"древесина как природный конструкционный материал". Древесина — природный конструкционный материал — Гипермаркет знаний Наколоть шилом центр отверстия. Высверлить отверстие

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Древесина как конструкционный материал

Наша страна является первой в мире по количеству лесных площадей, которые занимаю почти половину территории России - примерно 12,3 млн. км 2 . Основная часть лесов России, около3/4, расположена в районах Сибири, Дальнего Востока, в северных областях европейской части страны. Преобладающими породами являются хвойные: 37% лесов занимает лиственница, 19% - сосна, 20% - ель и пихта, 8% - кедр. Лиственные породы занимают около ј площади наших лесов. Наиболее распространенной породой является береза, занимающая около 1/6 общей площади лесов.

Запасы древесины в наших лесах составляют около 80 млрд. м 3 . Ежегодно заготавливается около 280 млн. м3. деловой древесины, т.е. пригодной для изготовления конструкций и изделий. Однако, это количество далеко не исчерпывает естественного годового прироста древесины в отдаленных районах Сибири и Дальнего Востока.

Заготовленный лес в виде отрезков стволов стандартной длины доставляется автомобильным, железнодорожным и водным транспортом или путем сплава по рекам и озерам на деревообрабатывающие предприятия. Там из него изготавливают пилёные материалы, фанеру, древесные плиты, конструкции и строительные детали. При лесозаготовке и обработке древесины образуется большое количество отходов, эффективное использование которых имеет большое народно-хозяйственное значение. Изготовление из отходов древесины изоляционных древесноволокнистых и древесностружечных плит, широко применяемых в строительстве, позволяет экономить большое количество деловой древесины.

Хвойную древесину используют для изготовления основных элементов деревянных конструкций и строительных деталей. Прямые высокие стволы хвойных деревьев с небольшим количеством сучков позволяют получать прямолинейные пиломатериалы с ограниченным количеством пороков. Хвойная древесина содержит смолы, благодаря чему она лучше сопротивляется увлажнению и загниванию, чем лиственная.

Лиственная древесина большинства пород является менее прямолинейной, имеет больше сучков и более подвержена загниванию, чем хвойная. Она почти не применяется для изготовления основных элементов деревянных строительных конструкций.

Дубовая древесина выделяется среди лиственных пород повышенной прочностью и стойкостью к загниванию. Однако, ввиду дефицитности и высокой стоимости она используется только для небольших соединительных деталей.

Березовая древесина так же относится к твердым лиственным породам. Ее используют, главным образом, для изготовления строительной фанеры. Нуждается в защите от загнивания.

Достоинства и недостатки древесины как строительного материала.

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.

Строение древесины

В результате растительного происхождения древесина имеет трубчатое слоисто-волокнистое строение. Основную массу древесины составляют древесные волокна, расположенные вдоль ствола. Они состоят из удлиненных пустотелых оболочек отмерших клеток (трахеидов, длиной порядка 3 мм) органических веществ (целлюлозы и легнина).

Древесные волокна располагаются концентрическими слоями вокруг оси ствола, которые называются годичными слоями, т.к. каждый слой нарастает в течение года. Они хорошо заметны в виде ряда колец на поперечных разрезах ствола, особенно хвойных деревьев. По их количеству можно определить возраст дерева.

Каждый годичный слой состоит из двух частей. Внутренний слой (более широкий и светлый) состоит из мягкой ранней древесины, образующейся весной, когда дерево растет быстро. Клетки ранней древесины имеют более тонкие стенки и широкие полости. Клетки поздней древесины имеют более толстые стенки и узкие полости. Прочность и плотность древесины зависит от относительного содержания в ней поздней древесины.

Средняя часть стволов древесины хвойных пород имеет более темный цвет, содержит больше смолы и называется ядро. Затем идет заболонь и, наконец, кора.

Кроме того в древесине имеются горизонтальные сердцевинные лучи, мягкая сердцевина, смоляные ходы, сучки.

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 пластами, 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. 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 б вдоль волокон составляет (3 ч 5) · 10-6, что позволяет строить деревянные здания без температурных швов. Поперек волокон древесины этот коэффициент меньше в 7 - 10 раз.

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

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.

Древесина является анизотропным материалом, поэтому ее прочность зависит от направления действия усилий по отношению к волокнам. При действии усилий вдоль волокон, оболочки клеток работают в самых благоприятных условиях и древесина показывает наибольшую прочность.

Средний предел прочности древесины сосны без пороков вдоль волокон составляет:

При растяжении - 100 МПа.

При изгибе - 80 МПа.

При сжатии - 44 МПа.

При растяжении, сжатии и скалывании поперек волокон эта величина не превосходит 6,5 МПа. Наличие пороков значительно (~ на30%) снижает прочность древесины при сжатии и изгибе, а особенно (~ на 70%) при растяжении. Основными недопустимыми пороками древесины являются: гниль, червоточины и трещины в зонах скалывания в соединениях.

Наиболее распространенными и неизбежными пороками древесины являются сучки - заросшие остатки бывших ветвей дерева. Сучки являются допустимыми с ограничениями пороками.

Длительность действия нагрузки существенно влияет на прочность древесины. При неограниченно длительном нагружении ее прочность характеризуется пределом длительного сопротивления, который составляет только 0,5 предела прочности при стандартном нагружении. Наибольшую прочность, в 1,5 раза превышающую кратковременную, древесина показывает при кратчайших ударных и взрывных нагрузках. Вибрационные нагрузки, вызывающие переменные по знаку напряжения, снижают ее прочность.

