Конспект урока по технологии на тему "древесина как природный конструкционный материал, ее строение, свойства и области применения". Древесина, как конструкционный строительный материал Разметка заготовок из древесины

Древесина как природный

конструкционный материал

Разработал: Юсупов Райхан Махмутович

Учитель технологии,

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №60»

г. Набережные Челны Республика Татарстан

«Древесина как природный конструкционный материал».

Раздел: Технология обработки древесины

Продолжительность занятия : 45 мин

Класс : пятый

Учитель: Юсупов Райхан Махмутович

Образовательное учреждение : Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №60» г. Набережные Челны Республика Татарстан

Тип урока: комбинированный.

Методы обучения: беседа, демонстрация наглядных посо­бий.

Оборудование: компьютер, экран, раздаточный материал.

Целесообразность использования медиапродукта на занятии:

Повышение эффективности усвоения учебного материала за счет одновременного изложения учителем необходимых сведений и показа демонстрационных фрагментов.

Интенсификация учебно-воспитательного процесса (увеличение количества предлагаемой информации, уменьшение времени подачи материала)

Задачи урока:

1. Образовательные

ознакомить учащихся со значением древесины как конструкционного материала в народном хозяйстве страны;

ознакомить учащихся с ее породами и строением;

научить определять по внешнему виду образцов древесины породы.

2. Развивающие

развивать практические навыки умения работать в группе;

развивать умение анализировать, делать выводы.

3. Воспитательные

воспи­тывать у учащихся чувство ответственного хозяина;

прививать на­выки рационального использования материалов;

способствовать развитию логического мышления и памяти;

бережное отношение к природе.

Ход урока:

Слайд тема урока:

«Древесина как природный конструкционный материал».

1 . Организационная часть:

Приветствие учителя

Контроль посещаемости

Проверка готовности учащихся к уроку

2. Постановка цели урока и мотивация, актуализация знаний учебной деятельности.

Слайд «Цели урока»

Древесина! А что это такое? (дети отвечают своими словами на поставленный вопрос).

Древесина - один из самых распространенных материалов, который человек научился обрабатывать еще в глубокой древно­сти. С помощью топора, ножа и других инструментов люди изго­товляли дома, мосты, ветряные мельницы, крепостные сооружения, орудия труда, посуду и многое другое. И в наши дни древесина широко применяется в строительстве, для изготовления инструментов, посуды, мебели и др. Своеобразная красота обработки поверхности деревянного изделия всегда привлекает взгляд.

Профессия рабочего, занятого ручной обработкой древесины называется столяр. Произошло это название от основного вида деятельности - изготовления столов. На предприятиях работают столяры, сборщики деталей и изделий из древесины, которые должны владеть приемами обработки древесины.

Изучая технологию обработки древесины, вы познакомитесь, с различными древесными материалами, их свойствами, узнаете о том, как изготовляются из древесины различные предметы, получите знания о способах обработки, об инструментах и станках, которые при этом применяются, о приемах работы инструментами и управления станками и т. д.

В школьных мастерских для каждого из вас выделено постоянное рабочее место. Рабочее место для обработки древесины оборудовано столярным верстаком . На прошлом уроке мы с вами изучили устройство столярного верстака. Ребята, давайте вспомним, из каких частей состоит столярный верстак. Смотрим на экран и отгадываем кроссворд.

Ребята, а теперь покажите эти части на нашем рабочем верстаке.

3. Изучение нового материала

Дерево и древесина.

Слайд «строение дерева»

Какими бы разнообразными ни были деревья, все они имеют одинаковое строение. Каждое дерево состоит из трех частей: (вопрос учащимся, из каких частей состоит дерево?) кор­ней, ствола и кроны.

Все части дерева используются в промышлен­ности: из ветвей получают щепу, лаки, смолу, шелк, кинопленку; из корней добывают скипидар и канифоль; стволы используют для изготовления пиломатериалов, столбов, шпал, различных деревян­ных конструкций и др.

Плотный материал, из которого в основном состоят корни, ствол и ветви, называется древесиной. Больше всего древесины в стволах. Ее заготавли­вают из спиленных и очищенных от ветвей и сучьев стволов де­ревьев.

Слайд «строение древесины»

Древесина состоит из элементарных клеток, разных по раз­мерам и форме и прочно связанных между собой. Клетки могут быть заполнены смолами, камедями, водой; они образуют сосуды, сердцевинные лучи и собственно древесную массу.

Рассмотрим поперечный разрез ствола.

Снаружи ствол покрывает кора, состоящая из внешнего пробкового слоя и внутреннего лубяного на границе коры и древесины. Сразу же под корой расположен наружный заболонный слой дре­весины, часто отличающийся от остальной массы более светлым цветом. Почти всегда он имеет высокую влажность и состоит из молодых клеток.

Центральная часть ствола составляет основную массу древесины. Она более темная и называется ядром. Около геометриче­ского центра ствола расположена сердцевина диаметром не более I см, ее отличает ослабленная рыхлая древесина. От сердцевины к коре в виде светлых блестящих линий простираются сердцевинные лучи, которые имеют различную окраску и служат для проведе­ния воды, воздуха и питательных веществ внутрь дерева. Древеси­на ствола состоит из множества слоев, которые на разрезе видны как годичные кольца. (Что по ним можно узнать?) По их числу определяют возраст дерева.

Камбий - тонкий слой живых клеток, расположенный меж­ду корой и древесиной. Только с камбия происходит образование новых клеток и ежегодный прирост дерева по толщине.

Слайд « текстура »

Породы древесины различают по характерным призна­кам (как можно определить хвойная или лиственная эта порода?) запаху, цвету, текстуре, твердости. Текстура - рисунок по­верхности древесины, образованный в результате перерезания го­дичных колец и волокон. Термин «текстура» происходит от латин­ского слова и в переводе означает «ткань, строение». Текстура за­висит от направления разреза ствола по отношению к слоям и во­локнам и от породы древесины.

Слайд «породы»

Древесные породы делят на два вида (вопрос к учащимся: на какие виды подразделяются деревья?) хвойные и лиственные. У хвой­ных пород листья игольчатой формы. Почти все хвойные являются вечно­зелеными, исключение составляет лиственница, сбрасывающая осенью иголки. У лиственных пород листья широкие, осенью они опадают. Но и здесь есть исключения: в субтропиках и тропиках почти все деревья сохраняют листву круглый год.

Хво й ные породы играют ведущую роль в деревообработке.

Именно они обладали ценными качествами в строительном деле: прямой ствол, отсутствие дупла, смолянистость. Смолянистость обеспечивает сопротивляемость гниению.

Сосна занимает около 15% всех лесов России, ель – 12%. Самая распространенная хвойная порода российских лесов – лиственница. Она занимает 40% всей площади наших лесов.

Слайд « Сосна »

Сосна. Древесина сосны прямослойная, прочная, умеренно легкая, смолистая. Цвет ядра светло-коричневый с красноватым оттенком. На воздухе древесина сосны тускнеет, становится серой разных оттенков. Сосна хорошо поддается искусственной и естественной сушке, мало усыхает, не деформируется в готовых изделиях. К ее достоинствам можно также отнести легкость обработки, склеивания и облицовки. Ударные нагрузки древесина сосны переносит удовлетворительно.

Слайд « Ель »

Ель. По объемам производства и переработки древесина ели занимает второе место после сосны. Но качество древесины более низкое по таким показателям, как прочность изделий, наличие сучков. В остальном ель является полноценным заменителем сосны. К достоинствам еловой древесины относятся: отсутствие запаха, наличие в основном мелких сучков, меньшая склонность древеси­ны к синению, одинаковый Цвет заболонной и спелой древесины - близкий к белому.

Лиственные породы . Хозяйственное значение лист­венных пород снижают два фактора: меньшие запасы по сравнению с хвойными и склонность древесины к загниванию в атмо­сферных условиях. С другой стороны, разнообразие иных свойств, в том числе богатство текстуры, прочностные характеристики мно­гих лиственных пород делают их незаменимыми.

Слайд « Дуб »

Дуб. Древесина твердая, малосучковатая, отличается высокой прочностью, стойкостью к гниению, относительной прямослойно­стью. У дуба красивая текстура на всех разрезах. Широко применяется в мебельном производстве (часто в виде строгано го шпона). Хорошо поддается окраске, отделке лаками и мастиками. Детали и целые изделия часто изготовляют из дуба в фанерно-строгальном и паркетном производствах, в производстве клепки, машино­строении, строительстве. Цвет древесины светло-коричневый раз­ных оттенков. Материал тяжелый, но, тем не менее, хорошо обраба­тывается, гнется и полируется.

Слайд « Береза »

Береза. Древесина березы имеет белый цвет с красноватым оттенком, годовые слои малозаметны. Отличается плотностью и высокой прочностью, особенно при ударных нагрузках. Масса и твердость - средние. Малостойка к гниению при переменной влаж­ности. Хорошо обрабатывается, строгается, гнется и полируется. Обладает значительным сопротивлением к раскалыванию. Исполь­зуется древесина березы для производства лущеного шпона, фане­ры. Высокая плотность древесины определяет березу как ценный материал в поделочных и токарных работах, при изготовлении ме­бели. Хорошо имитирует ценные породы, легко окрашивается и полируется. Сушат березу при мягких режимах, так как часто в ре­зультате сушки пиломатериалы коробятся на участках с включени­ем ложного ядра. Перед сушкой пиломатериалы из березы реко­мендуется выдержать до воздушно-сухого состояния. Используется береза широко: ее можно увидеть в строительных конструкциях, мебели, из нее делают тару, паркет.

Слайд « Осина »

Осина. Древесина мягкая, легкая, по прочности уступает бе­резе. Также неустойчива к гниению. Древесина белая с зеленоватым оттенком, годовые слои малозаметны. Хорошо склеивается, сушится, мало коробится, легко обрабатывается. Основное применение осина нашла в производстве спичек.

