Лабараторные работы(практикум)

Т а б л и ц а

3.8

Результаты определения прочности древесины при скалывании

Плоскость скалывания ____________________

Определения

Образцы

1

2

3

Ширина образца b, мм

Длина скалывания , мм

Площадь скалывания S, мм2

У

Максимальное усилие Fmax, Н

Предел прочности при скалывании , МПа

Т

Влажность в момент испытания W, %

Предел прочности при влажности 12 %, МПа

Н

Среднее арифметическое значение предела

прочности при скалывании, МПа

Б

Заключен е

После получения результатов спытанйя, предусмотренных зада-

ниями 4, 5 и 6, становится

, насколько различны могут быть по-

и

казатели прочности древесины в зависимости от расположения ее

волокон и направления наг узки. Это обстоятельство подлежит учету

р

при расчете врубок с р пил, ст ек, узлов деревянных ферм и других

конструкций.

из в зм жных примеров приведен на рис. 3.6.

ясно

т

Один

з

о

п

Рис. 3.6. Узел стропильной системы:

е

1 – площадь скалывания; 2 – площадь восприятия сжимающей нагрузки

от верхнего пояса; 3 – площадь растяжения

Р

71

которых состоит:

1) из слоя ранней древесины (весна – лето), светлоокрашенной,

й

пористой, малопрочной и недолговечной;

2) из слоя поздней древесины (лето – осень), темной за счет на-

сыщения смолой, плотной, прочной водостоБкой.

Рассматривая под микроскопом раннюю и позднюю древесину

р

годичных слоев, можно сделать вывод, что чем больше в сечении

поздней древесины, тем выше ее плотность, а следовательно, и

о

и

прочность при сжатии.

Содержание поздней д евесины можно приблизительно опреде-

т

лить, используя ГОСТ 16483.18, следующим образом.

На гладко обраб анн й п верхности поперечного разреза дре-

и

весины проводят л н ю в радиальном направлении (перпендику-

лярно касательным к годичным кольцам), и на ней отмечают отре-

зок длиной , напр мер, 30 мм (но не менее 20 мм).

з

На этом отрезке с помощью

измерителя под лупой замеряют

ширину слоев поздней древеси-

о

ны (темные участки) в каждом

поперечном слое (а1, а2, а3… аn)

Р

п

(рис. 3.7).

Все

полученные

величины

е

суммируют и вычисляют по

формуле

содержание

поздней

Рис. 3.7. Определение процентного

древесины m в процентах:

содержания поздней древесины

72

m

i 1

100,

(3.10)

где

ai a1 a2

a3...an .

У

(3.11)

Т

Средняя плотность зависит от породы дерева, его пористости. С

увеличением плотности прочность древесины возрастает.

Н

Именно эти зависимости положены в основу эмпирических фор-

мул расчета прочности древесины при сжатии вдоль волокон

Б

(в МПа), которые были получены в результате обобщения большого

объема экспериментальных данных.

Эмпирические формулы

позволяют ориентировочно оценить

прочность древесины:

й

1) по содержанию поздней древесины;

и

2) по величине средней плотности древесины при стандартной

влажности.

при

Прочность древесины

сжат

Rсж в МПа при стандартной

влажности рассчитывают по фо мулам

о

(3.12)

Rсж 12

= А m + В, МПа;

з

Rсж 12 = С ρср 12 + D, МПа,

(3.13)

где m – содержанте поздней древесины, %;

о

ρср 12

– средняя плотность древесины при стандартной влажно-

сти, г/см3;

и

п

А, В, С, D – эмпирические коэффициенты, принимаемые по

табл. 3.9.

е

Р

73

Коэффициенты

Вид

А

В

У

испытания

лиственные

хвойные

лиственные

хвойные

породы

породы

породы

Т

породы

Сжатие вдоль

0,32

0,6

30,0

30,0

волокон

С

D

68

61

-

10

Б

Эмпирические формулы позволяют ориентировочно оценить

прочность древесины, зная содержание в ней поздней древесины.

Для древесины сосны предел прочности при сжатииНвдоль воло-

Результаты

спытаний

кон в МПа можно оценить по формуле

и

(3.14)

Rсж = 0,6 m + 30.

Результаты испытания следует записать в табл. 3.10.