Жесткость древесины (ее степень деформативности под действием нагрузки) существенно зависит от направления действия нагрузок по отношению к волокнам, их длительности и влажности древесины. Жесткость определяется модулем упругости Е.

Для хвойных пород вдоль волокон Е = 15000 МПа.

В СНиП II-25-80 модуль упругости для любой породы древесины Ео = 10000 МПа. Е90 = 400 МПа.

При повышенной влажности, температуре, а также при совместном действии постоянных и временных нагрузок значение Е снижается коэффициентами условия работы mв, mт, mд < 1.

Влияние влажности. Изменение влажности в пределах от 0% до 30% приводит к снижению прочности древесины на 30% от максимальной. Дальнейшее изменение влажности не приводит к снижению прочности древесины.

Поперечное изменение влажности (усушка и разбухание) приводят к короблению древесины. Наибольшая усушка происходит поперек волокон, перпендикулярно годичным слоям. Деформации усушки развиваются неравномерно от поверхности к центру. При усушке появляется не только коробление, но и усушечные трещины.

Для сравнивания показателей прочности и жесткости древесины установлено значение стандартной влажности 12%

В12=ВW,

где б - поправочный коэффициент, при сжатии и изгибе б = 0,04.

Влияние температуры. При повышении температуры предел прочности и модуль упругости снижаются, а хрупкость древесины повышается. Предел прочности древесины Gt при температуре t в пределах от 10 до 30 о С можно определять исходя из ее начальной прочности - G20 при температуре 20 о С с учетом поправочного коэффициента в = 3,5 МПа.

Gt = G20 - в(t-20).

Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям I, II и III сортов.

Древесина I сорта используется в наиболее ответственных напряженных растянутых элементах. Это отдельные растянутые стержни и доски растянутых зон клееных балок высотой сечения более 50 см

Косослой? 7%.

Суммарный диаметр сучков на длине 20 см d ? 1/4b.

Древесина II сорта используется в сжатых и изгибаемых элементах. Это отдельные сжатые стержни, доски крайних зон клееных балок высотой менее 50 см.; доски крайней сжатой зоны и растянутой зоны, расположенной выше досок 1-го сорта в клееных балках высотой более 50 см., доски крайних зон рабочих клееных сжатых, изгибаемых и сжато-изогнутых стержней.

Косослой?10%.

Суммарный диаметр сучков на длине 20 см d ? 1/3b.

Древесина III сорта используется в менее напряженных средних клееных сжатых, изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов, а также в мало ответственных элементах настилов и обрешеток.

Косослой?12%.

Суммарный диаметр сучков на длине 20 см d ? 1/2b.

Строительная фанера - это листовой древесный материал заводского изготовления. Она состоит, как правило, из нечетного количества тонких слоев - шпонов. Волокна соседних шпонов располагаются во взаимно перпендикулярных направлениях.

СНиП II-25-80 по проектированию деревянных конструкций рекомендует следующие виды водостойкой фанеры в качестве строительной:

1. Фанера марки ФСФ, склеенная фенолоформальдегидными клеями. Эта фанера выпускается:

Из древесины березы (5-ти и 7-ми слойная, толщиной 5 - 8 мм и более).

Из древесины личтвенницы (7-слойная, толщиной 8 мм и более).

Листы клееной фанеры толщиной более 15 мм называют фанерными плитами. Прочность клееной фанеры на срез в плоскости перпендикулярной листу примерно в 3 раза превышает прочность древесины при скалывании вдоль волокон, что является ее важным преимуществом.

Модуль упругости березовой фанеры вдоль волокон составляет 90%, а поперек - 60% от модуля упругости древесины вдоль волокон. Модули упругости фанеры из лиственницы составляют соответственно 70% и 50% от Ео древеспины.

Банелизированная фанера (ФБС) отличается от фанеры марки ФСФ тем, что ее наружные слои пропитывают водостойкими спирторастворимыми смолами. Она имеет толщину 7-18 м. Ее прочность вдоль волокон в 2,5 раза, а поперек в 2 раза превышает прочность хвойной древесины вдоль волокон. Применяется в особо неблагоприятных влажностных условиях.

Гниение - это разрушение древесины простейшими растительными организмами - дереворазрушающими грибками. Некоторые грибы поражают еще растущие и высыхающие деревья в лесу. Складские грибы разрушают лесоматериал во время хранения их на складах. Домовые грибы - (мерилиус, пория и др.) разрушают древесину строительных конструкций в процессе эксплуатации. древесина строительный фанера гниение

Грибы развиваются из клеток - спор, которые легко переносятся движением воздуха. Приростая, споры образуют плодовое тело и грибницу гриба - источник новых спор.

Защита от гниения:

1. Стерилизация древесины в процессе высокотемпературной сушки. Прогрев древесины при t > 80 о С, что приводит к гибели спор грибов, грибниц и плодовых тел гриба.

2. Конструктивная защита предполагает режим эксплуатации, когда влажность древесины W<20% (наименьшая влажность при которой могут расти грибы).

2.1. Защита древесины от атмосферной влаги - гидроизоляция покрытий, необходимый уклон кровли.

2.2. Защита от конденсационной влаги - пароизоляция, проветривание конструкций (осушающие продухи).