Слайд « Липа »

Липа. Древесина легкая и мягкая, однородного строения, бе­лая с розоватым или красноватым оттенком. Очень хорошо режет­ся, гнется и сушится - мало растрескивается и почти не коробится. Из липы изготовляют чертежные доски, щитовую мебель, различ­ные поделки, модели в литейном деле, детали облицовки.

4. Рефлексия, гимнастика для глаз.

5. Практическая работа

Изучение образцов различных пород. Определение образцов по их характерным признакам.

Проверка проделанной работы.

6. Заключение

В заключение урока давайте проведем итоговый тест и проверим, насколько хорошо вы усвоили новый материал.

Вопросы итогового теста.

1. На какие группы можно разделить все породы деревьев?

а) листопадные и вечнозеленые

б) лиственные и хвойные

в) высокие и низкие

(Верный ответ б)

2. Какое из этих деревьев относится к хвойному?

а) лиственница

б) ольха

в) липа

(Верный ответ а)

3. Древесина этого дерева белая, на воздухе меняется до красного:

а) дуб

б) сосна

в) ольха

(Верный ответ в )

4. В каком из вариантов ответа перечислены только хвойные породы?

а) сосна, ель, каштан, можжевельник

б) дуб, осина, береза, тополь

в) кедр, ель, сосна, лиственница

(Верный ответ в )

5. В каком из справочников можно найти информацию по строению древесины и породам деревьев?

а) справочник молодого слесаря

б) справочник молодого животновода

в) справочник молодого столяра

(Верный ответ в )

6. В каком из предложенных вариантов ответа перечислены только лиственные породы?

а) сосна, липа, акация

б) лиственница, кедр, пихта

в) тополь, ольха, осина

(Верный ответ в )

8. Установка на следующий урок.

На следующем уроке продолжится знакомство с технологией обработки древесины. Вы получите новые знания о процессе изготовления изделий из древесины.

9. Итоги урока.

Давайте подведем итоги нашего урока.

Что нового вы узнали на уроке?

Что вы раньше знали?

Что вам понравилось больше всего на уроке?

Что не понравилось?

Отметить наиболее активных учащихся. Выставить оценки за занятие, ответить на вопросы.

Домашнее задание:

Повторить изученный материал;

Уборка рабочих мест.

Основные свойства древесины как конструкционного материала. Достоинства и недостатки.

Физические свойства

Плотность.

Температурное расширение. α

Теплопроводность λ ≈ 0,14Вт/м∙ºС.

.

Теплоемкость С = 1,6КДЖ/кг∙ºС.

Механические свойства древесины

прочностью - способностью сопротивляться разрушению от механических воздействий; жесткостью - способностью сопротивляться изменению размеров и формы; твердостью - способностью сопротив­ляться проникновению другого твердого тела; ударной вязкостью - способностью погло­щать работу при ударе.

Древесина, как и другие строительные материалы, имеет свои достоинства и недос­татки.

Достоинства:

Наличие широкой, постоянно возобновляемой сырьевой базы;

Относительно малая плотность;

Высокая удельная прочность - отношение предела прочности при растяжении вдоль волокон к плотности: 100/500 = 0,2 (примерно равная стали);

Стойкость к солевой агрессии, к воздействию других химически агрессивных сред;

Биологическая совместимость с человеком и животными - в зданиях из древесины наилучший микроклимат;

Высокие эстетические и акустические свойства - лучшие концертные залы страны облицованы древесиной;

Малый коэффициент теплопроводности поперек волокон - стена из бруса шириной 200 мм эквивалентна по теплопроводности кирпичной стене шириной 640 мм;

Малый коэффициент линейного расширения вдоль волокон - в деревянных зданиях нет необходимости устраивать температурные швы и подвижные опоры;

Меньшая трудоемкость механической обработки, возможность создания гнутоклееных конструкций.

Недостатки:

Анизотропия строения древесины;

Подверженность загниванию и поражению жуками-древоточцами;

Сгораемость в условиях пожара;

Изменение физико-механических характеристик под воздействием различных фак­торов (влаги, температуры);

Усушка, разбухание, коробление и растрескивание под влиянием атмосферных воздействий;

Наличие пороков (сучки, косослой и других), существенно снижающих качество изделий и конструкций;

Ограниченность сортамента лесоматериалов.

Виды конструкционных пластмасс Их физико-механические характеристики. Достоинства и недостатки. Область применения.

В зависимости от вида смол под влиянием на них температуры, пластмассы делятся на два вида: а) термопластичные пластмассы (или термопласты) на основе термопластичных смол; б) термореактивные (реапласты) на основе термореактивных смол.

Термопластичные пластмассы обычно называются по связующему веществу, исходя из наименования мономера с добавлением приставки «поли-»(поливинилхлорид, полиэтилен, полистирол и др.)

Термореактивные - по виду наполнителя (стеклопластики, древесные пластики и др.)

В зависимости от структуры пластмассы можно разделить на две основные группы:

1) пластмассы без наполнителя (не наполненные);

2) пластмассы с наполнителем (наполненные).

К пластмассам, которые находят и будут находить в будущем наибольшее применение в строительных конструкциях относятся стеклопластики, оргстекло, винипласт, полиэтилен, тепло- и звукоизоляционные материалы, древесные пластики.

Стеклопластики.

Стеклопластики представляют собой материалы, состоящие из стекловолокнистого наполнителя и связующего.

В качестве связующего обычно используются термореактивные смолы (полиэфирная, эпоксидная, фенолоформальдегидная). Стеклянное волокно является армирующим элементом, прочность которого достигает 1000-2000 МПа. Основой стекловолокон являются элементарные волокна.

Элементарные волокна (первичные нити) получают из расплавленной стеклянной массы, вытягивая ее через небольшие отверстия- фильеры; элементарные волокна (порядка 200) диаметром 6-20 мкм объединяют в нити, а несколько десятков нитей- в жгуты (крученые нити).

В стеклопластиках, применяемых в строительстве, используют следующие стекловолокнистые наполнители:

а) прямолинейные непрерывные волокна, вводимые в виде жгутов, нитей или элементарных волокон.

б) рубленое стекловолокно в виде хаотически расположенных отрезков длиной приблизительно 50 мм.

Механические свойства стеклопластиков зависят от вида стекловолокнистого наполнителя. Наиболее высокими механическими свойствами обладают стеклопластики, армированные непрерывным прямолинейным стекловолокном. В направлении волокон их прочность достигает 1000 МПа при растяжении, а модуль упругости до 40000 МПа, однако, в поперечном направлении прочность стеклопластиков не велика (примерно в 10 раз меньше).

Все стеклопластики, армированные в одном или в двух взаимноперпендикулярных направлениях, являются материалами анизотропными.

Стеклопластики, армированные рубленым стекловолокном, являются изотропными материалами.

Существуют следующие виды стеклопластиков:

1) Пресс - материалы типа СВАМ (стекловолокнистый анизотропный пресс- материал) является одним из первых высокопрочных стеклопластиков, полученных путем прессования стеклошпонов (шпонов из однонаправленного стекловолокна).

Получают его таким образом: после намотки определенного числа слоев пропитанной нити однонаправленный материал срезают. В развертке он представляет собой квадратный лист размером 3х3 м 2 . Затем поворачивают лист на 90 градусов и вновь наматывают слой нитей. Таким образом, получается стеклошпон с взаимно-перпендикулярным расположением волокон. Предел прочности СВАМ при растяжении и сжатии составляет 400-500 МПа, а при изгибе, приблизительно, 700 МПа.

2) Пресс - материалы АГ-4С и АГ-4В.

АГ-4С представляет собой однонаправленную ленту, полученную на основе крученых стеклянных нитей и аминофинолоформальдегидной смолы. АГ-4С предназначается для получения высокопрочных изделий методом прямого прессования или намотки.

Пределы прочности при сжатии и изгибе ниже, чем у СВАМ – 200-250 МПа, а при растяжении несколько выше.

Пресс – материал типа АГ-4В представляет собой стекловолокнит на основе срезов первичной нити. Специально подготовленный стекловолокнистый наполнитель смешивают с фенолоформальдегидной смолой, затем сушат.

Стеклопластики типа СВАМ, АГ-4С и АГ-4В используют для изготовления соединительных деталей (болтов, фасонок) и для профильных изделий, эксплуатируемых в химически агрессивных средах, где металл быстро корродирует. Все перечисленные стеклопластики являются светонепроницаемыми. Однако, в строительстве чаще всего применяют светопрозрачные стеклопластики. У нас в стране в больших объемах выпускается светопроницаемый полиэфирный листовой стеклопластик.

3) Полиэфирный стеклопластик изготавливают на основе рубленого стекловолокна и прозрачных полиэфирных смол, благодаря которым полиэфирный стеклопластик является светопроницаемым. Выпускается он в изделиях в виде волнистых или плоских листов, часто имеющих различные окраски. Прочностные характеристики существенно ниже, чем у предыдущих материалов, и составляют 60-90 МПа при растяжении и сжатии.

Полиэфирные стеклопластики получили широкое применение в ограждающих конструкциях (стеновые и кровельные панели), лестничных ограждениях и балконных ограждениях, навесах т.п. конструкциях. Весьма перспективны стеклопластики для совмещенных пространственных конструкций.

Древесные пластики.

Материалы, полученные на основе переработки натуральной древесины, соединенные синтетическими смолами называют древесными пластиками.

Древеснослоистые пластики (ДСП) изготавливают из тонких листов березового (иногда ольхового, липового или букового) шпона, пропитанного смолой и запрессованного при высоком давлении 150-180 кг\см 2 и температуре t=145-155ºC.

В зависимости от взаимного расположения слоев шпона в пакете, различают 4 основных марки ДСП:

ДСП-А – все слои параллельны друг другу, ДСП-Б – через каждые 10-12 параллельных слоев один поперечный, ДСП-В – перекрестное расположение, причем наружные слои располагаются вдоль плиты, ДСП-Г – звездообразная, каждый слой смещен по отношению к предыдущему на 25-30º.

