Древесина природный материал. Древесина как природный конструкционный материал. I. Организационный момент

Древесина подразделяется на две разновидности:

Лиственные породы: дуб, клен, береза, липа и др.

Хвойные породы: ель, сосна, кедр сибирский и др.

Плотность древесины составляет 0,46.. .0,76 г/см 3 , предел прочности при растяжении вдоль волокон 101... 161 МПа.

По строению древесина является композиционным материалом из прочных волокон целлюлозы и тонких прослоек лигнина.

Основные разновидности древесных материалов:

Прессованная древесина , получаемая горячим прессованием с последующей специальной обработкой. Используют для изготовления подшипников, втулок и других деталей машин.

Древесноволокнистые плиты изготовляют горячим прессованием измельченной древесины, иногда со связующим. Применяют для облицовки и отделки пассажирских вагонов железнодорожного транспорта, автобусов и т.д.

Древесностружечные плиты получают горячим прессованием древесной стружки со связующим. Эти плиты используют в вагоностроении, для производства мебели и др.

Фанера представляет собой листовой материал толщиной 1... 12 мм. Изготовляется путем склеивания слоев шпона, представляющего собой широкую ровную стружку древесины в виде листов толщиной 0,55... 1,5 мм.

Керамические технические материалы

Керамические материалы получают из синтезированных или природных тонкодисперсных порошков неорганических химических соединений (оксидов, нитридов и др.). Для приготовления керамической массы применяют и вспомогательные вещества: пластификаторы, улучшающие формование непластичных порошков, связующие вещества, смазывающие жидкие масла с малым поверхностным натяжением, применяемые для уменьшения трения и прилипания массы к поверхности прессформы, поверхностно-активные вещества (олеиновая и стеариновая кислоты), улучшающие смачивание керамических частиц.

В приготовлении керамической массы важнейшими операциями являются: измельчение исходных материалов, составление смеси порошков, гранулирование и сушка керамических масс. Материалы в виде кусков различных размеров с различными физическими свойствами размельчают механическим путем (дробят и размалывают). Сначала производят грубое дробление до размера частиц 10... 15 мм, затем среднее - до размера частиц 1 мм и мелкое дробление. Измельченный материал просеивают через металлические сита, пропускают через магнитный сепаратор для отделения ферромагнитных примесей и направляют для повторного мелкого помола, обычно совмещаемого со смешиванием компонентов. Часто помол осуществляется с добавлением воды.

Смесь исходных материалов получают смешиванием тонкодисперсных компонентов или одновременным тонким измельчением и смешиванием исходных компонентов. Наибольшее распространение в производстве керамиче­ских изделий получили пресс-порошки, литьевые шликеры и пластичные фор­мовочные массы. Эти массы отличаются друг от друга содержанием пластифи­каторов. При малом содержании пластификаторов 3...10 % получают пресс- порошки, при 7...20 % - ном содержании пластификаторов - пластичные формовочные массы и при большем содержании пластификаторов (до 40 %) - литьевые шликеры.

Процесс формования изделий из керамических масс основан на способности их к пластическому течению без нарушения сплошности под действием внешних сил и сохранении полученной формы. Свойства пластичности керамической массе обычно придают специальные вещества - пластификаторы. В производстве наиболее часто формование изделий выполняют следующими способами: прессованием, шликерным литьем, формованием из пластичных масс, прокаткой.

Сформованные заготовки подвергаются обжигу. При обжиге происходит спекание керамического материала в результате протекания ряда физикохимических процессов с приобретением изделиями определенных свойств, уплотнение и упрочнение материала за счет протекания процессов переноса и перераспределения веществ. Обжиг осуществляют в печах периодического или непрерывного действия.

Керамические материалы относятся к телам кристаллического строения и состоят из большого количества зерен химических соединений. Размер зерен, как правило, 50... 100 мкм и более. В зернах наблюдается упорядоченное расположение ионов в пространстве в виде некоторой кристаллической решетки. Кристаллы оксидов и других неорганических химических соединений имеют в основном ионный характер сил связи (ионные кристаллы). Основу ионной связи составляет электростатическое притяжение между ионами с положительным зарядом (катионами) и с отрицательным зарядом (анионами). Ионный характер связи в большей степени проявляется в соединениях, элементы которых относятся к наиболее удаленным друг от друга группам периодической системы элементов Менделеева (например, MgO, ВеО).

Техническая керамика в зависимости от наличия в изготовленном материале определенного химического соединения и свойств подразделяется на несколько основных классов: конструкционная, режущая, электротехническая, радиотехническая и др.

Конструкционная керамика . Конструкционная керамика допускает применение более высоких температур по сравнению с металлами и поэтому является перспективным материалом для двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей. Помимо более высокого КПД двигателей, преимуществом керамики является низкая плотность и теплопроводность, повышенная термо- и износостойкость.

Высокотемпературная конструкционная керамика характеризуется уме­ренной пористостью и высокой термостойкостью при сохранении достаточно высоких термомеханических свойств при температурах эксплуатации 1300°С и выше. Детали из этой керамики имеют форму трубок, втулок, стержней, шайб, крюков и более сложных фасонных изделий.

В качестве конструкционной керамики используются нитриды, оксиды, карбиды Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , SiC и др. Керамика с содержанием более 95 % Al 2 O 3 называется корундовой.

Наиболее перспективной технологической схемой изготовления изделий из конструкционной керамики на данном этапе ее развития считается следующая: формование подготовленной композиции - обжиг заготовок - дополнительное уплотнение методом горячего изостатического прессования (ГИП).

Например, ГИП нитрида кремния Si 3 N 4 проводится в оболочках из стекла при температурах 1800...2000°С под давлением аргона 100... 150 МПа в течение часа. При этом предел прочности σ изг возрастает с 830 до 1030 МПа. Пред­варительный обжиг ведут с использованием нагрева в микроволновых печах (частота тока 28000 МГ ц).

Конструкционная керамика в опытном порядке применяется в автомобилестроении для верхней части толкателя клапана двигателей внутреннего сго­рания (д.в.с.), рабочей поверхности кулачков распределительного вала д.в.с. и др. деталей.

Керамические материалы относятся к хрупким материалам, и их прочность в значительной мере зависит от состояния поверхности деталей, особенно от наличия микротрещин, которые являются концентраторами напряжений. Для деталей машин с точными размерами необходимо проведение механической обработки. Вследствие высокой твердости и хрупкости керамики используется абразивная обработка. Наиболее используемым методом обработки в настоящее время является точное шлифование с использованием кругов, имеющих в качестве абразива алмазные порошки. Изменяя такие факторы, как глубина резания и зернистость алмазного порошка в шлифовальном круге, можно контролировать характер разрушения керамики, а следовательно, изготавливать изделия с рациональными параметрами шероховатости обработанной поверхности. Следовательно, структура дефектного поверхностного слоя изделия определяется как физико-механическими свойствами, так и режимами алмазного шлифования керамики.