2.3. Защита от увлажнения капиллярной влагой (от земли) - устройство гидроизоляции. Деревянные конструкции должны опираться на фундамент (с битумной или рубероидной изоляцией) выше уровня грунта или пола минимум на 15 см.

3. Химическая защита от гниения необходима, когда увлажнение древесины неизбежно. Химическая защита заключается в пропитке ядовитыми для грибов веществами - антисептиками.

Водорастворимые антисептики (фтористый, кремнефтористый натрий) - это вещества не имеющие ни цвета ни запаха, безвредные для людей. Используются в закрытых помещениях.

Маслянистые антисептики - это минеральные масла (каменноугольное, антросценовое, сланцевое, древесный креозот и др.). Они не растворяются в воде, но вредны для человека, поэтому используются для конструкций на открытом воздухе, в земле, над водой.

Пропитка выполняется в автоклавах под высоким давлением (до 14 МПа).

Защита от жуков точильщиков - нагрев до t>80 o C или окуривание ядовитыми газами типа гексахлорана.

Характеризуется пределом огнестойкости (порядка 40 мин. для бруса 17 х 17 см, нагруженного до напряжения 10 МПа.).

1. Конструктивная. Ликвидация условий, благоприятных для возгораний.

2. Химическая (противопожарная пропитка или окраска). Пропитывают веществами, которые называются антипиренами (например, аммонийная соль, фосфорная и серная кислота). Пропитку выполняют в автоклавах одновременно с антисептированием. При нагреве антипирены расплавляются, образуя огнезащитную пленку. Защитная окраска выполняется составами на основе жидкого стекла, суперфтора и т.д.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Сведения о древесине: достоинства, недостатки, качество, область применения. Физические и механические свойства древесины, методы повышения ее долговечности. Свойства модифицированной древесины; полимеры-модификаторы. Строительные изделия из древесины.

реферат , добавлен 01.05.2017

Разновидности и особенности древесных пород. Характеристика строения древесного ствола. Описание наиболее распространенных пороков древесины. Загнивание и возгорание древесины, способы защиты. Область применения полуфабрикатов и конструкций из древесины.

реферат , добавлен 07.06.2011

Характеристика здания, его шатровая функция над хоккейным кортом. Особенности расчетов панели, подбор сечений, геометрическая схема фермы. Сущность ответственности при эксплуатации деревянных конструкций, методы предотвращения гниения древесины.

дипломная работа , добавлен 09.11.2010

Достоинства и недостатки древесины в качестве строительного материала. Макроскопические признаки древесины основных хвойных пород. Технология строительства бревенчатых домов. Правила техники безопасности при работе на деревообрабатывающих станках.

аттестационная работа , добавлен 16.06.2009

Обзор истории использования деревянных конструкций в строительстве. Изучение особенностей и конструкции ребристых, кружально-сетчатых и тонкостенных куполов. Узлы и элементы деревянного купола. Современные средства защиты древесины от гниения, возгорания.

реферат , добавлен 13.01.2015

Физические и механические свойства древесины. Испытание механических свойств древесины на изгиб и на сжатие. Направление сил в деревянной конструкции, находящейся под нагрузкой. Расчет изгибаемого элемента прямоугольного сечения. Проверка на устойчивость.

контрольная работа , добавлен 10.10.2013

Механические свойства древесины: прочность, деформативность. Работа на растяжение деревянных конструкций. Значение величины дефекта, его расположения на их разрушение в виде разрыва. Растягивающие напряжения вдоль волокон. Центральное растяжение элемента.

презентация , добавлен 18.06.2015

Значение древесины в обыденной жизни и технике. Механические, физические, химические свойства древесины. Прочность, твёрдость и износостойкость. Абсолютная и относительная влажность древесины. Разбухание древесины, усушка, гигроскопичность, коробление.

презентация , добавлен 03.05.2015

Главная особенность дерева. Виды древесных пород, разновидности пихты. Строение древесного ствола. Пороки древесины: сучки, пятнистость. Загнивание и возгорание древесины, способы защиты. Особенность деревянных построек. Деревянная архитектура Томска.

контрольная работа , добавлен 19.01.2012

Сущность железобетона, его особенности как строительного материала. Физико-механические свойства материалов железобетонных конструкций и арматуры. Достоинства и недостатки железобетона. Технология изготовления сборных конструкций, области их применения.

Разработка урока технологии (мальчики) в 5 классе

Предмет: Технология (мальчики). Раздел «Технология обработки древесины. Элементы машиноведения»

Место проведения: мастерская Сахаптинской СОШ

Тема урока: Древесина как природный конструкционный материал..

Тип урока: комбинированный.

Методы обучения: устный опрос, рассказ, демонстрация наглядных пособий, практическая работа.

Литература: Учебник В.Д. Симоненко.

Оборудование: образцы различных пород древесины.

Цели урока:

изучить с учащимися породы древесины, структуру и обрасти ее применения.
воспитать интерес к учению.
выработать умение опознавания породы древесины на глаз.

Ход урока

Организационно часть.
Теоретическая часть.

Повторение пройденного материала.

Вопросы: - Что включает в себя рабочее место школьной мастерской?

Из каких основных частей состоит столярный верстак?

Для какой цели служат передний и задний винтовые зажимы?

Перечислите правила за столярным верстаком.