Во всех случаях прочность ДСП превышает прочность цельной древесины, а для некоторых марок при действии усилий вдоль волокон шпона не уступает прочности стали.

В настоящее время в связи еще с высокой стоимостью ДСП, он применяется в основном для изготовления средств соединения элементов конструкций.

Древесноволокнистые плиты (ДВП) изготавливают из хаотически расположенных волокон древесины (опилок), склеенных канифольной эмульсией. Сырьем для ДВП являются отходы лесопиления и деревообработки. Для изготовления твердых и сверхтвердых плит в древесноволокнистую массу добавляют фенолоформальдегидную смолу. При длительном действии влажной среды, древесноволокнистая плита весьма гигроскопична, набухает по толщине и теряет прочность, поэтому во влажных условиях применять ДВП не рекомендуется. Прочность сверхтвердых плит ДВП плотностью не менее 950 кг\м 3 при растяжении составляет около 25 МПа.

Древесностружечные плиты (ПС и ПТ) получают путем горячего прессования древесных стружек, перемешанных, вернее опыленных фенолоформальдегидными смолами.

Древесностружечные плиты в зависимости от плотности подразделяют на:

Легкие γ=350-500 кг\м 3

Средние ПС γ=500-650 кг\м 3

Тяжелые ПТ γ=650-800 кг\м 3

Прочность плит ПТ и ПС при растяжении составляет соответственно 3,6-2,9 МПа и 2,9-2,1 МПа. ПС и ПТ являются дешевым и доступным материалом, он широко используется в строительстве в качестве перегородок, подвесных потолков. Влагопоглощение плит колеблется в широких пределах, при этом они разбухают по толщине на 30-40%.

Воздухонепроницаемые ткани - новый, необычный конструкционный материал, состоящий из текстиля и эластичных покрытий.

Технический текстиль является прочностной основой воздухонепроницаемых тканей. Он изготовляется из высокопрочных синтетических волокон. Полиамидные волокна типа «капрон» применяются наиболее широко. Они имеют высокую прочность, значительную растяжимость и малую стойкость против старения. Полиэфирные волокна типа «лавсан» менее растяжимы и более стойки против старения.

достоинств этого материала:

недостатки

Применение пластмасс в качестве материала для строительных конструкций объясняется рядом достоинств этого материала:

Высокой прочностью, составляющей для большинства пластмасс (кроме пенопластов) 50-100 НПа, а для некоторых стеклопластиков прочность достигает 1000 НПа;

Малой прочностью (объемной массой) находящихся в пределах от 20 (для пенопластов) до 2000 кг\м 3 (для стеклопластиков);

Стойкостью к воздействию химически агрессивных сред;

Биостойкостью (неподверженность гниению);

Простотой формообразования и легкой обрабатываемостью;

Высокими электроизоляционными свойствами и некоторыми другими положительными свойствами.

Вместе с тем пластмассы имеют и недостатки , такие, например, как деформативность, ползучесть и падение прочности при длительных нагрузках, старение (ухудшение эксплуатационных свойств во времени), сгораемость, использование в качестве сырья дефицитных нефтепродуктов.

Влияние недостатков пластмасс можно уменьшить разными путями. Так, уменьшение деформативности добиваются применением рациональных форм поперечного сечения конструкций (трехслойные, трубчатые).

Сгораемость и старение можно уменьшить путем введения специальных добавок.

Физические свойства

Плотность. Древесина относится к классу легких конструкционных материалов. Ее плотность зависит от относительного объема пор и содержания в них влаги. Стандартная плотность древесины должна определяться при влажности 12%. Свежерубленая древесина имеет плотность 850 кг/м 3 . Расчетная плотность древесины хвойных пород в составе конструкций в помещениях со стандартной влажностью воздуха 12% принимают равной 500 кг/м 3 ., в помещении с влажностью воздуха более 75% и на открытом воздухе – 600 кг/м 3 .

Температурное расширение. Линейное расширение при нагревании, характеризуемое коэффициентом линейного расширения, в древесине различно вдоль и под углами к волокнам. Коэффициент линейного расширения α вдоль волокон составляет (3 ÷ 5) ∙ 10 -6 , что позволяет строить деревянные здания без температурных швов. Поперек волокон древесины этот коэффициент меньше в 7 – 10 раз.

Теплопроводность древесины благодаря ее трубчатому строению очень мала, особенно поперек волокон. Коэффициент теплопроводности сухой древесины поперек волокон λ ≈ 0,14Вт/м∙ºС. Брус толщиной 15 см эквивалентен по теплопроводности кирпичной стене толщиной в 2,5 кирпича (51 см)воле, а так жетакже при распиловке бревен в результате их сбега.

ластями, опильных станках. .- торцами.ниванию, чем хвой .

Теплоемкость древесины значительна, коэффициент теплоемкости сухой древесины составляет С = 1,6КДЖ/кг∙ºС.

Еще одним ценным свойством древесины является ее стойкость ко многим химическим и биологическим агрессивным среда. Она является химически более стойким материалом, чем металл и железобетон. При обычной температуре плавиковая, фосфорная и соляная (низкой концентрации) кислоты не разрушают древесину. Большинство органических кислот при обычной температуре не ослабляют древесину, поэтому она часто используется для конструкций в условиях химически агрессивных сред.

Механические свойства древесины характеризуются: прочностью - способностью сопротивляться разрушению от механических воздействий; жесткостью - способностью сопротивляться изменению размеров и формы; твердостью - способностью сопротив­ляться проникновению другого твердого тела; ударной вязкостью - способностью погло­щать работу при ударе.

Для изготовления деревянных несущих конструкций обычно применяют лесные материалы хвойных пород: сосну, ель, лиственницу, кедр и пихту. Среди лесных насаждений России хвойные леса наиболее распространены. Древесина хвойных пород превосходит по прочности древесину большинства распространенных лиственных пород и меньше подвержена загниванию. Стволы хвойных деревьев имеют более правильную форму, что позволяет полнее использовать их объем. Наиболее часто используется сосна.

Сосна, по месту произрастания делится на сосну мяндовую и сосну рудовую. Мяндовая предпочитает низменные почвы, древесина ее неплотная, рыхлая, менее слоистая чем у рудовой сосны и поэтому склонна к загниванию во влажной среде. Она очень хорошо обрабатывается, прекрасно пропитывается и мало подвержена короблению. Рудовая сосна, в отличие от мяндовой, произрастает на холмах, различных возвышенностях и предпочитает каменистую суглинистую или супесчаную почву. Древесина ее смолиста и мелкослойна, обладает достаточно высокой плотностью. Именно эти качества обеспечили рудовой сосне достойное место в сфере домостроительных технологий (полы, конструкции крыш, стены, внутренние перегородки).

Ельпо ряду характеристик уступает сосне. Она хуже обрабатывается, менее плотная и менее прочная, чем сосна. Существенно ухудшает потребительские свойства ели ее сучковатость и повышенная твердость. Склонность древесины ели к загниванию ограничивает ее использование в местах, подверженных влиянию влаги. В домостроении ель используется в изготовлении дверных блоков, полов, внутренних перегородок, мебели.

Лиственница отличается высокой плотностью, устойчивостью против гниения, твердостью. Последнее существенно затрудняет обработку лиственницы, что в какой-то мере ограничивает ее применение в строительстве. Но остальные качества, плюс обладание высокой стойкостью от коробления обеспечивают лиственнице репутацию ценного строительного материала.

Лиственница, как никакой другой материал, требует очень умеренного режима сушки с соблюдением всех мер предосторожности. Дело в том, что при интенсивной сушке в лиственнице появляются трещины. В домостроении лиственница применяется прежде всего там, где требуется высокая устойчивость против гниения. Кроме этого лиственница зарекомендовала себя как хороший материал для изготовления паркетных планок.

Кедр сибирскийпо своим физико-механическим свойствам занимает промежуточное место между елью и пихтой. Древесина у кедра мягкая, легкая, хорошо подвергается обработке. При специальной обработке приобретает повышенную стойкость против гниения. В домостроении задействуется в основном там же, где и сосна. Но это хороший материал и для узлов и конструкций, испытывающих перепады влажностного и температурного режимов.

Пихта сибирскаяпо своим качествам сходна с древесиной ели, но уступает ей по прочности и плотности. И в чем не уступает ели только пихта кавказская. Применение пихты довольно распространенное (особенно пихты кавказской). Это и дверные и оконные блоки, полы, плинтуса, раскладки, фризы и много других изделий. Во внешних деревянных конструкциях пихта не задействуется ввиду низкой стойкости против загнивания.

Применение древесины твердых лиственных пород (дуба, бука, ясеня, граба, клена) допускается лишь в тех районах, где эти породы являются местным строительным материалом.

Дуб черешчатый (летний)обладает большой прочностью и стойкостью против загнивания и употребляется главным образом на мелкие ответственные части деревянных конструкций в виде нагелей, шпонок, вкладышей и т.п. Единственное, что не следует забывать – древесина дуба подвержена раскалыванию при забивании в нее гвоздей или завинчивании шурупов без предварительной проходки канала отверстия сверлом меньшего диаметра.

Букпо основным качествам (прочность и твердость) мало в чем уступает дубу, но его древесина имеет высокую гигроскопичность и поэтому больше подвержена гниению. В то же время древесина бука высокотехнологична: хорошо обрабатывается любым инструментом, хорошо гнется под паром. В домостроении применяется не так широко, как дуб (из-за гигроскопичности), но зато очень востребована в отделочных работах.

Для изготовления открытых наслонных стропил и обрешетки в покрытиях постоянных зданий с чердаком, а также для строительства временных зданий (складов, навесов, сараев и др.) и сооружений вспомогательного назначения (эстакад, вышек и др.) следует широко применять древесину мягких лиственных пород – осину, березу, бук, липу, тополь и ольху, но с обязательной усиленной защитой от гниения.