Режущая керамика (РК). Она характеризуется высокой твердостью, в том числе при нагреве, износостойкостью, химической инертностью к большинству металлов в процессе резания. По комплексу этих свойств керамика существенно превосходит традиционные режущие материалы - быстрорежущие стали и твердые сплавы.

Различают нитридную и оксидную керамику. Современная РК является композиционным материалом с матрицей из Si 3 N 4 (t раб max ≤ 1200°С) или А1 2 0з (t раб max ≤ 1500°С). Наполнителем служат мелкие частицы TiN, TiC, ZrO 2 .

РК изготовляется в виде небольших пластин, на поверхность которых наносят два и более слоев покрытий А1 2 0з, TiC, TiN, TiCN. Используют также «градиентные» покрытия, состав которых постепенно изменяется от керамики к рабочей поверхности. Покрытия имеют своей целью «залечивание» дефектов поверхностного слоя керамического материала.

Оксидная режущая керамика AI 2 O 3 , AI 2 O 3 + ZrO 2 используется для черновой и чистовой токарной обработки деталей из сталей, реже чугунов.

Нитридная режущая керамика Si 3 N 4 , SisN 4 + Zr0 2 применяется для чернового и чистового точения, фрезерования чугунов и суперсплавов.

Режущая керамика по своим свойствам занимает промежуточное положение между твердыми сплавами и сверхтвердыми материалами (алмазами).

Стекло неорганическое

Стеклообразное состояние присуще обширному классу неорганических веществ, от отдельных элементов до сложных многокомпонентных систем. Стекло как искусственный продукт, может включать в свой состав большинство элементов периодической системы.

Наибольшее применение получили стекла, содержащие оксиды SiО 2 , В 2 О 3 . Каждый из этих стеклообразующих оксидов может образовывать стекла в сочетании с модифицирующими оксидами: SiО 2 - AI 2 O 3 , SiО 2 - В 2 О 3 , CaО-MgО 3 - В 2 О 3 и др.

Многовековая история стекловарения, начиная с Древнего Египта, Вави­лонии, Ассирии и по настоящее время, связана с изготовлением силикатных стекол, основывающихся на системе Si-Na 2 О-CaО . Состав некоторых про­мышленных стекол представлен в табл. 1.

Таблица I

Химический состав стекол

Вид стекла Химический состав,%
Si0 2 Na 2 О CaО В 2 О 3 AI 2 O 3 MgО ВаО К 2 О Fe 2 O 3
Посудное 7,45 – 0,5 – – 0,05
Химико-лаборатор-ное 68,4 9,4 8,5 2,7 3,9 – – 7,1 –
Полированное (флоат-способ) 13,4 8,7 – 0,9 3,6 – – 0,1; 0,3 SiО 3
Медицин-ское 8,5 4,5 – –
Термо-стойкое 80,5 0,5 – – –
Радиаци-онно-стойкое 48,2 0,15 0,65 – 29,5 7,5 –

Стекло - это такое состояние аморфного вещества, которое получается при охлаждении переохлажденного расплава. Отличие стекла от кристаллов состоит в отсутствии в нем периодичности строения, дальнего порядка в структуре.

По своему строению силикатные стекла представляют собой непрерыв­ную беспорядочную сетку из тетраэдров SiО 4 (рис. 11). Атом кремния, окруженный четырьмя атомами кислорода, отражает ближний порядок в структуре стекла. Как показали многочисленные рентгеновские и нейтронографические исследования, наличие неупорядоченной сетки подтверждается и применитель­но к структуре однокомпонентных стекол.

При введении в SiO 2 оксидов натрия непрерывность кремнекислородной сетки нарушается за счет частичных обрывов связей Si-О-Si, соединяющих тетраэдры между собой. Появляются так называемые немос- тиковые атомы кислорода. Тетраэдры соединяются вершинами, а не ребрами и не гранями.

Рис. 11. Тетраэдрическое строение структуры стекла

Компоненты стекла, способные самостоятельно образовывать структурную непрерывную сетку, такие как SiО 2 и другие, принадлежат к группе стек- лообразователей. Компоненты стекла, не способные самостоятельно образовывать структурную непрерывную сетку, называются модификаторами. К группе модификаторов, как правило, принадлежат оксиды элементов первой и второй групп периодической системы. Катионы модификаторов располагаются в свободных полостях структурной сетки (рис. 12).

У неорганических стекол при охлаждении расплав переходит в пластиче­ское физическое состояние, а затем в стеклообразное состояние. При нагрева­нии, соответственно, происходят переходы: стеклообразное состояние -> пла­стичное состояние -> расплав.

Рис. 12. Схема строения стекла

Температурный интервал, в котором происходит процесс стеклования, называется интервалом стеклования и ограничен двумя температурами: со стороны высоких температур Т р (температура размягчения), со стороны низких температур Т ст. Стекло обладает свойствами твердого тела с хрупким разрушением. Температура Т р является границей пластического состояния и расплава. При температуре Т р из стекломассы уже удается вытягивать тонкие нити.

Стекло приобретает твердость благодаря постепенному возрастанию вязкости при уменьшении температуры. Характеристические температуры Т ст и Т р соответствуют определенным значениям вязкости (рис. 13).

Рис. 13. Зависимость вязкости стекла от температуры (пример). Физические состояния:

I-стеклообразное; II-пластичное; III-расплав

Производство стекла состоит из подготовки сырых материалов и их смешивания в определенных соотношениях в однородную шихту. В качестве ис­точника главного компонента промыш­ленных стекол - кремнезема (S1O2) - ис­пользуют кварцевые стекольные пески.

Шихта подается в стекловарен­ную печь, где ведется варка при температурах 1500...1600 °С. На последней стадии температура снижается до ~1000°С (Т р).

Формование изделий из стекломассы-расплава проводится в области пластичного состояния на стеклоформующих машинах механическими способами (прессованием, прокаткой, выдуванием и др.).

Для получения листового полированного стекла формование расплава стекла в ленту происходит на ровной поверхности расплавленного олова (флоат-способ ). Перемещаясь вдоль ванны, лента стекла охлаждается от 1000 С до 600 °С, затем проводится отжиг в туннельной печи длиной 120 метров.

Свойства стекла зависят от сочетания входящих в их состав компонентов. Наиболее характерное свойство стекла - прозрачность (светопрозрачность оконного стекла 83.. .90 %, а оптического стекла - до 99,95 %). Стекло типично хрупкое тело, весьма чувствительное к механическим воздействиям, особенно ударным. Для повышения прочности стекло подвергают упрочнению (закалка, химическая и термохимическая обработка и др.), что ослабляет действие по­верхностных микротрещин. Для устранения влияния микротрещин применяют стравливание поверхностного слоя. При стравливании дефектный слой раство­ряется плавиковой кислотой, а на обнажившийся бездефектный слой наносится защитная плёнка, например из полимеров.