Объяснение нового материала:

Строение древесины. (рис 1)

Лесные массивы занимают в нашей стране площадь свыше 700 миллионов гектаров. Несмотря на такие огромные лесные богатства, все должны бережно относиться к лесу, так как он существенно влияет на климат, на растительный и животный мир Кроме того, лес имеет большое народнохозяйственное значение. Главный его продукт - древесина - применяется в строительстве, мебельном, спичечном производстве, химической промышленности и др. Лесные богатства в нашей стране охраняются законом.

Из чего же состоит дерево?

Дерево состоит из ствола, корня, сучьев, листьев и хвои. Деревья имеющие листву называют лиственными , а имеющие хвою – хвойными . К лиственным породам относятся береза, липа, осина, ольха, дуб и др., к хвойным породам – сосна, ель, кедр, пихта, лиственница.

Вершина ствола дерева вместе с сучьями образует крону.

Крона - это одна из трех основных частей дерева, выполняющая при его жизни определенные функции. Листья или хвоя кроны усваивают углерод из воздуха, образуя на солнце органические вещества, идущие на построение растительного организма дерева.

Другая часть дерева - корни. Их можно сравнить с фундаментом и сваями, которые удерживают ствол дерева в вертикальном положении.

Третья часть дерева - ствол. Он удерживает тяжелую крону и служит проводником питательных веществ поступающих от корней и поступающих в листья.

Ствол - самая ценная часть дерева.

Древесина как природный конструкционный материал получается из стволов деревьев при распиливании их на части.

Ствол дерева имеет более толстую (комлевую) часть у основания и более тонкую - вершинную. Поверхность ствола (рис. 2) покрыта корой (7). Кора является ка бы одеждой для дерева, состоит из наружного пробкового слоя и внутреннего - лубяного. Пробковый слой коры является отмершим. Лубяной слой (6) - проводник соков, питающих дерево. Основная внутренняя часть ствола дерева состоит из древесины. В свою очередь, древесина ствола состоит из множества слоев, которые на разрезе видны как годичные кольца (4).

Что можно узнать по числу годичных колец?

Рыхлый и мягкий центр дерева называют сердцевиной (1) . От сердцевины к коре в виде светлых блестящих линий простираются сердцевинные лучи (2). Сердцевинные лучи создают рисунок (текстуру) древесины.

Камбий (5) – тонкий слой живых клеток, расположенный между корой и древесиной. Только с камбия происходит образование новых клеток и ежегодный прирост дерева по толщине. «Камбий» - от латинского «обмен» (питательными веществами).

(рис 1)
Основные разрезы ствола. (рис. 2)

Для изучения строения древесины различают три основных разреза ствола. По ним выявляются рназличные свойства и рисунки древесины. Разрез (1), проходящий перпендикулярно сердцевине ствола, называют торцевым . Он перпендикулярен годичным кольцам и волокнам. Разрез (2), проходящий через сердцевину ствола, называют радиальным . Он параллелен годичным слоям и волокнам. Тангенциальный разрез (3) проходит параллельно сердцевине ствола и удален от нее на некоторое расстояние

(рис. 2)

Давайте рассмотрим строение и область применения.

Породы древесины. (рис. 3)

Их определяют по следующих характерным признакам: текстуре, запаху, твердости, цвету.

Сосна . Хвойная порода. Мягкая. Пропитана смолистыми веществами. Древесина красного цвета с ярко выраженной текстурой. Применяется для изготовления окон и дверей, полов и потолков, мебели. В строительстве судов, вагонов, мостов.

Ель . Хвойная порода. Мягкая. Пропитана смолистыми веществами. Цвет белый с желтым оттенком. Применяется для изготовления музыкальных инструментов, мебели, окон и дверей.

Лиственница. Плотность лиственницы выше сосновой на 30%. Пролежав долго в воде - становится твердой как камень. Из коры изготовляют красно-коричневую краску. Применяется для изготовления домов, колес, посуды, мостов.

Кедр. Ядровая порода. У древесины кедра широкая белая заболонь с желтым оттенком и розовато-охристым ядром. Применяется для половицы, мебели, карандашей.

Береза . Лиственная порода. Твердая. Цвет белый с буроватым оттенком. Применяется для изготовления музыкальных фанеры, мебели, посуды, ружейных лож, лыж.

Осина . Лиственная порода. Мягкая. Цвет белый с зеленоватым оттенком. Склонна к загниванию. Используется для изготовления спичек, посуды, игрушек, бумаги.

Липа . Лиственная порода. Мягкая. Цвет белый с розовым оттенком. Применяется для изготовления посуды, чертежных досок, карандашей, изделий с художественной резьбой.

Дуб . Лиственная порода. Твердая. Цвет светло-желтый с коричнево-серым оттенком и ярко выраженной текстурой. Применяется для изготовления мебели, паркета, облицовывания ценных изделий, мостов и вагонов.

(рис. 3)

Наиболее красивую текстуру имеют такие породы как дуб, ясень и различные виды красного дерева. Эти породы строгают на тонкие листы – шпон, а затем их наклеивают ценные изделия.

3. Практическая работа: определить породы древесины по образцам, выданным учителем.

1. Изучить описание и таблицу пород деревьев.

2. Выписать в тетрадь основные признаки, по которым определяются породы древесины.

3. Определить породы древесины по образцам, выданным учителем.

III . Итог урока: проверка практической работы.

IV . Задание на дом : выучить определения.  2, стр. 12-15.