Круглые лесоматериалы.Применяемые в промышленном и гражданском строительстве лесоматериалы делятся на круглые и пиленые. Для каждого из этих видов материалов соответствующими стандартами установлены их классификация, сортность, сортамент, вид обработки, требования к качеству, допускаемые отклонения от нормальных размеров и условия приемки.

Бревно строительное может использоваться в круглом виде или в качестве сырья для получения пиломатериалов. Пиловочные бревна имеют следующие стандартные размеры.

Таблица 1.1.

Длина бревен от 3 до 6,5 м с градацией через 0,5 м. Увеличение толщины бревна по длине называется сбегом. В среднем сбег составляет 0,8 см на 1 м длины. Более массивная часть бревна называетсякомлем, а противоположная –верхнимотрубом. Диаметр бревна замеряется в верхнем отрубе. Бревна длиной более 6,5 м заготовляют по специальному заказу для опор линий электропередач и связи.

Пиленые лесоматериалы.К пиленым лесным материалам относятся:

двукантные брусья, у которых опилены лишь две стороны (рис. 1.2.а);

четырехкантные брусья, у которых опилены все четыре стороны (рис.1.2.б и в);

Бруски, опиленные с четырех сторон, толщиной не более 10 см и шириной не более двойной ширины (рис.1.2.г);

доски толщиной не более 10 см и шириной более двойной толщины: доски делятся на тонкие, толщиной до 3,2 см (рис.1.2.д) и толстые – более 3,2 см (рис.1.2.е).

Рис. 1.2. Пиленые лесоматериалы: а – двукантный брус,

б – обзольный четырехкантный брус, в - чистообрезной

четырехкантный брус, г – брусок, д – тонкая доска,

Сортамент древесины

Лесоматериалы, получаемые строительством, делят на круглые и пилёные .

Круглые лесоматериалы , называемые также бревнами, представляют собой части древесных стволов с гладко опиленными концами – торцами. Они имеют стандартную длину 3 – 6,5 м. с градацией через каждые 0,5 м. Бревна имеют естественную усечено-коническую форму. Уменьшение их толщины по длине называется сбегом. В среднем сбег составляет 0,8 см на 1 м длины (для лиственницы 1 см на 1 м длины) бревна. Средние бревна имеют толщину от 14 до 24 см крупные – до 26 см. Бревна толщиной 13 см (подтоварник) и менее используют для временных построечных сооружений. Круглые лесоматериалы в зависимости от качества подразделяются на 1,2 и 3 сорта.

Пиломатериалы получают в результате продольной распиловки бревен на лесопильных рамах или круглопильных станках. Пиломатериалы подразделяются по характеру обработки: на обрезные (опиленные с 4 сторон по всей длине); обзольные (часть поверхно­сти не опилена по всей длине из-за сбега бревна); необрезные (не опилены две кромки).

Пиломатериалы прямоугольного сечения делятся на доски, бруски и брусья. Более широкие стороны пиломатериалов называют пластями, а узкие – кромками. Пиломатериалы имеют стандартную длину 1– 6,5м с градацией через каждые 0,25м. Ширина пиломатериалов колеблется от 75 до 275 мм, толщина – от 16 до 250 мм. По качеству древесины и обработки доски и бруски разделяют на пять сортов (отборный, 1, 2, 3, 4-й), а брусья на четыре (1, 2, 3, 4-й).

Плотность древесины.

Плотность древесины – это отношение массы древесины к её объёму. Плотность определяется количеством древесного вещества в единице объёма. Выражается плотность в кг/м3 (килограмм на метр кубический) либо г/см3.

В древесине имеются пустоты (полости клеток, межклеточные пространства). Если бы удалось спрессовать древесину, чтобы все пустоты исчезли, то получилось бы сплошное древесное вещество. Плотность древесины вследствие пористого строения меньше, чем плотность древесного вещества, то же правило можно применить к древесным продуктам, например плотность берёзы или ели ниже плотности берёзовой или хвойной фанеры.

Между плотностью и прочностью древесины существует тесная связь. Более тяжёлая древесина, как правило, является более прочной.

Величины древесной плотности колеблются в очень широких пределах. Наибольшую плотность имеет древесина самшита – 960 кг/м3, берёзы железной – 970 кг/м3 и саксаула – 1040 кг/м3; наименьшую плотность имеет древесина пихты сибирской – 375 кг/м3 и ивы белой – 415 кг/м3. С увеличением влажности плотность древесины увеличивается. Например, плотность древесины бука при влажности 12% составляет 670 кг/м3, а при влажности 25% - 710 кг/м3. В пределах годичного слоя плотность древесины различная: плотность поздней древесины в 2-3 раза больше, чем ранней, поэтому чем лучше развита поздняя древесина, тем выше её плотность.

По плотности при влажности 12% древесину можно разделить на три группы:

Породы высокой плотности – 750 кг/м3 и выше – акация белая, берёза железная, граб, самшит, саксаул, фисташка, кизил.

Породы средней плотности – 550 - 740 кг/м3 – лиственница, тис, берёза, бук, вяз, груша, дуб. Ильм, карагач, клён, платан, рябина, яблоня, ясень.

Породы малой плотности – 510 кг/м3 и менее – сосна, ель, пихта, кедр, тополь, ольха, липа, ива, каштан, орех маньчжурский, бархатное дерево.

Древесина хвойных пород обладает малой плотностью, а рассеянно-сосудистых лиственных пород – высокой плотностью, поэтому она чисто обрабатывается, хорошо лакируется и полируется.

Рис. 12.11. Сегментная металлодеревянная ферма с клееным верхним поясом линейного очертания

1 – стальной башмак опорного узла; 2 – то же, нижнего пояса; 3 – металлический вкладыш

Рис. 12.13. Определение расчетного изгибающего момента в верхних поясах сегментных металлодеревянных ферм.

Эпюры изгибающих моментов в ферме с разрезным (а) и неразрезным (б) верхним поясом и схемы работы криволинейного элемента - постоянная нагрузка по всему пролету и временная (снеговая) на половине пролета.

Снеговая нагрузка принимается по схеме 2 прил. 3 СНиП (1) для сводчатых покрытий, при этом наиболее невыгодное сочетание нагрузок получается обычно при учете односторонней снеговой нагрузки, распределенной по закону треугольника.

Геометрические размеры элементов ферм определяют, заменяя криволинейный верхний пояс прямолинейным, т.е. соединяя узлы верхнего пояса прямыми линиями – хордами.

Конструктивный расчет ферм заключается в подборе сечения поясов, раскосов, конструировании и расчете узлов. Верхний пояс ввиду криволинейности и приложения нагрузки между узлами рассчитывается как сжато-изгибаемый элемент.

Расчетный изгибающий момент в панелях верхнего пояса определяется как сумма моментов от поперечной нагрузки и момента от продольной силы, возникающего за счет выгиба панели (рис. 12.13).

При разрезном верхнем поясе момент определяется по формуле

(12.3)

где М 0 – изгибающий момент, определенный по балочной схеме,

D 1 – горизонтальная проекция панели между центрами узлов;

q– расчетная условно равномерно распределенная нагрузка (в пределах панели);

N– расчетная сжимающая сила в панели верхнего пояса;

f 0 – стрела подъема (кривизны) панели;

d- длина панели по хорде;

R– радиус кривизны верхнего пояса,

l– пролет фермы;

f– высота фермы в середине пролета между осями поясов.

При неразрезном верхнем поясе расчетные изгибающие моменты в пролете и на опорах определяются как для неразрезной многопролетной балки с равными пролетами по приближенным формулам:

для опорных (крайних) панелей

(12.4)

(12.5)

для средних панелей

(12.6)

(12.7)

Моменты от продольных сил определены, исходя из предположения, что каждая панель представляет собой однопролетную балку, причем крайние панели считаются шарнирно опертыми с одного конца и с жестко закрепленным другим концом, а средние панели – с обоими жестко закрепленными концами. При определении гибкости расчетную длину крайних панелей принимают равной 0,8 длины хорды, а средних панелей – 0,65d.

Сечение нижнего пояса подбирается по формуле для центрально-растянутых стальных элементов по площади нетто, то есть с учетом ослаблений от отверстий для узловых болтов. При расположении узлового болта с эксцентриситетом относительно оси нижнего пояса, нижний пояс проверяется на внецентренное растяжение с учетом нагрузки от собственного веса.

Сжатые раскосы рассчитываются на продольный изгиб с расчетной длиной, равной длине раскоса между центрами узлов фермы. Растянутые раскосы рассчитываются на растяжение с учетом имеющихся ослаблений. В целях унификации все раскосы принимаются одинакового сечения.

Затем определяется количество глухарей (нагелей), необходимых для крепления пластинок к раскосам, рассматривая наиболее нагруженный элемент. Проверяют стальные пластинки на растяжение по ослабленному сечению и на устойчивость из плоскости, принимая расчетную длину планки равной расстоянию от узлового болта до ближайшей к нему болта раскоса. Для уменьшения расчетной длины планок ставится дополнительный стяжной болт вне раскоса.

Конструируется и рассчитывается опорный узел фермы:

Выполняется проверка торца верхнего пояса на смятие;

Назначаются размеры опорной плиты из условия опирания и закрепления анкерными болтами;

Определяется необходимая длина сварных швов для крепления уголков нижнего пояса к фасонкам опорного узла.

При необходимости рассчитывается стальной вкладыш в узлах разрезного верхнего пояса и узловой болт. Узловой болт, на который надеваются пластинки раскосов, рассчитывается на изгиб от равнодействующей усилий R б, возникающих в примыкающих раскосах при односторонней нагрузке. Момент в узловом болте

где а – плечо приложения силы R б,

а=δ+0,5δ 1 (δ – толщина пластинки – наконечника, δ 1 – толщина крайнего ребра узлового вкладыша).

