... 12%), воздушно-сухую искусственной сушки (12...18%), атмосферно-сухую    древесину (18...23 %) и влажную (влажность   превышает 23 %).

20. плотность  древесины. Способы определения.  Влияние плотности на прочностные  характеристики.

Плотность древесины-отношение массы древесины к обьему Рw=Mw/VwПлотность зависит от породы и влажности, обычно определяется по таблице. Все древесные породы подразделяются на 3 группы:1)Малоплотная P<0,5(г.см3)(сосна,ель, (пихта, кедр, осина, ольха, липа, тополь)2)Среднеплотная0,5<P<0,7(г.см3)(лиственница,береза,бук,дуб,ясеньвяз,ильм)3)Высоко плотная P>0,7(г.см3)(граб) Это свойство характеризуется массой единицы объёма материала, и имеет размерность в кг/м3 или г/см3.

21. способность  древесины удерживать металические крепления, гнуться и раскалываться.

Своеобразное и практически  очень ценное свойство древесины  — способность удерживать металлические  крепления: гвозди, шурупы, костыли, скобы  и т. д. Волокна отчасти перерезаются, отчасти изгибаются, когда гвоздь входит в древесину перпендикулярно  им. Разделенные части древесины  оказывают при этом на боковую  поверхность гвоздя давление, которое  вызывает трение, удерживающее гвоздь. Сопротивление, которое древесина  оказывает выдергиванию гвоздя или  шурупа, определяют следующим образом.В образец древесины, имеющей форму короткого бруска с прямоугольным сечением (размеры образца определяются величиной гвоздя или шурупа), вбивают гвоздь или ввертывают шуруп. Образец закладывают в хомут с отверстием наверху, в которое должен проходить гвоздь. Хомут с образцом зажимают в нижней головке разрывной машины. В верхней головке зажимают захват, имеющий форму клещей; в щель этого захвата вводят головку гвоздя или шурупа.Мера сопротивления — усилие в килограммах (кг), потребное для выдергивания гвоздя или шурупа данных размеров, или усилие, приходящееся на 1 см2 площади соприкосновения гвоздя с древесиной (удельное усилие в кг/см2). Это усилие прежде всего зависит от направления: для гвоздя, забитого в торец для древесины дуба, сосны, осины, ольхи и ели оно на 10—50% меньше усилия, прилагаемого к гвоздю, забитому поперек волокон. Сопротивление выдергиванию гвоздей, забитых в радиальном и тангенциальном направлении, практически одинаково.Сопротивление сухой древесины вдавливанию гвоздя больше, чем выдергиванию; для влажной же древесины заметного различия не наблюдается. В табл. 48 приведены полученные величины удельных усилий (кг/см2) при вдавливании и выдергивании гвоздей диаметром 3,5; 3; 2,5 мм из комнатно-сухой и влажной древесины сосны и граба; все гвозди вдавливались на глубину 40 мм в радиальном и тангенциальном направлении. Как видно, удельное усилие для сухой древесины убывает с уменьшением диаметра гвоздя.Способность удерживать гвозди и шурупы зависит от породы, плотности и влажности древесины. С повышением плотности сопротивления древесины выдергиванию гвоздя или шурупа увеличивается; так, по данным табл. 48, вдавливание и выдергивание гвоздей из древесины граба (плотность 0,73 г/см3) требует примерно в 4 раза больших усилий, чем для древесины сосны (плотность 0,44 г/см3). Во влажную древесину гвоздь входит легче; при высыхании способность удерживать гвоздь снижается. Во влажной древесине железные гвозди ржавеют и по мере их коррозии сила, удерживающая гвоздь, также ослабевает. Сопротивление древесины выдергиванию шурупов, естественно, при прочих равных условиях больше, чем для гвоздей, так как в этом случае к трению присоединяется еще сопротивление волокон разрыву и перерезанию. В табл. 49 приведены данные, подтверждающие сказанное. Способность древесины гнуться

   Предельная деформация, после  достижения которой наступает разрушение древесины, у разных пород различная. Для оценки способности древесины принимать заданную форму при загибе стандартного метода пока еще нет. По предложению Л. М. Перелыгина, испытания можно проводить следующим образом: образец в форме бруска размерами 10X30x500 мм последовательно загибают на сменных шаблонах уменьшающегося (через равные ступени) радиуса до появления в образце явных следов начала разрушения (отщепа, складки, излома). Радиус последнего шаблона, на котором произошло разрушение образца, и характеризует способность древесины к загибу. Более высокой способностью к загибу отличается древесина кольцесосудистых пород — дуба, ясеня и др., а из рассеяннососудистых — бука; хвойные породы обладают меньшей способностью к загибу.

22. влияние  строения древесины на ее свойства.

23. электрические  свойства древесины.

Пьезоэлектрические свойства древесины.На поверхности некоторых диэлектриков под действием механических напряжений появляются электрические заряды. Это явление, связанное с поляризацией диэлектрика, носит название прямого пьезоэлектрического эффекта. Пьезоэлектрические свойства были вначале обнаружены у кристаллов кварца, турмалина, сегнетовой соли и др. Эти материалы обладают также обратным пьезоэлектрическим эффектом, заключающимся в том, что размеры их изменяются под действием электрического поля. Пластинки из этих кристаллов находят широкое применение в качестве излучателей и приемников в ультразвуковой технике.

Эти явления обнаруживаются не только у монокристаллов, но и у целого ряда других анизотропных твердых материалов, названных пьезоэлектрическими  текстурами. Пьезоэлектрические свойства были обнаружены также в древесине. Было установлено, что основной носитель пьезоэлектрических свойств в древесине — ее ориентированный компонент — целлюлоза. Интенсивность поляризации древесины пропорциональна величине механических напряжений от приложенных внешних усилий; коэффициент пропорциональности называется пьезоэлектрическим модулем. Количественное изучение пьезоэлектрического эффекта, таким образом, сводится к определению значений пьезоэлектрических модулей. В связи с анизотропией механических и пьезоэлектрических свойств древесины указанные показатели зависят от направления механических усилий и вектора поляризации.Наибольший пьезоэлектрический эффект наблюдается при сжимающей и растягивающей нагрузках под углом 45° к волокнам. Механические напряжения, направленные строго вдоль или поперек волокон, не вызывают в древесине пьезоэлектрического эффекта. В табл. 28 приведены значения пьезоэлектрических модулей для некоторых пород. Максимальный пьезоэлектрический эффект наблюдается в сухой древесине, с увеличением влажности он уменьшается, а затем и совсем исчезает. Так, уже при влажности 6—8% величина пьезоэлектрического эффекта очень мала. С повышением температуры до 100° С величина пьезоэлектрического модуля увеличивается. При малой упругой деформации (высоком модуле упругости) древесины пьезоэлектрический модуль уменьшается. Пьезоэлектрический модуль зависит также от ряда других факторов; однако наибольшее влияние на его величину оказывает ориентация целлюлозной составляющей древесины.