План-конспект урока составил учитель технологии Сахаптинской СОШ Крюков Иван Евгеньевич

Вспомни, какой материал называют конструкционным.
Из какого сырья изготавливают бумагу, картон?
Назови конструкционные материалы, которые используют для производства автомобилей, самолетов, сооружения домов, изготовления домашней мебели. Где изготавливают указанные материалы и какое сырье для этого используют?

Развитие современной техники и технологий зависит от производства и использования разнообразных конструкционных материалов: древесины, металла, пластичных масс, стекла и т.п. Большое распространение получило использование древесины. Изделия из нее применяют практически во всех сферах нашей жизни. Из этого материала изготавливают бумагу, картон, искусственный шелк, пластмассу, мебель, элементы зданий, музыкальные инструменты и сувениры и много других нужных вещей.

Все древесные породы делят на две группы: хвойные и ли- ственные (рис. 13).

Рис. 13. Породы деревьев: а – хвойные; б – лиственные

Хвойные породы имеют листья в форме игл. К ним принадлежат: ель, сосна, кедр, лиственница, пихта и т.п. Лиственными породами являются ольха, липа, дуб, бук, граб и другие (рис. 14).

Рис. 14. Древесина различных пород деревьев: а – дуб; б – липа; в – береза; г – ольха; д – ель; е – сосна

Деревья используют для изготовления конструкционных древесных материалов. Древесные материалы легко поддаются обработке различными режущими инструментами: пилками, ножами, долотами, сверлами, напильниками и другими. Элементы конструкций из древесных материалов надежно и крепко соединяются гвоздями, шурупами, а также склеиванием. Деревья – самые высокие из всех растений, хотя есть среди них и карлики, до нескольких сантиметров высотой (рис. 15).

Рис. 15. Высокорослые (а) и карликовые (б) деревья

Рис. 16. Строение дерева

Каждое дерево состоит из трех частей: корня, ствола и кроны (рис. 16).

Корень всасывает из почвы влагу и растворенные в ней питательные вещества и проводит их к стволу.

Ствол – это основная часть дерева. Он проводит воду с растворенными в ней питательными веществами от корня к веткам и листьям.

Крона – верхняя часть дерева, состоящая из веток и листьев. Листья деревьев впитывают углекислый газ, а выделяют кислород, поэтому леса называют «легкими планеты». Они улучшают состояние окружающей среды, очищая воздух и воду, способствуют развитию растительного и животного мира – всего живого на Земле.

Охрана природы – важная обязанность каждого человека. В Украине охрана природных ресурсов стала одним из самых главных заданий, а такие редкие деревья, как лиственница польская, сосна кедровая, сосна меловая, дуб австрийский, береза днепровская и другие, занесенные в Красную книгу Украины, охраняются законом и запрещены для промышленного использования.

В нашей стране есть лесхозы – специализированные лесные хозяйства, в которых производится выращивание деревьев для промышленной переработки и производства древесных материалов. Они выращивают разные породы деревьев на огромных территориях. Через определенное время, когда дерево достигнет промышленного возраста, то есть будет иметь определенную высоту и диаметр ствола, осуществляют его заготовку. При этом лесные хозяйства заботятся и о возобновлении лесных насаждений – наместах спиленных деревьев высаживают новые молодые деревья.

В лесных хозяйствах деревья сначала спиливают (рис. 17, а). Потом очищенные от веток стволы, которые называют хлыстами, перемещают к месту отгрузки. Этот процесс называют трелевкой. Для трелевки используют специальные трелевочные трактора (рис. 17, б). Потом древесину загружают и транспортируют на специальную эстакаду, где хлысты распиливают на части – колоды. Этот процесс называют раскряжевыванием (рис. 18).

Рис. 17. Заготовка древесины: а – спиливание; б – трелевка

Рис. 18. Раскряжевывание древесины

Колоды называют деловой древесиной, а вершину хлыста (где много сучков) – дровяной (рис. 19).

Рис. 19. Деловая (а) и дровяная (б) древесина

Рис. 20. Пилорама

Для получения древесных материалов деловую древесину разрезают вдоль ствола на специальных машинах – пилорамах (рис. 20). Предприятия, производящие обработку древесины, называются деревообрабатывающими. На них перерабатывают также отходы древесины: опилки, кору, ветки, корень. Из них изготавливают различные материалы: клей, искусственный шелк, бумагу, картон, древесные плиты и т.п.

В результате распиловки деловой древесины образуются разнообразные древесные пиломатериалы (рис. 21). Из пиломатериалов изготавливают разнообразные изделия. Однако, чтобы изделие было надежным в использовании, имело привлекательный внешний вид и ряд других качественных признаков, необходимо учитывать при его изготовлении особенности строения древесины. Ее изучают по трем разрезам ствола: поперечному (торцевому), радиальному и тангенциальному (рис. 22).

Рис. 21. Виды пиломатериалов

Рис. 22. Основные разрезы ствола дерева: 1 – тангенциальный; 2 – радиальный; 3 – поперечный (торцевой)

Рис. 23. Годовые кольца на поперечном разрезе ствола

Рис. 24. Текстура некоторых пород древесины: а – дуб; б – береза; в – орех; г – граб

По поперечному разрезу ствола и количеству колец, которые видны на нем, можно определить, сколько дереву лет, как быстро оно росло, как изменялась за время его роста погода и т.п. (рис. 23). На поперечном разрезе наблюдается чередование светлых и темных колец.