Строительный подъем ферм назначается равным 1/200 пролета. Выполняется проверка фермы на действие монтажных нагрузок.

См.п18

Рисунок 8 – Геометрическая и расчетная схема арки

В стрельчатых арках определяют угол наклона α и длину l хорды, центральный угол φ и длину S/2 полуарки, координаты центра a и b, угол наклона опорного радиуса φ 0 и уравнение дуги левой полуарки . Затем половину пролета арки делят на четное число, но не менее шести равных частей и в этих сечениях определяют координаты х и у, углы наклона касательных α и их тригонометрические функции.

Статический расчет

Опорные реакции трехшарнирной арки состоят из вертикальных и горизонтальных составляющих. Вертикальные реакции R a и R b определяют как в однопролетной свободно опертой балке из условия равенства нулю моментов в опорных шарнирах. Горизонтальные реакции (распор) H a и H b определяют из условия равенства нулю моментов в коньковом шарнире.

Определение реакций и усилий удобно производить в сечениях только одной левой полуарки в следующем порядке:
- сначала усилия от единичной нагрузки справа и слева, затем от левостороннего, правостороннего снега, ветра слева, ветра справа и массы оборудования.

Изгибающие моменты следует определять во всех сечениях и иллюстрировать эпюрами.

Продольные и поперечные силы можно определять только в сечениях у шарниров, где они достигают максимальных величин и необходимы для расчетов узлов. Необходимо также определять продольную силу в месте действия максимального изгибающего момента при таком же сочетании нагрузок.

Усилия от двустороннего снега и собственной массы определяют путем суммирования усилий от односторонних нагрузок.

Цели урока:

Образовательные:

Создать условия для формирования у учащихся: понятий «древесина», «строение древесины» для выработки умений различать породы деревьев по их признакам

Развивающие:

Создать условия для развития у учащихся памяти, логического мышления, воображения.

Воспитательные:

Создать условия для формирования само- и взаимоконтроля.

Дидактическая цель урока: создать условия для организации познавательной деятельности учащихся, приводящей к потребности в применении полученных знаний на практике.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 22

Проект урока технологии

Тема: «Древесина – природный конструкционный материал»

5 класс

Учебник: В.Д. Симоненко «Технология» 5 класс

Технология: ЛОО

Учитель: Денисенко А.И.

2011

Методическое обоснование урока

Использование занимательных заданий в учебном процессе – один из важнейших приемов развития у учащихся положительной мотивации и познавательного интереса к труду взрослых, миру профессий, одно из условий подготовки молодежи к осознанному выбору профиля своей будущей деятельности в одной из сфер общественного труда.

В 5-6 классах я стараюсь включать в образовательный процесс больше игровых и занимательных заданий для формирования устойчивого мотива к деятельности. И в тоже время они являются промежуточным звеном между начальными и старшими классами

Достижение эффективности и качества образовательного процесса, получение запланированных результатов обучения, воспитания, развития и социализации обучающихся обеспечивается организацией следующих ключевых процессов :

упорядоченный обмен информацией (коммуникация ) между всеми участниками образовательного процесса;

обеспечение наглядности хода и результатов образовательного процесса (визуализация );

мотивация всех участников образовательного процесса;

мониторинг образовательного процесса;

рефлексия педагога и обучающихся;

анализ деятельности участников и оценка результатов.

Тема урока «Древесина – природный конструкционный материал». Данный урок является 3-4 уроком в разделе «Технология обработки древесины».

Цели урока:

Образовательные:

Создать условия для формирования у учащихся: понятий «древесина», «строение древесины» для выработки умений различать породы деревьев по их признакам

Развивающие:

Создать условия для развития у учащихся памяти, логического мышления, воображения.

Воспитательные:

Создать условия для формирования само- и взаимоконтроля.

Дидактическая цель урока: создать условия для организации познавательной деятельности учащихся, приводящей к потребности в применении полученных знаний на практике.

Структурированность образовательного процесса обеспечивается разделением урока на определенные взаимосвязанные фазы (этапы, части), каждая из которых имеет свои цели, задачи и методы. Структурированность процесса позволяет создать ясный и четкий план, задать направленное поступательное движение к поставленным целям урока, обеспечить методичную проработку каждой фазы и последовательность переходов от одной фазы урока к другой, осуществлять эффективный мониторинг хода и результатов образовательного процесса.

Структура урока (90 минут)

Мотивационный 5 мин

Целеполагание 3 мин

Планирование деятельности 2 мин

Реализация плана деятельности 75 мин

Подведение итогов урока 5 мин

Инструменты и оборудование:

Учебник В.Д. Симоненко «Технология» 5 класс;

Карточки с заданиями (каждому ребенку);

Карточки для практической работы (каждому ребенку);

Тесты (каждому ребенку);

Кроссворд (каждому ребенку);

Комплекты образцов древесины различных пород (2 шт).

Методы обучения:

словесные, наглядные, практические, репродуктивные

Формы работы:

самостоятельная, индивидуальная, групповая

Тип урока: комбинированный

Ход урока

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Задание № 1

Разгадав этот кроссворд, вы сможете прочитать слово, которое является самым главным в изученном на прошлом занятии. (Верстак)

Вопросы:

1.Клин должен выступать над крышкой стола на высоту, меньшую, чем высота. (заготовки)

2.Как называется наш учебник? (Технология)

3.Основание верстака - это (подверстачье)

4.Он может быть режущим и измерительным. (Инструмент)

5.Профессия рабочего, занятого ручной обработкой древесины. (Столяр)

6.Служит для закрепления заготовок. (Зажим)

7.Деревянные брусочки, предназначенные для упора заготовок (Клинья)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Вопрос № 1. На какие группы можно разделить все породы деревьев

1. Листопадные и вечнозеленые

2. Лиственные и хвойные

3. Высокие и низкие

4. Вечнозеленые, травянистые и кустарники

5. Травянистые и кустарники

Вопрос № 2. В каком из вариантов ответа перечислены только хвойные породы?

1. Сосна, ель, каштан, можжевельник

2. Дуб, осина, береза, тополь

3. Кедр, ель, сосна, лиственница

4. Смородина, крыжовник, ананас

Вопрос № 3. В каком из справочников наиболее вероятно найти информацию по строению древесины и породам деревьев?

1. Справочник молодого слесаря

2. Справочник молодого животновода

3. Справочник молодого столяра

4. Справочник по деталям машин и механизмов

5. Справочник по математике

Вопрос № 4. В каком из предложенных вариантов ответа перечислены только лиственные породы?

1. Туя, сосна, липа, акация

2. Вяз, банан, кедр, ольха

3. Можжевельник, лиственница, кедр, пихта

4. Тополь, ольха, осина, каштан

Вопрос № 5. Древесина какого дерева является наиболее ценной для мебельного производства?

1. Осина

2. Красное дерево

3. Тополь

4. Ель

Вопрос № 6. В чем заключаются наиболее характерные признаки хвойных пород?

Смолистый запах и "полосатая" текстура.

"Полосатая" текстура и муаровый блеск.

Блеск и капиллярная структура.

Недлинные коричневые штрихи по всей поверхности древесины и смолистый запах.

Вопрос № 7 . К какой группе пород принадлежит изображенный на фотографии фрагмент дерева?

Лиственная порода.

Хвойная порода.

Вопрос № 8. Почему в столярном деле наиболее часто используют именно хвойную древесину?

Потому, что она имеет красивую текстуру и приятный смолистый запах, что привлекает к ней внимание многих людей.

Потому, что хвойная древесина легко поддается обработке и к тому же пропитана смолистыми веществами, а следовательно, меньше подвержена гниению по сравнению с лиственными породами.

Потому, что она имеет высокую прочность и плотность, а следовательно, может выдерживать высокие механические нагрузки.

Вопрос № 9. На каких фотографиях изображены текстуры хвойных пород?

На фото 1, 2, 4

На фото 1, 3, 4

На фото 2, 3, 4

На фото 1, 2, 3

Вопрос № 10 . Какая из хвойных пород является наиболее стойкой к гниению?

Сосна.

Лиственница.

Ясень.

Кедр.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Интересные сведения о некоторых породах деревьев

БАОБАБ. Удивляет необычная жизненная сила баобаба. В отличие от большинства деревьев, он не умирает, когда с него срывают кору - она нарастает снова. Не гибнет баобаб даже и тогда, когда повалится на землю. Если хоть один его корень сбережет контакт с почвой, дерево будет продолжать расти лежа.

Обычно баобабы не очень высоки, но согласно некоторым сообщениям, промелькнувшим недавно в прессе, в саваннах Африки обнаружен настоящий великан - высочайшее дерево на нашей планете, которое достигает 189 м высоты с диаметром ствола 43,5 м! в "Книге рекордов Гиннесса" за 1991 г. рассказывается о баобабе обхватом 54,5 м.

БЕРЕЗА ШМИДТА. Это удивительное дерево растет в южной части Приморского края (Дальний Восток). Местное название его "железная береза". Она в полтора раза крепче чугуна. Если выстрелить в ее ствол, пуля отлетит, даже не оставив следа.

КЕДР . Около 41 млн. гектаров занимают в России кедровые леса. Особенно славятся своей продуктивностью кедровники бассейна реки Ангары, верхнего и среднего течения Енисея, а также Саянских гор. Живет кедр долго. Наверное, поэтому он и не спешит расти. В 30 лет дерево достигает лишь среднего роста человека.

Собственно научное название этого дерева - сосна сибирская. Настоящие кедры растут далеко на юге - в Ливане, Северной Африке, на острове Кипр. Это мощные деревья с ценной ароматной древесиной. Они отличаются внушительными размерами и долголетием, т. к. живут в полтора-два раза больше, чем обычные сосны - 800-850 лет.

В кедровниках всегда теплее, воздух здесь, как утверждают, в два-три раза чище, чем в операционной.