Плотность стекла 2200...8000 кг/м 3 , микротвёрдость 4... 10 ГН/м 2 , модуль упругости 50...85 ГН/м 2 . Предел прочности стекла при сжатии равен 0,5. ..2 ГН/м, при изгибе 30. ..90 ГН/м 2 . Коэффициент теплопроводности стекла мало зависит от его химического состава и равен 0,7...4,3 Вт/(м К). Коэффициент преломления 1,4...2,2, диэлектрическая проницаемость 3,8... 16,0.

Как материал стекло широко испольэуется в различных областях. В соответствии с назначением известны разнообразные виды стекла: оконное, посудное, тарное, химико-лабораторное, термическое, жаростойкое, строительное, оптическое, электровакуумное и многочисленные другие виды стекла технического. В пределах каждого вида стекла имеются самые разнообразные его сорта. В зависимости от условий службы каждого вида и сорта стеклу предъявляются определённые требования в отношении свойств, сформулированные в соответствующих стандартах и технических условиях.

Древесина, ксилема (от греч. xýlon - дерево), сложная ткань древесных и травянистых растений, проводящая воду и растворённые в ней минеральные соли; часть проводящего пучка, образующаяся из прокамбия (первичная Д.) или камбия (вторичная Д.). Она составляет основную массу ствола, корней и ветвей древесных растений. Прочность Физические свойства древесины оказывают влияние на статику, особенно для балок перекрытий и прогонов. Эти требования определены для строительства домов из древесины. Стоимость Для немецкого рынка, в общем, можно заметить следующее: самой дорогой является древесина кедра… Внешний вид: Текстурный рисунок и окраска древесины с одной стороны является вопросом индивидуального вкуса, и очень часто – вопросом сортировки. Особенно красивым рисунком отличаются кедровые породы, дугласова пихта, лиственница, и сосна. Зато пихта и ель подкупают своей равномерной светлой окраской. Устойчивость Наиболее защищёнными породами древесины в основном являются так называемые ядровые породы, т.к. их ядро обладает природной пропиткой. Благодаря этому они хорошо защищены от гниения и повреждения насекомыми. Работа древесины Сжатие древесины и усадка в результате этого сжатия, а также образование трещин происходит из-за сморщивания клеток древесной ткани при сушке. Не все породы древесины ведут себя в этом процессе одинаково. Этот феномен зависит также и от того, какая древесина используется – чистая сердцевина, или сердцевина с шплинтом.

49.Древесина. Микро- и макростр-ие древ-ны. Классиф-я пород.Древ-ые породы подраз-тся на 2 основ.группы: 1)хвойные(использ при изгот-ии несущих строит.констр-ий,шпал,стволов,свай,фанеры,мало отлич-ся по толщине в верх. и нижн.срубах,лучшее кач-во древ-ны)2)листв-ые.Встроит-ве исп-ют реже,чем хвойные.Имеющ. тверд.древ-ну,прим-ся для изгот-ия деталей несущ. строит.конст-ий,паркета,фанеры,дверей,окон,плинтусов, и т.д. Растущ.дерево состоит из корнев.системы,ствола и кроны.Ствол–осн.часть дерева,испол-ая в кач-ве строит.материала.Макростр-ой наз-ют строение ствола дерева,видимое невоор-ым глазом или ч/з лупу микростр-рой–видимое под микроскопом.Стро-ие древ-ны изучают по попереч., радиальн и тангенц. разрезам.Попереч.разрез древ-ны произ-ся по плос-ти,перпенд-ой оси ствола;радиал-ый–по радиусу ствола и тангенц-ый–вдоль ствола дерева на некот. расст-ии от центра.В попереч.и радиал. разрезах видны:кора,заболонь,камбий,ядро и сердц-на. Кора защ-ет дерево от мех.повр-ий, от вред.влияний среды и состоит из наруж.слоя– корки,пробковой ткани и внутрен.слоя–луба.Луб проводит питат.вещ-ва от кроны в ствол и корни.Под лубян.слоем у растущ.дерева распол-ся тонкий кольц.слой живых клеток–камбий. Древ-на ствола в попер. разрезе состоит из ряда годичными колец,распол-ся вокруг сердц-ны. Часть более молод.древ-ны ствола ближе к коре,в кот еще изм-ся жив.клетки,обесп-ие перем-ие питат.вещ-тв от корней к кроне, наз-ют заболонью.Эта часть древ-ны имеет больш.влаж-ть,относ-но легко загнивает,малопрочна,обл-ет больш.усушкой склон-ью к короблению.Породы, у кот ядро отлич-ся от заболони бол.темной окраской и меньш.влаж-ью,наз-ют ядровыми (сосна,листв-ца).Породы, у кот центр.часть ствола отлич-ся от заболони только меньш.влаж-ью, наз-ют спелодрев-ми (ель,пихта,бук,осина).Древес.породы,у кот нельзя заметить значител.различия м/у централ. и наруж.частями древ-ны ствола,носят назв-ие заболонные породы (береза,клен,ольха и др.). В древ-не всех пород распол-ся сердц-ые лучи, кот служат для переем-ия влаги и питат.вещ-в в попер-ом напр-ии и создания запаса этих вещ-в на зимн.время.Древ-на легко раскал-ся по сердц-ым лучам, по ним же она растреск-ся при высых-ии.

50. Пороки древесины. Сортность. Древесина - это материал, получаемый из срубленного и очищенного от коры и ветвей ствола дерева. Деревья разных пород в основном делятся на лиственные и хвойные. ПОРОКИ ДРЕВЕСИНЫ. Различают следующие пороки древесины: сучки и трещины, пороки структуры, грибковое поражение и задыхание, поражение насекомыми, плесенью, изменение формы, вросшая кора. Поверхность также оценивается по определенным признакам.Ветви являются жизненно необходимыми для дерева. Сучки представляют собой части ветвей, заключенные в древесине ствола и обросшие новыми годичными кольцами. В пиломатериалах в зависимости от своего размера, количества, расположения и структуры. Классификация сучков в пиломатериале они уменьшают прочность древесины и ее устойчивость против грибов. СОРТНОСТЬ ДРЕВИСИНЫ. Сортность отличается по количеству и качеству сучков. То есть каждому сорту соответствует определенное коли­чество и качество сучков (сросшиеся, частично сросшие­ся и несросщиеся). На пиленой древе­сине разобраться, где какой сорт сложно. На стро­ганной это сделать гораздо легче - там сучки видны гораз­до лучше. Но опре­делить сортность древесины может "на погляд" только специалист.Усло­вия, в которых растет и развивает­ся дерево, влияют не только на текс­туру его древеси­ны, но и приводят к различным от­клонениям от стро­ения и развития ствола. Это, в свою очередь, может вы­звать наличие раз­личных пороков, накладывающих ограничения на об­ласть применения древесины. Сортность- разд-ие тов-ов по кач-ву на опред группы.В зав-ти от кач-ва древ-ну делят на 4 сорта. К 1-ой и 2-ой катег-ии отн-ся бревна,у кот отсут-ют пороки в виде гнили и червоточины,гнилых сучков,по др.видам повр-ий имеются огран-ия.В строит-ве прим-ют древесину 2, 3 сорта.Обрезки ствола дерева–кряжи исп-ют в произ-тве фанеры.Хранят кругл.лесом-лы в штабелях,осущ-ив сорт-ку по породам.