Разрез древесины вдоль ствола через сердцевину называют радиальным. На нем видны продольные полосы, образовавшиеся в результате роста дерева. Разрезав ствол на некотором расстоянии от сердцевины, получают тангенциальный разрез. На нем можно увидеть характерный для каждого дерева рисунок определенного цвета, который называют текстурой (рис. 24). Она зависит от особенностей строения каждой породы древесины и направления разреза ствола.

О других свойствах древесных материалов ты узнаешь из следующих параграфов учебника.

Лабораторно-практическая работа № 3. Ознакомление с текстурой древесных материалов

Оборудование и материалы: столярный верстак, образцы разных пород древесины, лупа, набор цветных карандашей, линейка, мел.

Последовательность выполнения работы

Рассмотри образцы различных пород древесины.
Обозначь каждый образец мелом.
Сравни текстуру каждого образца древесины с текстурой разных пород древесины, изображенных на рисунке 24 учебника.
Объясни, в чем сходство и отличие образцов (размещение и ширина годовых колец, цвет древесины, запах, другие признаки).
По вышеупомянутым свойствам и рисунку соответствующей текстуры, изображенному в учебнике, определи породу древесины.
Заполни таблицу по следующему образцу:

Новые термины

лиственная порода, хвойная порода, корень, ствол, крона, деловая древесина, дровяная древесина, промышленный возраст, хлыст, колода, раскряжевывание, текстура.

Основные понятия

Брус – опиленная четырехгранная колода.
Красная книга Украины – книга, в которой записаны растения и животные, охраняемые государством и запрещенные для промышленного использования.
Пилорама – устройство с электромотором, предназначенное для распиловки колод на пиломатериалы.
Питательные вещества – растворенные в воде вещества, питающие растение.
Порода дерева – совокупность определенных признаков, свойств, которыми характеризуется дерево.
Природные ресурсы – запасы чего-либо в природе, которые можно использовать в случае необходимости.
Свойство, признак – особенность, характерная чему-либо (например, запах, цвет, звукопроводимость и т.п.).

Закрепление материала

Какие породы древесины относят к хвойным? К лиственным?
Какие древесные материалы изготавливают на деревообрабатывающих предприятиях?
Что называют текстурой древесины?
Каково строение дерева?
Какие виды пиломатериалов ты знаешь?
Охарактеризуй роль леса в жизни человека.
Как влияют зеленые насаждения на улучшение окружающей природной среды?
Какие деревья твоего региона занесены в Красную книгу Украины?

Тестовые задания

1. К хвойным породам принадлежат

2. К пиломатериалам принадлежат

3. Что изготавливают из колод?

4. К лиственным породам принадлежат

5. Как называется естественный рисунок на обработанной поверхности древесины?

Урок № 3-4. Древесина как природный конструкционный материал.

Цель: ознакомить учащихся со значением древесины как конструкционного материала в народном хозяйстве страны, ее породами, строением, основными видами пороков и применением, научить определять по внешнему виду образцов древесные породы и виды пороков.

Инструменты и оборудование: комплекты образцов древесных пиломатериалов, шпона, фанеры, образцы древесины с пороками, инструкционно -технологические карты.

Ход урока:

I. Вводная часть.

1. Закрепление пройденного материала.

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 изучаемая нами дисциплина? (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, пред назначенные для упора заготовок (Клинья)

2. Сообщение цели урока

II. Изложение программного материала.

oДавайте сравним свойства древесины и таких материалов, как, например, ме-талл и камень.

Приходим к выводу, что древесина - легкий, прочный, хорошо обрабатываемый режущим инструментом материал, отличается красивым внешним видом.

Одновременно выявляем и его отрицательные качества: легкая загораемость, короб-ление при высушивании, загниваемость.

o Какие древесные породы вам известны и на какие виды подразделяются? Лиственные и хвойные.

Деревья, имеющие листву, называются лиственными, а имеющие хвою - хвойными. К лиственным породам относятся береза, осина, дуб, ольха, липа и др.; к хвойным - сосна, ель, кедр, пихта и др.

o Из чего же состоит дерево?

Из ствола, корня, сучьев, листьев или хвои Древесина как природный конструкционный материал получается из стволов деревьев при распиливании их на части Рис.3

Ствол дерева имеет более толстую часть у основания и более тонкую - вершинную. По-верхность ствола (рис. 3) покрыта корой (7). Кора - "одежда" для дерева, состоит из наружного пробкового слоя и внутреннего - лубяного. Пробковый слой коры является отмершим. Лубяной слой (6) - проводник соков, питающих дерево. Древесина ствола состоит из множества слоев, которые на разрезе видны как годичные кольца (4).

o Что по ним можно узнать?

Можно определить возраст дерева. Рыхлый и мягкий центр дерева - сердцевина (1). От сердцевины к коре в виде светлых блестящих линий простираются сердцевидные лучи (2). Они служат для проведения воды, воздуха и питательных веществ внутрь дерева Кам-бий (5) - тонкий слой живых клеток, расположенный между корой и древесиной. Только в результате деятельности камбия происходит образование новых клеток. " Камбий " - от латинского " обмен " (питательными веществами).