КЕТЕМФ. это растение является чемпионом среди сверхсладких растений и растет в тропических лесах Западной Африки. Ученые выделили из него самое сладкое в мире вещество - тоуматин. Оно слаще сахара (трудно представить) в 100000 раз! Это вещество будет сладким даже если тоуматин растворить в концентрации 10 г на целую тонну воды!

ХАНГА. Растет на Филиппинских островах и чаще всего его называют нефтяным деревом. Дело в том, что плоды ханги содержат почти... чистую нефть. Поэтому в стране разрабатывается технология использования ее как источника топлива для двигателей внутреннего сгорания.

СЕКВОЙЯ. Высочайшие из них также достигают свыше 100 м, но при этом стволы у них значительно толще. Так, например, одно из таких деревьев имело в обхвате 46 м и 15 м в диаметре.

Секвойи принадлежат к "живым ископаемым". Они были распространены по всему Северному полушарию, в том числе и на юге Восточной Европы еще в доледниковый период. Под такими деревьями когда-то прогуливались гигантские ящеры - бронтозавры и динозавры, а на ветвях отдыхали предки современных птиц - птеродактили.

Секвойи сохранились на Земле только в штате Калифорния (США), на западных склонах гор Сьерра-Невада. Средний возраст этих деревьев, как и эвкалиптов, 3-4 тысячи лет, а по подсчетам годичных колец на пне одной спиленной секвойи был даже обнаружен рекордный возраст - 4830 лет!

Кстати, свалить такого гиганта очень трудно. Одну секвойю пилили семиметровой пилой на протяжении 17 дней. Для перевозки ее потребовалось 30 больших железнодорожных платформ.

Известны случаи, когда на пне гигантской секвойи располагалась танцевальная площадка. На ней свободно разместились оркестр из 4-х человек, 16 танцующих пар и еще 12 зрителей.

Иногда в дуплах секвой устраивались сувенирные магазины, а в одном даже был оборудован гараж. В одном из музеев Нью-Йорка выставлена часть ствола огромной секвойи, которую спилили в Калифорнии. Она имеет 75 м в обхвате. Внутри оборудован зал, где свободно размещается 150 человек.

Самая большая секвойя называется "Основатель" (112 м высоты).

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Физические свойства:

1) плотность; зависит от количества пустот, толщины стенок волокон и содержания влаги (сосна и ель – 5 кН/м3, береза 6 кН/м3) 2) температурное расширение – линейное расширение при нагревании, характеризуемое коэффициентом линейного расширения в древесине различно вдоль волокон под углом к ним. Коэффициент в 2-3 раза меньше чем у стали 3) теплопроводность – вследствие пористого строения древесина плохо проводит тепло.Теплопроводность древесины вдоль волокон больше, чем поперек волокон. Механические свойства древесины, являющейся природным полимером, изучаются на основе реологии – науки об изменении свойств вещества во времени под действием тех или иных факторов, в данном случае нагрузок. 2 реологических свойства: ползучесть – свойство материала дополнительно деформироваться с течением времени при постоянной нагрузке; релаксация – уменьшение напряжений с течением времени. Различные механические свойства материалов при различном направлении усилия к волокнам называется анизотропией и обусловлено трубчатым строением древесины.. Для древесины в инженерных расчетах принята транстропная модель анизотропии, которая предполагает различные механические и упругие свойства только в двух направлениях (вдоль и поперек волокон). Свойства в тангенциальном и радиальном направлении практически одинаковы. При растяжении вдоль волокон и поперек волокон характер разрушения хрупкий, что является опасным. При смятии прочностные характеристики практически не отличаются от сжатия. Скалывание вдоль волокон является одним из слабых мест в работе древесины. см=0,5…0,6 кН/см2; характеризуется хрупким разрушением. Прочностные характеристики зависят от породы древесины, от времени действия нагрузки, от размеров поперечного сечения, от конфигурации элемента. Это все учитывается коэффициентом условия работы.

2. Макроструктура древесины хвойных пород

3.Пороки древесины и их влияние на мех св-ва

Пороками древесины называют изменения ее внешнего вида, нарушение целостности тканей и клеточных оболочек, правильности ее строения и повреждения, понижающие качество древесины и ограничивающие возможности ее применения.

Дефекты - пороки древесины механического происхождения, возникающие в ней в процессе заготовки, транспортирования, сортировки и механической обработки.

Влияние порока на качество древесины зависит от его вида, размера, расположения в материале и назначения материала. Он снижает прочность и декоративность лесоматериалов, поэтому сортность древесины определяют с обязательным учетом имеющихся в ней пороков.

Согласно ГОСТ 2140-81 «Пороки древесины. Классификация, термины и определения» все пороки подразделяются на группы: сучки, трещины, грибные повреждения, химические окраски, пороки формы ствола и строения древесины, повреждения насекомыми, инородные включения и дефекты обработки.

Сучки - наиболее распространенный и неизбежный порок древесины, которые представляют собой основания ветвей, заключенные в древесину ствола. По степени зарастания сучки бывают открытые и заросшие.

Метиковые трещины - радиально направленные трещины в ядре, отходящие от сердцевины, не доходящие до коры и имеющие значительную протяженность по длине сортимента. Протяженность мети-ковой трещины может быть более 10 м. В зависимости от расположения в круглых сортиментах подразделяются на простые и сложные. Простая метиковая трещина - одна или две трещины, направленные по одному диаметру и проходящие в одной плоскости по длине сортимента. Две или несколько трещин, расположенные на торце под углом друг к другу, а также одна или две трещины, направленные по одному диаметру, но располагающиеся по длине сортимента в разных плоскостях, - это сложная метиковая трещина.

Отлупная трещина - трещина между годичными слоями, возникающая в ядре или спелой древесине. Формируются в растущем дереве, имеют короткую протяженность по высоте ствола и снаружи не видны.

Морозная трещина - наружные продольные разрезы древесины стволов растущих деревьев. Распространяется вглубь ствола по радиальным направлениям (чаще в комлевой части).

Пороки формы ствола выражаются в различных отклонениях от нормальной формы ствола и формируются в период роста дерева. Кним относят сбежистость, закомелистость, наросты, кривизну, овальность.

Сбежистость представляет собой постепенное уменьшение толщины лесоматериалов или ширины необрезных пиломатериалов на всем их протяжении. Если на каждый метр высоты ствола (длины сортимента) диаметр уменьшается более чем на 1 см, такое явление расценивается как порок. Стволы хвойных пород менее сбежисты, чем лиственные.

Закомелистость - резкое увеличение диаметра комлевой части лесоматериалов и ширины пилопродукции. Сбежистость и закомелистость затрудняют применение лесоматериалов по назначению, увеличивают количество отходов при их распиливании и лущении, раскрое пиломатериалов, обуславливают появление радиального наклона волокон.

Наросты и кривизна часто встречаются на всех породах, особенно на лиственных, затрудняют применение лесоматериалов по назначению и осложняют их переработку. Наросты - местные утолщения ствола, бывают с гладкой поверхностью и правильным строением древесины, а также с неровной поверхностью и свилеваты

строением древесины, которые называются капами. Кривизна - искривление ствола по длине. Различают простую и сложную кривизну, которая характеризуется соответственно одним или несколькими изгибами сортимента.

К порокам строения древесины относят наклон волокон, крень, свилеватость и др.

Наклон волокон (косослой) - отклонение волокон от продольной оси сортимента, приводит к повышенной усушке и короблению. Наклон волокон затрудняет механическую обработку древесины, понижает способность к загибу, а также прочность пиломатериалов при растяжении вдоль волокон и изгибе.

Крень - местное изменение строения древесины хвойных пород. Выражается в кажущемся увеличении ширины поздней зоны годичных слоев. Образуется в сжатой зоне изогнутых или наклонных стволов. Крень повышает твердость древесины и ее прочность при сжатии и статическом изгибе; снижает прочность при растяжении; увеличивает усушку вдоль волокон, вызывая растрескивание и продольное коробление пилопродукции; уменьшает водопоглощение древесины и этим затрудняет ее пропитывание, а также ухудшает внешний вид.

Тяговая древесина наблюдается на торцах в виде дугообразных участков, на радиальных поверхностях - в виде узких полос (тяжей). Она повышает прочность древесины при растяжении вдоль волокон и статическом изгибе, повышает усушку во всех направлениях, особенно вдоль волокон, что способствует появлению коробления и трещин, затрудняет обработку, приводя к образованию ворсистости и мшистости поверхности.

Свилеватость - искривление волокон. Снижает прочность древесины при растяжении, сжатии и изгибе, повышает прочность при раскалывании и скалывании в продольном направлении, затрудняет фрезерование древесины.

Завиток встречается в виде частично перерезанных, скобкооб-разно изогнутых контуров, образованных искривленными годичными слоями. Различают односторонний и сквозной завиток. Снижает прочность древесины при сжатии и растяжении вдоль волокон, а также ударную вязкость при изгибе. Прочность материала заметно снижается при расположении завитков в растянутой зоне опасного сечения. Смоляной кармашек встречается в древесине хвойных пород; может быть односторонним и сквозным, снижает прочность древесины. Вытекающая из смоляных кармашков смола портит поверхность изделий и препятствует их лицевой отделке и склеиванию.

Прорость - частично или полностью заросшая на стволе кора или омертвевшая в результате повреждения древесина; возникает в растущем дереве при зарастании нанесенных ему повреждений и сопровождается развитием засмолка, грибных ядровых пятен и полос ядровой гнили. Нарушает целостность древесины и сопровождается искривлением прилегающих годичных слоев. Прорость бывает открытой и закрытой.

Засмолок - встречается в древесине только хвойных пород. Он существенно не влияет на механические свойства, однако заметно снижает ударную вязкость при изгибе, уменьшает водопроницаемость, затрудняет лицевую отделку и склеивание.