51. Древесина - это материал, получаемый из срубленного и очищенного от коры и ветвей ствола дерева. Деревья разных пород в основном делятся на лиственные и хвойные. Свойства древесины определяются породой дерева, ее строением и тем, к какой части ствола она относится. В каждый год жизни дерева образуется одногодичное кольцо. Весной клетки дерева менее плотны и прочны (ранняя древесина), чем летом и осенью (поздняя древесина); кроме того, первые более светлого цвета. В центральной части ствола расположена сердцевина из рыхлой ткани, окруженная кольцами. Ядро находится в середине и отличается наибольшей плотностью, стойкостью против загнивания, а также более темным цветом, чем внешняя часть - заболонь, которая менее ценна, чем ядро. Однако не все деревья имеют такую внутреннюю структуру. Породу определяют по след признакам 1)сердцев.повтор-ия 2) цвет 3)блеск 4)текстура, или рис-ок 5)плот-ть и твер-ть 6)по макростр-ре древ-ны:налич.ядра,сердц.лучей,смолян.ходов(у хвой.по ширина пород),хар-ер перехода ядро-заболонь,окр-ка ран.и позд.древ-ны видим-ть годич.слоев,распол-ие сосудов.Внеш.вид древ-ны обуслов-ся ее цветом и блеском,кот зависят от породы,района произр-ия, возраста и др особ-ей.Цвет,блеск и текстура опред-ют декорат.цен-ть древ-ны.ПО цвету можно опред-ть сост-ие и доброкач-ть древ-ны.Цвет зависит от содер-ия в древ-не красящих,дубильных и смолистых вещ-тв и прод-ов их окисл-ия,имеющ-ся в полостях и стенках клеток.Блеск такж явл приз-ом декор-ти древ-ны.Блеск древ-ны зависит от плот-ти и степени обработки.При загнивании древ-на теряет блеск. Ран.древ-на - светл.,рыхл.,менее плотн.,формир-ся в вегет-ый период и вып-ет провод-ую ф-ию. Позд.древ-на - темн., плот-ая, формир-ся в конце вегет.периода и вып-ет механ.ф-цию. Сердц.лучи - узк.полоски паренхимн.ткани,напр-ые от серд-ны к коре, служат для провед-я питат.вещ-в в гориз-ом напр-ии. Сосуды - хар-ный для листв.пород слой жив.клеток,обесп-ют пит-ие клеток в вертик.напр-ии.

52. Круглые лесоматериалы, классификация, признаки определения породы, маркировка.

Круглый лесоматериал - материалы из древесины, получаемые из спиленных деревьев путём очистки их от ветвей, окорки древесины и распиловки поперёк на части требуемой длины.Классификация:

Древесный хлыст – очищенный от сучьев ствол поваленного дерева без отделенных от него прикорневой части и вершины.(Сортимент – лесоматериал установленного назначения.)Долготье – отрезок хлыста, имеющий длину, кратную длине получаемого сортимента с припуском на разделку.Кряж – круглый сортимент для выработки специальных видов лесопродукции. К специальным видам относятся: авиационные, резонансные пиломатериалы, лыжные заготовки и т.д.Чурак – короткомерный круглый сортимент, длина которого соответствует размерам, необходимым для обработки на деревообрабатывающих станках.Подтоварник – тонкомерные строительные бревна для вспомогательных и временных построек толщиной 6-13 см для хвойных и 8-11 для лиственных пород.Пиловочник – бревно для выработки пиломатериалов общего назначения(для мебели, строительства).Балансы – круглые или колотые сортименты для производства целлюлозы и древесной массы. К основным признакам, характеризующим макроструктуру древесины, относятся: наличие ядра, сердцевинных лучей, смоляных ходов, ширина заболони, характер перехода ядро-заболонь, окраска ранней и поздней древесины, видимость годичных слоев, расположение сосудов. Дополнительными признаки являются цвет, блеск, текстура, плотность, твердость древесины. Кора характеризуется толщиной, цветом, отличительными признаками. (- определение пород).

53. Пиломатериалы, строительные детали и изделия из древесины. Их производство и применение. Пиломатериалы получают при продольной и последующей поперечной распиловке бревен. По форме и размерам поперечного сечения пиломатериалы делятся на брусья, бруски, доски, пластины, четвертины, горбыль и т.д.Брусья – пиломатериалы толщиной и шириной 100 мм и более. В зависимости от количества сторон, обработанных пилением или фрезеровкой, бывают 2х, 3х, 4х кантные Доски – пиломатериалы, толщина которых не более 100 мм, а ширина больше толщины более чем в 2 раза Бруски – пиломатериалы, толщиной меньше 100 мм, а шириной меньше двойной толщины Обапол – пиломатериалы, полученные из боковой части бревна и имеющие одну пропиленную, а другую не пропиленную или частично пропиленную поверхности ДВП – древесно-волокнистая плита(отходы деревообработки) ДСтП – древесно-стружечная плита Фанера – путем склеивая листов лущеного шпона(Пиломатериалы. Ствол можно распилить на брусья, бруски, доски, обаполы, пластины и четвертины. Пиломатериалы с опиленными кромками называются обрезными, с неопиленными - необрезными. Брусья изготовляются толщиной более 100 мм и до 400х400 мм. У них могут быть опилены две, три либо четыре стороны; в этих случаях они называются соответственно двух-, трех- и четырехкантными. Бруски имеют толщину 50-100 мм, а ширину - не более двойной толщины. Они могут быть чисто обрезными или иметь оставшуюся нетронутой боковую поверхность бревна - так называемый обзол. Малоформатный брусок называется рейкой.Доски бывают обрезные, необрезные и односторонне обрезные толщиной 16-100 мм, шириной до 275 мм и длиной до 6,5 м. Широкую часть доски называют пластью, узкую - кромкой, концевую грань - торцом. Пласть, «смотрящая» на периферию бревна, называется наружной (или правой), а на ядро бревна - внутренней (левой).Обаполы - это отходы, остающиеся от распиловки бревен. Они имеют вид части цилиндра, отсеченного плоскостью, параллельной оси цилиндра.Древесные материалы (ДМ) . Это конструкционные, изоляционные и поделочные материалы, производимые на основе древесины. Технология - горячее прессование древесных опилок, стружек, волокон, которые смешиваются со связующим веществом, либо склеивание листов лущеного шпона - тонких листов древесины, получаемых лущением коротких бревен на специальных стенках. Фанера . Этот вид ДМ склеивают из листов лущеного шпона, причем в смежных слоях волокна древесины расположены перпендикулярно друг к другу. В производстве фанеры используют древесину сосны, ели, лиственницы, березы, бука, клена, граба. Виды фанеры, используемой для различных целей, можно разбить на несколько групп - в зависимости от области применения. Древесно-волокнистые плиты - это древесный материал, представляющий собой спрессованную в плиты волокнистую массу из измельченной и расщепленной древесины. ДВП с отделанной лицевой стороной называется оргалитом. Древесно-волокнистые плиты широко применяются для звуко- и теплоизоляции, изготовления мебели, тары; кроме того, эти плиты используются в качестве декоративного и поделочного материала.Древесно-стружечные плиты (ДСП) - это ДМ, представляющий собой спрессованные в плиты древесные стружки со связующим веществом, чаще всего синтетическими смолами.. Изготовляют ДСП однослойные и многослойные (как правило, в 3-5 слоев). ДСП выпускают необлицованные и облицованные шпоном, бумагой, синтетической пленкой. Несомненным достоинством ДСП является то, что они хорошо обрабатываются, красятся, склеиваются, что находит применение в производстве мебели, строительных работах, а также в качестве декоративного и поделочного материала. Недостатком ДСП можно назвать низкую влагостойкость.