Для изучения строения древесины различают три основных разреза ствола (рис. 4). Разрез (1), проходящий перпендикулярно сердцевине ствола, называют торцевым. Он перпендикулярен годичным кольцам и волокнам. Разрез (2), проходящий через сердцевину ствола, называют радиальным . Он параллелен годичным слоям и волокнам. Тангенциальный разрез (3) проходит параллельно сердцевине ствола и удален от нее на некоторое расстояние.

Породы древесины определяют по их следующим характерным признакам: текстуре, запаху, твердости, цвету. (Показать, как определять породы древесины по плакату.)

Недостатками древесины являются еще и пороки: сучковатость (рис. 5р), червоточины (рис 5,6). Они ограничивают использование древесины в промышленном производстве, но могут оказаться ценными при изготовлении декоративных изделий.

Рис.5

Переходим к рассмотрению пиломатериалов и древесных материалов.

При продольной распиловке стволов деревьев на лесопильных рамах получают различные пиломатериалы (рис 6): брусья (а, б), бруски (в), доски (г, д), пластины (е), четвертины (ж) и горбыли (з)

Рис.6

Пиломатериалы имеют следующие элементы: пласть, кромка, торец, ребро . ( Указать на плакате. В качестве конструкционного материала широко применяют фанеру. )

oКак ее получают?

Путем наклеивания друг на друга трех и более тонких листов древесины - шпона . Шпон в переводе с немецкого - " щепка ". Шпон срезают (лущат) острым ножом специаль-ного лущильного станка при вращении бревна длиной около 2,0 м (рис. 7). При этом бревно, как рулон, раскатывается в ленту шпона. Ленту шпона разрезают на квадратные листы, которые высушивают в сушилках, намазывают клеем и укладывают друг на друга так, чтобы направление волокон в них было перпендикулярно друг другу. Листы склеивают под прессом. Так получают фанеру.

Фанера прочнее древесины, почти не рассыхается и не растрескивается, хорошо гнется и обрабатывается.

o Где ее применяют?

В строительстве, при изготовлении мебели, в машиностроении, самолетостроении.

o Вы, наверное, слышали слово ДСП, а что это значит?

Древесностружечные плиты. Их получают путем прессования и склеивания измельченной древесины в виде стружек, опилок, древесной пыли. Плиты изготавливают толщиной около 10-26 мм. Они прочны, почти не коробятся, хорошо обрабатываются режущими инструментами.

o Что из них изготавливают?

Мебель, двери, перегородки, стены, полы. Однако с течением времени они выделяют вредные для здоровья вещества, поэтому их нежелательно применять в жилых помещениях

o А что такое ДВП?

Древесноволокнистые плиты. Их прессуют в виде листов из пропаренной и измельченной до отдельных волокон древесной массы. Они имеют приятный серый цвет, ровные поверхности, гнутся, как и фанера. Применяют их для внутренней отделки помещений: облицовывания стен, по-толков, полов, в производстве мебели, дверей.

o В чем общий недостаток фанеры, ДСП и ДВП?

Они боятся сырости.

III. Практическая часть

1.Учащиеся разрезают обычным ножом брусок древесины мягкой породы (сосна, липа) вдоль и поперек волокон. В результате выполнения этой операции они приходят к выводу, что древесина легко расщепляется вдоль волокон при небольшом усилии,- а поперек -невозможно, даже приложив большое усилие.

2.Учащиеся пробуют определить породы древесины по образцам, рассматривают образцы пиломатериалов, фанеры, ДСП и ДВП.

Проверяют, легко ли обрабатываются образцы каким-либо инструментом (напильником, ножовкой и другими).

IV. Заключительная часть.

Подвести итоги урока, отметить наиболее активных учащихся во время обсуждения материала.

Провести уборку мастерской.

Древесина – природный конструкционный материал

Учитель технологии

Чушкин Александр Анатольевич

МОУ СШ №115

Г. Волгоград

Цель урока:

изучить основные виды пиломатериалов;
разобрать способы производства пиломатериалов;
рассмотреть область применения пиломатериалов;
освоить процесс изготовления модели парусного корабля из пиломатериалов.

Древесина

Пиломатериалы

Лесоматериал

Раскрой лесоматериала

Производство пиломатериалов

Применение

Пиломатериалы

Доска не обрезная

Доска обрезная

Горбыльный

Доска обрезная

пиломатериал размерами сечений от 16 × 8 мм до 250 × 100 мм. Обрезные доски изготавливаются из древесины разных пород. Основное отличие обрезной доски - это отсутствие обзола (края доски с корой, когда её выпиливают из бревна).

Доска обрезная

Размеры обрезной доски определяют по схеме a × b × l , где b - вычисляется как бо́льшая сторона поперечного среза, размер a - меньшая сторона, l - длина доски, например, 50×150×6000 мм.

пиломатериалы

Наиболее распространена доска следующих длин: 6000 мм, 4000 мм, 3000 мм.

На территории России наиболее распространена доска толщиной (параметр «a »): 22 мм, 25 мм, 30 мм, 40 мм, 50 мм, 100 мм, 150 мм.

Доска необрезная

доска с неопиленными или частично опиленными кромками, с обзолом более допустимого в обрезной доске.

пиломатериалы

Обапол горбыльный

пиломатериалы

Обапол дощатый

пиломатериалы

Брус –имеет толщину и ширину свыше 100 мм

Брус четырёхкантный

Брус двухкантный

пиломатериалы

Бруски – имеют толщину до 100 мм и ширину не более двойной толщины.