Ложное ядро - темноокрашенная внутренняя часть ствола лиственных безъядровых пород. По форме поперечного сечения может быть округлым, звездчатым и лопастным. Этот порок портит внешний вид, отличается плохой проницаемостью, пониженной прочностью при растяжении вдоль волокон и хрупкостью. У березы ложное ядро легко растрескивается.

Водослой - бывает в виде мокрых, темных пятен различной формы и величины, является причиной растрескивания снижает ударную вязкость и сопровождается гнилью.

Химические окраски в большинстве случаев - следствие окисления содержащихся в древесине дубильных веществ. К ним относятся: продубина, дубильные потеки, желтизна, которые не влияют на физико-механические свойства древесины, а при интенсивной окраске ухудшают внешний вид материалов.

Грибные поражения в древесине возникают при развитии в ней грибов, которые подразделяются на деревоокрашивающие и дерево-разрушающие.

На древесине грибы развиваются при определенной влажности (оптимальная - 40-60%) и температуре (оптимальная - 20-30 °С).

Ядровая гниль - участки ненормальной окраски ядра, которые по цвету и характеру разрушения подразделяются на пеструю ситовую, бурую трещиноватую и белую волокнистую ядровую гниль. Этот порок существенно влияет на механические свойства материала. В зависимости от размеров поражения древесины гнилью ее сортность снижается вплоть до полной непригодности.

Плесень представляет собой отдельные пятна или сплошной налет зеленого, голубого, черного или другого цвета. На механические свойства древесина она не влияет, но ухудшает ее внешний вид.

. Побурение

Заболонная гниль , Трухлявая наружная гниль

,Червоточина в зависимости от глубины проникновения может быть поверхностной (не влияет на механические свойства), неглубокой и глубокой (нарушают целостность древесины и снижают механические свойства). Червоточины способствуют проникновению грибов и развитию гнили.

4. Влажность древесины, её влияние на прочность и деформативность. Различают два вида влаги, содержащейся в древесине: связанную (гигроскопическую) и свободную (капиллярную). Связанная влага находится в толще клеточных оболочек, а свободная в полостях клеток и в межклеточныхпространствах. Кроме свободной и связанной влаги различают влагу, входящую в химический состав веществ, которые образуют древесину (химически связанная влага). Эта влага имеет значение только при химиче­ской переработке древесины. Максимальное количество связанной влаги называется пределом гигроскопичности или пределом насыщения клеточных стенок и составляет 30 %. Устойчивая гигроскопическая влажность древесины, соответствующая определенному сочетанию температуры и влажности воздуха, назы­вается равновесной влажностью древесины. Изменение влажности древе­сины от предела гигроскопичности и выше может произойти только по ме­ре заполнения свободной влагой полостей клеток. При изменении влажнос­ти древесины от 0 % до предела насыщения клеточных стенок объем древе­сины увеличивается (разбухает), а снижение влажности в этих пределах уменьшает его размеры (усушка). Чем плотнее древесина, тем больше ее разбухание и усушка. Соответственно различны разбухание и усушка у по­здней, более плотной, и у ранней древесины.

Установлено, что линейная усушка вдоль волокон в радиальном и тангенциальном направлениях существенно различается. Усушка вдоль во­локон древесины обычно так мала, что ею пренебрегают, усушка в радиальном направлении колеблется в пределах 2...8,5 %, а в тангенциальном на­правлении 2,2... 14 %. Следствием такой неравномерности усушки является коробление досок при высыхании (рис.). При увеличении влажности свыше точки насыщения клеточных стенок, когда влага занимает полоски клеток древесины, дальнейшего разбухания не происходит. Процесс высыхания древесины состоит из испарения влаги с по­верхности и перемещения ее из внутренних, более влажных слоев, к наруж­ным. Испарение влаги с поверхности древесины происходит быстрее, чем продвижение влаги изнутри к периферии, что обуславливает неравномер­ность распределения влажности; в тонких пиломатериалах эта неравномер­ность обычно невелика и быстро уменьшается; в толстых элементах влаж­ность выравнивается медленно и неравномерность ее распределения в нача­ле высыхания может быть значительной. Чем выше плотность древесины, тем меньше скорость высыхания. Влагопроводность в радиальном направ­лении несколько больше, чем в тангенциальном, что объясняется влиянием сердцевинных лучей. Установлено, что в хвойных породах между радиальной и тангенциальной усушкой древесины поздней зоны годичных слоев существует небольшое различие, а тангенциальная усушка ранней зоны в 2-3 раза превосходит радиальную. Свежесрубленная древесина соержит80..100% влаги, причем влажность заболони хвойных пород в 2-3 раза больше влажности ядра. влажность сплавной древесины доходит до 200%. Конечная влажность древесины должна соответствовать ее равновесной влажности в условиях эксплуатации.

////Структура древесины, ее влияние на прочность и деформативность мат-ла. Деревянные строительные конструкции в основном изготавливают­ся из древесины хвойных пород (сосна, ель, лиственница). На поперечном сечении ствола дерева различают следующие части рис.: под корой расположен тонкий слой камбия, отлагающего древе­сину и работающего с различной интенсивностью, так как деятельность его зависит и от внешних условий. В растущем дереве камбий обусловливает прирост древесины и коры. В центре сечения ствола расположена сердцеви­на, имеющая форму небольшого круглого пятнышка диаметром 2-5 мм. Вся основная древесина, расположенная между тоненьким слоем камбия и сердцевиной, состоит из двух частей, немного отличающихся од­ни от других цветовыми оттенками - внутренняя зона, более темная, называется ядром, а более светлая – заболонью. На поперечном сечении ствола можно увидеть концентрические слои, окружающие сердцевину. Древесина состоит из клеток двух видов - прозенхимных и паренхимных. Паренхимные клетки имеют примерно одинаковые размеры во всех трех осевых направлениях. К прозенхимным клеткам относятся трахеиды - полые клетки, сильно вытянутые в длину с заостренными концами. Основными элементами древесины хвойных пород являются трахеиды, которые занимают свыше 90 % общего объема древесины. Паренхимные клетки в хвойной древесине входят в состав сердце­винных лучей. В растущем дереве по сердцевинным лучам происходит движение питательных веществ и воды в горизонтальном направлении в пери­од вегетации, а в период покоя в них хранятся запасные питательные веще­ства. Трахеиды хвойных пород выполняют не только свойственные им проводящие функции, но и механические. Трахеиды ранней части годично­го слоя обладают тонкими стенками и большими внутренними полостями, а трахеиды поздней части годичного слоя имеют более толстые стенки и малые полости. На основе современных исследований установлено, что стенки кле­ток трахеид представляют собой слоистую оболочку. В стенке каждой нормальной трахеиды различают: тонкую первичную оболочку Р, значительно более толстую вторичную оболочку S, состоящую из наружно­го слоя S b среднего слоя S 2 и внутреннего слоя S 3 . Каждый слой оболочки трахеид состо­ит из микрофибрилл, основой которых является кристаллическая целлюло­за, инкрустированная матриксом аморфных или паращшсталлических поли­меров, стабилизирующих структуру микрофибрилл. В составе стенки клет­ки особую роль играет лигнин. Если высокая прочность при растяжении обеспечивается в основном целлюлозными микрофибриллами, то лигнин придает оболочке прочность на сжатие. В древесине хвойных пород из паренхимных клеток состоят в ос­новном многочисленные сердцевинные лучи (см. рис. 1.3.). Они узкие, пре­имущественно однорядные, но среди них встречаются и многорядные лу­чи со смоляным горизонтальным ходом посередине. У сосны, ели и лист­венницы, кроме паренхимных клеток, лучи содержат трахеиды.

5.6.Работа древесины на различные виды силовых воздействий. Растяжение. Предел прочности при растяжении вдоль волокон в стандартных чистых образцах высок – для сосны и ели он в среднем 1000 кгс/см 2 . Наличие сучков и присучкового косослоя значительно снижает сопротивление растяжению. Особенно опасны сучки на кромках с выходом на ребро. Опыты показывают, что при размере сучков 1/4 стороны элемента предел прочности составляет всего 0,27 предела прочности стандартных образцов.При ослаблении деревянных элементов отверстиями и врезками их прочность снижается больше, чем получается при расчете по площади нетто. Здесь сказывается отрицательное влияние концентрации напряжений у мест ослаблений.Сжатие. Испытания стандартных образцов на сжатие вдоль волокон дают значения предела прочности в 2-2,5 раза меньше, чем при растяжении. Для сосны предел прочности при сжатии в среднем 400 кгс/см 2 . Влияние пороков (сучков) меньше, чем при растяжении. При размере сучков, составляющих 1/3 стороны сжатого элемента, прочность при сжатии будет 0,6-0,7 прочности элемента тех же размеров, но без сучков. Таким образом, работа сжатых элементов в конструкциях более надежна, чем растянутых. Этим объясняется широкое применение металлодеревянных конструкций, имеющих основные растянутые элементы из стали, а сжатые и сжато изгибаемые из дерева.Приведенная диаграмма сжатия (рис.1.1.) при   0,5 более криволинейна, чем при растяжении. При меньших значениях  криволинейность ее невелика и она может быть принята прямолинейной до условного предела пропорциональности, равного 0,5.Изгиб. При поперечном изгибе значение предела прочности занимает промежуточное положение между прочностью на сжатие и растяжение. Для стандартных образцов из сосны и ели предел прочности при изгибе в среднем 750 кгс/см 2 . Поскольку при изгибе имеется растянутая зона, то влияние сучков и косослоя значительно. При размере сучков в 1/3 стороны элемента предел прочности составляет 0,5 прочности бессучковых образцов. В брусьях и особенно в бревнах это отношение выше и доходит до 0,6-0,8. Влияние пороков в бревнах при работе на изгиб вообще меньше, чем в пиломатериалах, так как в бревнах отсутствует выход на кромку перерезанных при распиловке волокон и отщепление их в присучковом косослое при изгибе элемента.Эпюра напряжений в поперечном сечении изгибаемого элемента при приближении к пределу прочности носит криволинейный характер. При этом фактическое краевое напряжение сжатия меньше, а напряжение растяжения больше вычисленных по формуле  = M/W.Предел прочности при изгибе зависит от формы поперечного сечения и его высоты. Это учитывается в расчете введением соответствующих коэффициентов к расчетным сопротивлениям.Смятие. Различают смятие вдоль волокон, поперек волокон и под углом к ним. Прочность древесины на смятие вдоль волокон мало отличается от прочности на сжатие вдоль волокон, и действующие нормы не делают различия между ними. Смятию поперек волокон древесина сопротивляется слабо. Смятие под углом занимает промежуточное положение. Смятие поперек волокон характеризуется в соответствии с трубчатой формой волокон значительными деформациями сминаемого элемента. После сплющивания и разрушения стенок клеток происходит уплотнение древесины, уменьшение деформаций и рост сопротивления сминаемого образца.Скалывание и раскалывание. Скалывание – разрушение в результате сдвига одной части материала относительно другой. Различают продольное и поперечное скалывание. Из-за весьма слабого сопротивления древесины скалыванию этот вид деформации часто определяет размеры элементов или соединений.