54. Фанера - это материал, полученный путем склеивания не менее трех листов лущеного шпона с взаимно перпендикулярным направлением волокон в смежных слоях.При конструировании фанеры соблюдают следующие правила: Лист фанеры должен быть симметричен относительно среднего слоя.Число слоев шпона в фанере обычно нечетное (3, 5, 7, 9 и т.д.), хотя выпускается и 4-слойная фанера, Фанера пред-ет собой листов.мат-ал,склеенный из трех и более слоев шпона.Обычно фанеру скле-ют из листов шпона,распол-ых так,чтоб волокна смеж.листов были взаимно перпен-ны. Строительство и стройматериалы /Строительная фанера применяется для возведения:хозяйственных и сельскохозяйственных построек.оградительных сооружений и заборов. Лист фанеры используют при изготовлении:мостиков обслуживания и погрузочных площадок.основы под кровельные материалы.строительных лесов.настилов под полы, под паркет.перегородок.опалубок.дверей.Интерьер и внешнее оформление зданий С ее помощью оформляют:лекционные аудитории, концертные залы.фасады зданий.Фанера применяется при изготовлении:звукоизолирующих и стеновых панелей.ворот.изгородей.подоконников.дверей.Производство мебели: кухонной мебели.мебели для сада и дачи.мебели для ванных комнат.Мебельная фанера является сырьем для производства: стеллажей..шкафчиков и полок.корпусов мягкой мебели.столов.боковых и задних стенок шкафов.фасадов мебели.Судостроение Сортовая фанера применяется:в отделке интерьера яхт и судов при изготовлении бортов, палуб, сидений на лодках, катамаранах и пассажирских теплоходахТранспортное машиностроение фанера используется при изготовлении:кузова и пола грузовых автомобилей, трейлеров, торговых прицеповпленками.Декорат.фанеру прим-ют для внутр.отделки стен,перегородок и т.п.

55.Химический состав древесины. Влияние составных компонентов на свойства целлюлозы. . ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ: Древесина в сухом состоянии состоит в основном из следующих веществ, которые по их количеству в древесине можно расположить в таком порядке: целлюлоза, лигнин, гемицеллюлозы, экстрактивные и золообразующие минеральные вещества. Древесина является материалом биологического происхождения и большая часть вещества древесины состоит из высокомолекулярных соединений. В абсолютно сухом состоянии древесина на 99 % состоит из органических соединений. На долю неорганической части древесины в среднем приходится 1 %. Элементарный химический состав органической части древесины всех пород практически одинаков. Абсолютно сухая древесина содержит в среднем (49 – 50) % углерода, (43 – 44)% кислорода, около 6 % водорода и (0,1 – 0,3) % азота. Эти химические элементы образуют сложные химические соединения: целлюлозу, лигнин, гемицеллюлозы и экстрактивные вещества. Содержание органических веществ в древесине зависит от породы, возраста и других факторов. У хвойных пород больше целлюлозы, у лиственных - пентозанов. В ранней зоне годичных слоев целлюлозы меньше, чем в поздней. Целлюлозы, лигнина и экстрактивных веществ в ядре больше, чем в заболони. С возрастом содержание экстрактивных веществ увеличивается.ВЛИЯНИЕ: Целлюлоза - главная составная часть клеточных стенок. Она обеспечивает механическую прочность и эластичность тканей. Представляет собой линейный полимер, полисахарид с -степень полимеризации.Целлюлоза - линейный гомогликан, построенный из остатков глюкозы, связанных в положении β(1→4), является самым распространенным органическим соединением. Под гидротермолизом растительной ткани понимают процесс взаимодействия полисахаридов древесины с водой с образованием простых сахаров при повышенной температуре (обычно в присутствии кислых катализаторов

56. Харак-ка бумаги и картона.Способы произ-ва и отделки.Производство бумаги . Каждый вид бумаги вырабат. из бумажной массы определенной композиции. Если бумага сложной композиции, то размолотая масса постоянной концентрации смешивается в определ. пропорции с другими волокнами (целлюлоза, древесная масса, бумажный брак).При выработке большинства бумаг в волокнистую массу вводят химикаты – наполняющие, клеящие и окрашивающие вещества. Наполнители (каолин, диоксид титана,карбонат кальция) используется для увеличения непрозрачности,улучшения способности к приему печати или экономии целлюлозы.Клеи – это вещества, присутствие которых в писчей бумаге отталкивает влагу. Наиболее распр-нным способом изготовл. бумаги явл. метод Фурдринье. Из бассейна масса направ-ся на бумагоделательную машину.Перед поступлением на машину ее разбавляют оборотной водой,очищают от посторонних примесей.Бумажная масса,подготовленная для отлива,поступает непрерывным потоком на движ-юся бесконечную сетку бумагоделат.машины, на которой формируется и отливается бумажное полотно.Одноврем. на сетке производится обезвож-ие бумажной массы, а затем образовав. бумажного полотна.Лента конвейера представляет собой сетку с ячейками, ширина этой ленты может достигать 9 метров.Конвейер движется со скоростью до 1000 м в минуту.От скорости зависит толщина и вес бумаги. По мере продвижения бумажной массы по ленточному конвейеру часть содержащейся в ней воды вытекает через ячеистые отверстия, и бумажные волокна начинают сплетаться друг с другом, образуя рулонную ленту. Прежде чем она сойдет с конвейера, выйдет больше воды – за счет всасывания влаги снизу. Теперь на волокнах бумаги можно поставить водяной знак. Отделка бумаги (поверхности). Для придания бумаге или картону опред-ого вида, существует множество методов отделки. Например, высококач-ая бумага покрывается тончайшим слоем измельч-ого белого красителя, которым могут быть или каолин, или «матовая белизна» - смесь окиси алюминия и сульфата кальция. Краситель держится на бумаге благодаря особому клеящему веществу – это или молочный белок казеин, или поливинилацетат, более известный как ПВА. Картон как и бумага, подвергается проклейке канифольным и животным клеем, крахмалом, казеином, жидким стеклом. Некоторые виды картона, к которым не предъявляются высокие требования по белизне и качеству поверхности, проклеиваются веществами темного цвета – битумом, каучуком. Водостойкие картоны, такие как обувной, прокладочный, водонепроницаемый, пропитывают в массе каучуковыми, битумными и другими эмульсиями. Некоторые виды картона выпускают мелованными.ургонов, троллейбусов, автобусов, вагонов бшивки дверей и салонно