Лесоматериал

Лесоматериа́лы - материалы из древесины, сохранившие её природную физическую структуру и химический состав, получаемые из поваленных деревьев, хлыстов и (или из их частей) путём поперечного и (или) продольного деления.

Лесоматериал

Подтоварник

Лесоматериал

Хлыст - очищенный от сучьев ствол поваленного дерева без отделённых от него прикорневой части и вершины.

Лесоматериал

Бревно́ - круглый сортимент лесоматериала для использования в круглом виде, за исключением тонкомерной рудничной стойки , жердей и кольев , или в качестве сырья для получения пиломатериалов общего назначения и специальных видов лесопродукции

Лесоматериал

Кряж - отрезок нижней, комлевой части ствола, предназначенный для выработки специальных видов лесопродукции: облицовочного шпона, тары, лыж, спичек, шпал, в основном из лиственных пород дерева, реже из хвойных.

Толщина кряжей колеблется от 12 см у тарного кряжа лиственных пород до 46 см у лиственничного кряжа для изготовления деревянных проводников шахтных стволов), длина - от 0,5 м (ружейный кряж) до 14 м (хвойный судостроительный кряж)

Лесоматериал

Чурак - короткомерный круглый сортимент, преимущественно отрезок кряжа, длина которого соответствует размерам, необходимым для обработки на деревообрабатывающих станках.

Лесоматериал

Подтоварник

Подтоварник - тонкомерные строительные брёвна для вспомогательных и временных построек, толщиной: для хвойных - от 6 до 13 см включительно и для лиственных - от 8 до 11 см включительно.

СПОСОБЫ РАСКРОЯ БРЕВНА НА ПИЛОМАТЕРИАЛЫ

Производство пиломатериалов

Лесовозами брёвна доставляют на склад деревообрабатывающего предприятия.

Производство пиломатериалов

Брёвна разгружаются, сортируются по диаметру, породам и назначению.

Производство пиломатериалов

Со склада брёвна попадают с помощью транспортёров в лесопильный цех.

Производство пиломатериалов

Лесопильная рама

Ленточнопильный станок

Видео работы лесопильной рамы

Применение

Строительство

Внутренняя отделка помещений

Производство оконных и дверных блоков

Производство мебели

Парусные суда

Литература: Слайд 5,6 http://b2bconstruction.ru/images/gallery/obreznaya-doska.jpg https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B1%D1%80%D0%B5%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%B0 Слайд 7 http://www.palki.ru/messages/images_78089.jpg Слайд 8 http://www.scieriedrombois.com/42-72-thickbox/dosse-charpente-sur-liste.jpg Слайд 9 http://images.ru.prom.st/107328_w640_h640_obapol_vid_sverhu.jpg Слайд 10 http://f1.ds-russia.ru/u_dirs/079/79072/f8c89f14f96dff4e780d952f2741402c.jpg http://www.fanera-doski.ru/img/brus_stroitelniy.jpg Слайд 11 http://derevo-store.ru/photo/brusok01m.jpg Слайд 12 https://ru.wikipedia.org/wiki/Лесоматериалы https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/52/Biella-Trecciolino_-_legna.jpg/1024px-Biella-Trecciolino_-_legna.jpg Слайд 14 https://ru.wikipedia.org/wiki/Лесоматериалы https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f4/Tree-lengths_in_storage.jpg/1024px-Tree-lengths_in_storage.jpg Слайд 15 http://www.companion.ua/data/filestorage/magazines/2012/27-28/047_470x325.jpg Слайд 16 Слайд 16 https://ru.wikipedia.org/wiki/Кряж_(деревообработка) http://www.woodtrade.ru/files/img/msgboard/gallery/1132_p800.jpg Слайд 17 http://4.bp.blogspot.com/-nu6w7JimzqQ/TiaAB5AcPBI/AAAAAAAAAAc/midt3Ci2Wy8/s1600/i.jpeg Слайд 18 http://lhp-tavolga.ru/public/default/balans_B.jpg Слайд 19 http://strport.ru/sites/default/files/resize/8_6-500x343.jpg http://s005.radikal.ru/i211/1011/1b/9072273f4d3e.jpg Слайд 21-23 http://www.oborudovaniederevo.ru/news/fotos/39844421158.JPG http://sdelanounas.ru/images/img/www.khabkrai.ru/x400_user_files_arkaim_2009_8.jpg.jpeg http://www.ideibiznesa.org/wp-content/uploads/pilomaterial-na-vyhode-s-ramy.jpg Слайд 25-29 http://1-metr.com/uploads/posts/2011-01/1296473459_oblicovka-sten-derevom.jpg http://www.sbstil.com.ua/windtree/design.jpg http://masterpomebeli.ru/wp-content/uploads/2014/07/derevjannaja-mebel.jpg http://korabley.net/_nw/13/98003726.jpg

Методический материал «Пиломатериалы» разработан к разделу «Технология создания изделий из древесины. Элементы машиноведения» для учащихся 6 класса. Учащиеся активизируют свои знания по теме «Виды пиломатериалов», рассматривают способы продольного раскроя бревна на пиломатериалы, изучают работу лесопильной рамы и изготавливают модель парусного корабля. Методический материал «Пиломатериалы» включает в себя методические рекомендации к уроку, презентацию, приложения с заданиями для проверки усвоения пройденного материала, маршрутную карту для изготовления корабля. В методических рекомендациях имеется ссылка на видеофильм к уроку.