7,8.Конструктивные и химические меры борьбы с гниением и пожарной опасностью. Использование для изготовления деревянных конструкций древеси­ны с влажностью более 30%, увлажнение конструкций в процессе эксплуатации, нару­шение осушающего режима в помещении и другие причины приводят к загниванию древесины и резкому сокращению сроков службы деревянных конструкций.

Под гниением древесины понимают процесс жизнедеятельности грибов, разру­шающих целлюлозу - самую прочную часть древесины. Процесс развития грибов происходит при средней влажности древесины более 20% в условиях повышенной влажности воздуха при отсутствии проветривания и тем­пературе окружающего воздуха от 0 до 45°С.

Характерные признаки поражения древесины грибами в конструкциях:

появление на поверхности древесины грибницы - белых пушистых скоплений грибных нитей (гифов), а также наличие в помещении характерного грибного запаха;

изменение цвета древесины: в начале процесса - на красноватый, затем бурый или темно-коричневый;

Наличие в древесине глубоких продольных и поперечных трещин, по которым она распадается на отдельные призматические кусочки - деструктивная гниль (древе­сина как бы обугливается, легко отрывается и растирается пальцами в порошок), Основными мероприятиями конструктивной профилактики против загнивания деревянных конструкций являются защита их от постоянного или систематически по­вторяющегося увлажнения, создание осушающего режима эксплуатации.

Основные конструктивные (профилактические) меры против загнивания:

использование сухого пиломатериала с влажностью W=12 % для изготовления клееных деревянных конструкций и W < 20 % - для неклееных конструкций;

защита, конструкций от увлажнения на период транспортировки и монтажа;

Размещение деревянных конструкций полностью в пределах отапливаемого по­мещения либо целиком в пределах неотапливаемого чердачного помещения, за утеп­ленным подвесным потолком

вентиляция утепленных деревянных перекрытий

устройство опорных узлов рам, арок так, чтобыниз деревянного элемента был на 300...500 мм выше уровня чистого пола

- обеспечение свободного доступа к опорным узлам конструкций для осмотра и проветривания;

устройство гидроизоляции в местах соприкосновения древесины с каменной кладкой, бетоном, металлом;

В тех случаях, когда одними конструктивными мерами невозможно гарантиро­вать надежную защиту деревянных конструкций от загнивания, конструкции обрабаты­ваются специальными химическими препаратами - антисептиками - веществами, ока­зывающими отравляющее воздействие на биологических разрушителей древесины. Требования к антисептикам:

быть токсичными для дереворазрушающих грибов и насекомых и безопасными для человека и домашних животных;

не влиять на механическую прочность древесины и не способствовать коррозии металлических соединительных деталей;

легко проникать в древесину и не вымываться из нее, иметь постоянный хими­ ческий состав, не иметь резкого запаха, быть дешевыми и доступными, т. е. экономи­ чески выгодными для применения.

Применяемые в строительстве антисептики дедятря на водорастворимые (неорга­нические или минеральные); маслянистые (органические); комбинированные; ком­ плексные (обладающие антисептическими и огнезащитными свойствами).

Наиболее распространенные водорастворимые антисептики (состав, %): кремнефтористый аммоний,

фтористый натрий. В настоящее время применяются, как правило, комплексные составы, оказываю­щие антисептическое и антипирирующее защитное воздействие на древесину.

Предел огнестойкости строительных конструкций - это время (в минутах) насту­пления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструк­ции, признаков предельных состояний: потери несущей способности (R ); потери цело­ стности (Е); потери теплоизолирующей способности.

Конкретные конструктивные меры защиты от пожарной опасности зависят от функционального назначения зданий и сооружений и устанавливаются соответствую­щими нормами проектирования. Для одноэтажных производственных и складских зда­ний наиболее распространены следующие конструктивные меры защиты: соблюдение противопожарных разрывов между зданиями; устройство противопожарных разрывов длиной не менее 6...12 м в протяженных зданиях; разделение зданий на отсеки (через 50 м) брандмауэрными стенами из несгораемых материалов высотой 600 мм (от по­верхности кровли); проектирование КДК массивного прямоугольного сечения; защита (обшивка) поперечного сечения деревянных элементов листовыми материалами из ас­беста, ош т у кат у ривание растворами; применение несгораемых теплоизоляционных ма­териалов и кровель, разделение на отсеки, не сообщающиеся между собой, кровельных и стеновых панелей, имеющих пустоты.

При невозможности обеспечить требуемую пожарную безопасность зданий кон­структивными мерами используются химические меры защиты, которые включают об­работку деревянных элементов огнезащитными составами - антипиренами.

Антипирены - вещества, которые при нагревании плавятся и покрывают поверх­ность древесины огнезащитной пленкой, препятствующей доступу воздуха к древеси­не, или разлагаются с выделением большого количества негорючих газов, которые от­тесняют воздух от древесины. В состав антипиренов входят фосфорнокислый и серно­кислый аммоний, бура, борная кислота и другие химические вещества.

Наиболее применяемые антипирены для пропитки деревянных элементов препарат МБ-1

Для поверхностной обработки деревянных конструкций могут использоваться фосфатные составы и вспучивающиеся покрытия типа ВП-9.

Пропитка антипиренами снижает прочностные свойства древесины в среднем на 10%. Соединительные металлические детали (накладки, болты) снижают предел огне­стойкости деревянных конструкций, они также должны быть защищены огнезащитны­ми составами.

Первым основным преимуществом древесины по сравнению с другими конструкционными материалами является постоянное возобновление ее запасов. Это характерно для нашей Родины, значительная часть которой покрыта лесами. Советский Союз обладает необозримой зеленой фабрикой, на территории которой ежедневно, ежечасно благодатные силы природы создают чудесный материал, необходимый в различных отраслях народного хозяйства. При создании других конструкционных материалов (стали, бетона, пластмассы и др.) расходуется большое количество исходного сырья, запасы которого не возобновляются, а постоянно иссякают. Кроме того, при создании большинства конструкционных материалов требуются большие затраты энергии, дефицит которой ощущается уже сейчас во многих странах. В процессе создания древесины используется энергия солнца, запасы которой колоссальны.

Вторым преимуществом древесины является малая плотность и относительно высокие удельная прочность и жесткость. В соответствующей таблице описываются эти показатели для древесины и основных конструкционных материалов.

В этой таблице даны максимальные (числитель) и минимальные (знаменатель) пределы прочности и модули упругости сосны (хвойные породы), ясеня (лиственные кольцесосудистые) и березы (лиственные рассеяннососудистые) при влажности 12%. Из приведенных данных видно, что максимальная удельная прочность древесины всех пород примерно равна удельной прочности лучших сортов стали и в 4 раза превосходит удельную прочность стали. Максимальная удельная жесткость древесины всех пород примерно равна удельной жесткости
стали и существенно превосходит удельную жесткость дюралюминия и стеклопластов.

Третьим преимуществом древесины по сравнению с другими конструкционными материалами является более легкая обрабатываемость.

Решающую роль при выборе древесины для изготовления многих изделий, конструкций играют также ее малая тепло- и электропроводность, высокая звукоизоляционность, биологическая совместимость, высокие акустические свойства, эстетичность, химическая стойкость и т. д.

Многолетние наблюдения свидетельствуют о том, что и деревянных домах, оборудованных предметами из натуральной древесины, человек чувствует себя гораздо лучше, чем в каменных и железобетонных с внутренними интерьерами из пластмасс. Замена железобетонных и каменных зданий деревянными в сельском хозяйстве способствует повышению продуктивности животноводства. Исследования акустических свойств материалов показали, что древесина является лучшим и пока незаменимым для изготовления дек музыкальных инструментов. Наличие агрессивных сред в цехах химических производств диктует необходимость замены металлических и железобетонных конструкций деревянными как более устойчивыми в отношении химических воздействий.

Однако пороки, существенно снижающие качество изделий, из древесины, малые прочность и жесткость и направлениях, перпендикулярных к волокнам, существенное снижение механических характеристик при увеличении влажности, ползучесть даже при нормальной температуре порождают в ряде случаев недоверие к древесине как конструкционному материалу. Это недоверие является большей частью следствием относительно малой изученности прочности и жесткости изделий из древесины. Тщательные теоретические и экспериментальные исследования этих вопросов необходимы для выработки рекомендаций рационального использования древесины и изделиях и определения их надежности и долговечности.

Особое внимание заслуживает использование древесины в сочетании с другими конструкционными материалами. В этом случае можно использовать положительные свойства древесины и компенсировать ее недостатки. Применение различных материалов (древесины, металла, пластмасс, железобетона) в комплексе обеспечивает наиболее эффективное использование свойств, присущих каждому из них. Таким образом, роль древесины как конструкционного материала должна постоянно возрастать.