57.Понятие о полимерах. Процесс получения полимеров. Свойства полимеров. Полимеры являются высокомолекулярными соединениями, молекулы которых, называемые макромолекулами, состоят из большого числа одинаковых группировок, связанных между со­бой химическими связями.Вместе с тем довольно часто к полимерам относят также высокомолекулярные соединения, цепи которых состоят из раз­личных нерегулярно повторяющихся групп. К ним принадлежат биополимеры, сополимеры, блоксополимеры и другие подобные соединения. По хим составу все полимеры подразделяются на:органич-е(содерж углерод,азот,водород-это смолы и каучуки), элементоорганич(содержат в основной цепи органич-х радикалов неорганич-е атомы-кремний,алюминий),неорганич(асбест).1.Высокомолекулярные соединения характеризуются большой молекулярной массой своих молекул (макромолекул), составляю­щей от 10 3 до 10 7 .2.Макромолекулы высокомолекулярных соединений харак­теризуются анизотропией своих размеров: их длина составляет от 4000 до 8000 А, а "толщина" - всего 3,5-7,5 А (А = 10" 8 см = = Ю- 10 м).3.Макромолекулы состоят из многократно повторяющихся участков (элементарных звеньев).4.Для высокомолекулярных веществ характерна большая гиб­кость макромолекул, связанная с возможностью внутреннего вра­щения атомов и атомных групп, входящих в состав макромолекул, а также отдельных участков цепи (так называемых сегментов) во­круг химических связей. В результате реализации этой возможно­сти макромолекулы могут менять свою конформацию, т. е. форму расположения в пространстве.5.Важнейшей особенностью высокомолекулярных соединений является их способность к проявлению больших деформаций.6.В высокомолекулярных соединениях ярко проявляются так называемые релаксационные процессы характеризующие изме­нение состояния высокомолекулярных соединений во времени, связанные с установлением в таких материалах статистического равновесия.7.Для высокомолекулярных соединений характерным является полидисперсность, свидетельствующая о том, что высокомолеку­лярные соединения состоят из макромолекул разной длины, Иными словами, любое высокомолекулярное соединение представляет собой смесь макромолекул различной длины, которая определяется степенью полимеризации, т. е. числом мономерных звеньев, из которых она состоит. 8.Высокомолекулярные соединения не способны перегоняться или переходить в газообразное состояние без разложения (т. е. с со­хранением своей химической структуры и молекулярной массы). Для высокомолекулярных соединений температура кипения выше температуры разложения (Г кип > 7 разл).9.Ряд полимеров (линейные и разветвленные) могут образовы­вать растворы высокой вязкости. При этом растворение полимеров проходит через стадию их набухания.РЕАКЦИИ: - Полимеризация – это процесс соединения, укрупнения молекул исходных веществ без выделения побочных продуктов. (гомополимеры, сополимеры).- Поликонденсация – это процесс соединения, укрепления молекул исходных веществ с выделением побочных продуктов.

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

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

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.

Цели : ознакомить учащихся с древесиной как конструкционным материалом, с видами пиломатериалов.

Задачи:

  • образовательные: научить определять по внешнему виду образцов древесины породы.
  • воспитательные: воспитать бережное отношение к дереву и древесине.

Средства обучения:

  • Презентация к занятию.
  • Коллекция образцов древесных пород.
  • Комплект древесных пиломатериалов.
  • Образцы шпона, фанеры, ДСП, ДВП.

Ход занятия

I. Организационный момент

Проверка готовности к уроку.

II. Сообщение темы занятия

Древесина – природный конструкционный материал. Пиломатериалы.

III. Мотивация учебной деятельности

Древесина - один из важнейших и широко распространенный материал. Легкость обработки и разнообразие пород позволили применять древесину для самых различных работ. К каждому изделию из древесины предъявляются свои требования. Чтобы правильно определить, какую древесину необходимо использовать для изделия нужно знать особенности каждой породы.

IV. Формирование знаний и умений

Историческая справка. (слайд №1)

Трудно назвать область жизнедеятельности человека, где не была задействована древесина. Уже на ранних стадиях развития человек стал использовать этот материал. Немного позже древесину начали использовать для строительства (дома, мосты, суда), изготавливать различный хозяйственный инвентарь, мебель, посуду, музыкальные инструменты и многое другое. С появлением ремесел древесина стала одним из первых конструкционных материалов для изготовления прядильных, ткацких, мельничных, гончарных и других станков. Ее широко применяли в вагоно-, судо-, авто- и авиастроении. В настоящее время изготавливают изделия тысяч наименований и назначений.

Строение древесины (слайд №2)

Строение древесины можно увидеть на ее поперечном разрезе, на котором отчетливо видны сердцевина, кора и годичные слои . Для более полного представления о строении древесины нужно рассматривать три главных разреза ствола – поперечный, радиальный и тангенциальный. На поперечном разрезе годичные слои имеют вид концентрических окружностей, на радиальном – продольных полос, на тангенциальном –извилистых конусообразных линий. Помимо этого, на поперечном разрезе можно увидеть светлые, направленные от сердцевины к коре линии, сердцевинные лучи. Темно окрашенная часть ствола называется ядром, а светлая переферическая-заболонью.

Породы древесины (слайд №3)

Хвойные породы. Древесина хвойных пород имеет меньшую плотность, а следовательно, легче обрабатывается и выше ее теплосберегающие свойства.

К группе хвойных пород относятся следующие виды:

  • Сосна - наиболее распространенное дерево хвойной породы. Цвет ее древесины может быть бурым, красноватым, желтоватым и почти белым с легкими разводами красноты. В сухом виде сосна легкая и податливая для столярных работ. Из нее изготавливают мебель, окна двери и т.д. Древесина хорошо обрабатывается красителями и лаками.
  • Ель - мягче сосны, но она имеет большое количество мелких и средних сучков, что затрудняет ее применение в ответственных столярных конструкциях. Текстура невыразительна, она менее влагостойкая, скорее поддается гниению. В столярном деле используется для неответственных конструкций мебели.
  • Пихта - применяется наравне с елью, хотя имеет пониженные физико – механические свойства.
  • Лиственница - занимает особое место среди других хвойных пород. Ее древесина имеет красно-коричневый, иногда бурый отеннок и отличается высокой прочностью (прочнее дуба) и влагостойкостью. Применяется в строительных конструкциях где требуется высокая прочность и стойкость против гниения, используется для изготовления паркета.
  • Кедр - имеет беловато-желтую древесину с различными цветовыми оттенками в зависимости от места произрастания. Древесина не отличается высокой прочностью и плотностью. Кедр хороший материал для резьбы. Отделывают его в основном воском.
  • Можжевельник - хвойный кустарник, диаметр ствола бывает до 10-15 сантиметров. Крепкая тонкослойная древесина хорошо обрабатывается и полируется, имеет специфический запах. Применяется для изготовления мелких деталей, при точении, для резных и мозаичных работ.
  • Кипарис и туя по свойствам похожи на можжевельник, но их древесина более широкослойная и темнее по тону. Применяется для мелких резных работ.

Лиственные породы:

  • Дуб - отличается высокой прочностью, твердостью, стойкостью против гниения, способностью к гнутью, имеет красивую текстуру и цвет. Древесина широко используется для изготовления мебели, паркета. Шпон из дуба применяют для облицовки фанеры, ДСП.
  • Бук - имеет прочную и твердую древесину, по прочности он не уступает дубу. Красивая текстура на срезах, эти декоративные качества используют при облицовке мебели строганным шпоном.
  • Береза - отличается высокой прочностью, однородным строением и цветом, средней плотностью и твердостью. Используется в основном для изготовления фанеры, лущеного шпона ДСП. Легко обрабатывается и отделывается, при травлении под более ценные породы. В распаренном состоянии хорошо гнется.
  • Недостатки - долго высыхает, легко колется, сильно трескается и коробится. Древесина карельской березы вязкая и твердая, легко поддается столярной обработке. Очень высоко ценится в мозаичных работах и как поделочный материал.
  • Ясень - древесиной похож на дуб. Хорошо гнется после пропаривания.

Дефекты древесины (слайд № 4)

Свилеватость - это волнистое размещение волокон, особенно в прикорневой части дерева. Чаще всего наблюдается у клена, дуба, карельской березы, ореха. Такая древесина трудно поддается обработке, но ценится при изготовлении строганного шпона.

Завиток характерен местным искривлениям годичных слоев вследствии влияния прорости или сучков ствола.

  • Пророст - дефект на участке дерева, возникший в результате механических повреждений клетчатки. Такой дефект чаще всего возникает из-за врастания в заболонь отмершей древесины или коры.
  • Косослой - дефект, выражающийся в том, что волокна древесины размещены наискось. Древесина с косослоем не используется для изготовления.
    Цвет древесины (слайд №5)

Цвет древесины – один из признаков, по которым одна порода дерева отличается от другой.

Древесина липы, сосны, березы, клена, осины - светлая, дуба и ясеня - бурая, грецкого ореха, тика - коричневатая.

Цветовые оттенки различных пород можно классифицировать по основным группам, где преобладающим будет один цвет древесины.

  • Желтый- береза, ель, липа, осина, граб, клен, пихта, ясень, барбарис, карельская береза.
  • Бурый – кедр, тополь, бук, лиственница, ольха, груша, слива, каштан.
  • Коричневый – черешня, яблоня, абрикос, грецкий орех.
  • Красный – тис, красное дерево.
  • Розовый – лавровишня, чинара.
  • Оранжевый – крушина.
  • Фиолетовый – сирень, бирючина.
  • Черный – мореный дуб, эбеновое дерево.
  • Зеленоватый – хурма, фисташка.

Физико-механические свойства древесины (слайд № 6)

  • Твердость - способность сопротивляться обработке режущими инструментами. В нижней части ствола твердость больше чем в верхней.
  • Прочность – способность древесины сопротивляться воздействующим на нее усилиям.
  • Упругость – способность древесины изменять свою форму под воздействием внешних сил и принимать прежнюю форму после прекращения этого воздействия.
  • Пластичность – способность древесины изменять (без разрушения) под давлением свою форму и сохранять ее после снятия нагрузки.

Условная плотность древесины – это отношение минимальной массы к максимальному объему образца. По плотности при влажности 12% древесные породы разделяются на группы:

Влажность – физическое свойство древесины, характеризующееся количеством содержащейся в ней влаги.

Гигроскопичность – это способность древесины поглощать или отдавать влагу.

Теплопроводность – способность древесины проводить тепло от одной поверхности к противоположной. Хвойные породы имеют меньшую плотность, а следовательно, и меньшую теплопроводность.

Звукопроводимость – способность древесины проводить звук. Звук в различных направлениях распространяется с неодинаковой силой. Так, звукопроводность вдоль волокон в 4-5 раз выше, чем поперек.

Высокая горючесть древесины снижает пожароустойчивость здания.

Пиломатериалы (слайд № 7)

  • Брусья – это пиломатериалы толщиной и шириной более 100 мм (до 400х400 мм). По числу пропиленных сторонон брусья могут быть двухкантными, трехкантными и четырехкантными.
  • Доски – это пиломатериалы толщиной и шириной от 16 до 100 мм., ширина которых превышает толщину не менее чем в 2 раза. По характеру обработки они бывают необрезные, одностроннеобрезные и обрезные. Ширина досок от 275 мм, длина до 6.5 м. Широкая сторона в досках называется пластью, а узкая кромкой.
  • Бруски – это пиломатериалы толщиной от 50 до 100 мм, а шириной не более двойной толщины.
  • Строганный и лущеный шпон служит материалом для облицовочных и мозаичных работ. Получают при строгании или лущении древесины:
    • лущёный - береза, ольха, ель, сосна, бук липа.
    • cтроганный - грецкого ореха, ясеня, бука.
  • Фанера состоит из нескольких (трех, пяти и более) склеенных слоев лущеного шпона.
  • Практическая работа.

Ознакомить учащихся с внешним видом наиболее распространненых пород древесины, образцов пиломатериалов, шпона, фанеры. Научить учащихся по внешнему виду образцов определять породу древесины и вид пиломатериала.

V. Подведение итогов уроков

Вы сегодня познакомились с древесиной как с конструкционным материалом. Узнали о строении древесины, вспомнили различные породы. Ознакомились с различными свойствами древесины. У знали что такое пиломатериалы и где они применяются. Эти знания вам пригодятся при дальнейшем изучении технологии обработки древесины, а некоторым возможно пригодятся в повседневной жизни.

СОВЕТ. При возможности данные слайды можно распечатать как плакаты или как раздаточный материал для учащихся.

В последнее время все большую популярность на рынке строительных материалов приобретают изделия из клееной древесины. Технология производства этой продукции достаточно хорошо изучена и широко освещалась в специальных изданиях. В статье изложена классификация клееной древесины в Германии, поскольку эта продукция имеет наибольшее распространение именно в Европе.

Конструкционная древесина - что это такое?

Конструкционная древесина - наиболее простой тип строительных пиломатериалов, изготавливаемый в основном из ели или сосны. Этот тип продукции является высокотехнологичным и постепенно получает широкое применение в современном строительстве.
Процесс изготовления начинается с тщательной технической сушки досок хвойных пород, разделенных по сердцевине, до необходимого уровня влажности, который, однако, не должен превышать 15%. При этом необходимо следить за тем, чтобы в процессе сушки древесина не деформировалась. Высушенные доски проходят через строгальную линию, а затем сортируются вручную или автоматически по прочности. В это же время маркируются и вырезаются дефекты. В первую очередь сортировка производится для обеспечения необходимого уровня качества (нормы DIN 4074 - сортировка по прочности). В процессе сортировки могут также учитываться и эстетические требования, что бывает необходимо при производстве клееной продукции для внутренней отделки помещений. Затем производится сращивание заготовок на зубчатый шип. Это процесс производства теоретически бесконечной клееной доски.
После высыхания клея, заготовки проходят через строгальную линию и торцуются по длине. Конструкционная древесина широко применяется в современном производстве деревянных конструкций благодаря высокому уровню качества.
Применение:
– каркасные конструкции;
– опалубки - надстройки, пристройки;
– потолочные перекрытия;
– внутренняя отделка.
Классы сортировки: S10. (Цифра означает допустимое напряжение на изгиб в ньютонах на мм 2).

Размеры продукции (мм): Стандартные сечения

Ширина
Толщина 120 140 160 180 200 240
60 X X X X X X
80 X X X X X
100 X X
120 X X X

Двухслойные и трехслойные клееные балки

Название данного продукта помогает представить их способ производства, а именно: две доски склеиваются друг с другом. При этом необходимо, чтобы одна из досок была приклеена сердцевиной наружу. И это не случайно, так как именно такая технология склеивания позволяет существенно минимизировать трещины в древесине. Кроме того, в области сердцевины, которая является лицевой стороной склеенной двухслойной балки, меньше всего дефектов, что дает неоспоримое преимущество для продукции в эстетическом смысле.
Процесс изготовления трехслойных балок повторяет процесс изготовления двухслойных балок, различие лишь в том, что в этом случае склеиваются не две, а три доски. Процесс изготовления проистекает так же, как и в случае с производством конструкционной древесины, при этом добавляется операция склейки ламелей по пласти и строгание балок.
Допустимые размеры сечений отдельных ламелей:
– макс. ширина: 240 мм;
– макс. толщина: 80 мм;
– макс. площадь сечения доски: 150 кв. cм;
– в зависимости от сечения длина достигает 18 м.
Классы сортировки: S10, S13.
Область применения:
– рамочные конструкции;
– каркасные сооружения;
– стропила;
– опоры.

Размеры продукции для двухслойных и трехслойных балок (мм):

Двухслойные балки Трехслойные балки
Ширина
Высота 80 100 120 140 160 180 200 240
100 X X
120 X X X
140 X X X
160 X X X X X X
180 X X X X X
200 X X X X X X
220 X X X X
240 X X X

Многослойная клееная древесина

Многослойная клееная древесина одним своим названием определяет способ производства. Отдельные заготовки (доски) склеиваются по длине и толщине друг с другом. В Германии основная доля производства многослойной клееной древесины приходится на сосну или ель.
Область применения:
– навесы;
– зимние сады;
– стропила;
– балочные конструкции;
– мосты;
– складские, спортивные и производственные сооружения;
– опоры;
– стойки;
– перила;
– беседки и галереи.
Допустимая толщина ламелей для прямых строительных элементов без специальных климатических требований - от 6 до 42 мм.
Прямые строительные элементы с климатическими требованиями - от 6 мм до 33 мм.
Классы прочности: BS11, BS14, BS16, BS18.
Размеры продукции (мм): Стандартные сечения при длине:12-18 (24 м).

Размеры продукции (мм): Стандартные сечения при длине:12-18 (24 м)

Ширина
Высота 60 80 100 120 140 160 180
100 X
120 X X X X
140 X
160 X X X X X X
200 X X X X X X
240 X X X
280 X X X
320 X X X X
360 X X X
400 X X

Преимущества использования многослойной клееной древесины:

– высокий уровень прочности и жесткости, и в то же время - небольшой вес;
– высокая стабильность форм и соответствие нужным размерам;
– образование трещин практически исключается;
– отсутствие искажений и искривлений при конструкции заготовок большого сечения и длины;
– возможность изготовления продукции любой длины и сечения;
– высокое качество поверхности;
– не требуется химической консервации древесины (в зависимости от конструкции) благодаря низкому уровню влажности древесины (– особенно хорошо подходит для химически агрессивной среды (например, складские сооружения для хранения удобрений);
– качество продукции гарантируется постоянным контролем производственного процесса.

Нормы допуска к продаже продукции клееной древесины на территории Германии

Производство клееных и несущих деревянных элементов требует не только специальных технических знаний, но и специально оборудованных производственных площадей, специализированных станков и установок, а также мероприятий по контролю за качеством продукции, т.е. экспортироваться и использоваться в строительстве может только исключительно качественно изготовленная продукция.
Предприятия, которые ставят себе задачу производить деревянные клееные элементы на экспорт, должны в соответствии с нормами DIN 1052 - 1(EN 338) "О предприятиях, обрабатывающих древесину", глава 12.1 получить соответствующий допуск. При оформлении допуска производства фирма-производитель получает соответствующее свидетельство допуска, которое подразделяется на следующие 4 группы:
Допуск "A" (многослойная клееная древесина, двух- и трехслойные клееные балки) - подтверждение профпригодности для производства клееных деревянных элементов несущих конструкций всех видов. В основном, производство охватывает изготовление деревянных деталей и многослойной клееной древесины длиной, заданной самим производителем.
Допуск "B" (многослойная клееная древесина, двух- и трехслойные клееные балки) - подтверждение профпригодности для производства клееных деревянных элементов несущих конструкций (например, балки, опоры и стойки с опорной шириной до 12 м). Как правило, данная категория допуска предполагает производство прямых элементов конструкций из многослойной клееной древесины.
Допуск "C" (конструкционная древесина) - подтверждение профпригодности для производства клееных специальных строительных элементов в соответствии с заключением о допуске от Института строительных технологий, Берлин (к примеру, методы строительства треугольными опорными элементами, доски для лесов, деревянные блочные элементы, опалубки, обрезные пиломатериалы с нанесением клея на торец), особенно для соединений на шип.
Допуск "D" - подтверждение профпригодности для производства клееных материалов для стен и крыши, для щитовых конструкций деревянных домов.
В нормах допусков категорий A, B, C (специальные элементы конструкций) в любом случае указывается, что предприятия должны доказать уровень качества сращивания на шип элементов многослойной клееной древесины в соответствии с нормами DIN 68140-1.
Кроме того, в допусках "А" и "В" указывается, что в соответствии с нормами DIN 68140-1 специальные строительные элементы и сращивание на шип производится из досок соответствующего класса.

П. А. Выпов
коммерческий директор "ЭМИТИМАШ"