т

р

Т а б л и ц а

3.10

и

Результаты определенияосодержания поздней древесины

Порода _______________

Определения

Номер образца

1

2

3

п

Общаяздлина отрезка по радиальному направ-

лению ри п перечном разрезе, мм

е

Суммарнаяоширина частей поздней древесины

Р

в годичных слоях аί, мм

Содержание поздней древесины m, %

Ориентировочный предел прочности древесины

при сжатии вдоль волокон по эмпирической

формуле, МПа

74

Задание 8. ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ ДРЕВЕСИНЫ

Каждый студент рассматривает под микроскопом микрострукту-

ру древесины, используя имеющуюся на кафедре коллекцию шли-

Н

фов различных пород. Рассмотрению подлежат поперечный, радиУ-

альный и тангентальный разрезы древесины. Характерные текстуры

древесины в указанных разрезах необходимо зарисоватьТ, обратив

особое внимание на клеточное строение древесины, ее пористость

(связать с результатами из задания 3), специфику формы и распо-

й

ложения клеток, приводящую к тому, что на одинаковых по длине

участках в трех характерных направлениях (вдоль волокон, ради-

оения

альном и тангентальном) размещается различноеБчисло клеток.

Именно этим объясняется разл чная вел чина линейной усушки в

р

е 2).

указанных направлениях (см. задан

При рассмотрении попе ечного

азреза древесины следует обра-

ода

годичных слоев, состоя-

тить внимание на особенность ст

щую в том, что каждый из них с стоит из более светлой и пористой

т

внутренней части, браз ванн й в начале вегетационного периода,

и более темной

пл

н й наружной части, образованной в конце

и

каждого года. Это соответственно ранняя

вегетационного пер

з

на годичного слоя.

и поздняя древес

о

Задание 9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

ПО НАЛИЧИЮ ПОРОКОВ

Студентам предлагается определить качество (сортность) образ-

е

цов иломатериалов по наличию в них пороков, используя для это-

Р

го ГОСТ 2140 «Пороки древесины. Классификация, термины и оп-

пр д ления, способы измерения» и Технические условия на пилома-

Результаты испытаний

Результаты осмотра и измерения заносят в табл. 3.11.

Т а б л и ц а

3.11

Оценка качества пиломатериалов по наличию пороков

Вид пило-

Порода

Пороки

Сорт пило-

Норма ограниче-

материалов

ния пороков для

материала

древесины

по ГОСТ

данного сорта

У

Задание 10. ЗАЩИТА ДРЕВЕСИНЫ ОТ Г ИЕ

ИЯ

И ВОЗГОРАНИЯ

Т

Методика испытаний

Н

Для повышения долговечности древесины и огнезащиты применяют

защитные средства, которые подразделяются на антисептики, антипи-

Б

рины и средства комбинированного де ствия. Студенты знакомятся с

некоторыми защитными средствами, определяют по ГОСТ20.022.2 их

назначение, основные свойства область применения.

й

Результаты испытаний

и

Результаты осмо ра зан сят в табл. 3.12.

р

о

Т а б л и ц а

3.12

Методы

ащ

древесины от гниения и возгорания

ты

Наимен вание

Раствори-

Область

и

Назначение

мость и вы-

примене-

защитн го

Состав

з

мываемость

ния

средства

о

Заключение

п

е

Р

№

Определения

Полученные результаты

пп

1

2

3

среднее

1

Влажность, %

2

Линейная усушка, %:

У

вдоль волокон

в радиальном направлении

Н

в тангентальном направлении

3

Плотность при влажности 12 %,

Б

Т

кг/м3

4

Пористость, %

5

Предел прочности при влажности

12 %, МПа:

й

при сжатии вдоль волокон

при изгибе

при скалывании вдоль волокон

6

Микроструктура

7

Содержание поздней д евес ны

m, %

о

и

8

Качество

иал в по на-

пиломате

р

личию пороков

9

и

Защитные средс ва

з

Контрольные вопросы для защиты лабораторной работы

го

1. Чем бъясняется высокое значение коэффициента конструк-

тивн

качества древесины?

п

2. Какие экспериментальные данные необходимо иметь для рас-

е

чета к эффициента конструктивного качества древесины?

3. С какой целью определяется коэффициент конструктивного

Р

кач ства?

7. По каким направлениям разрезов ствола дерева изучается

микроструктура древесины?

8. Как определить среднюю плотность древесины?

9. В каком направлении древесина характеризуется наибольшей

прочностью при сжатии и растяжении?

10. При каком направлении действия разрушающего усилия дре-

весина лучше работает на изгиб?

11.

Как определить влажность древесины?

12.

Что такое гигроскопическая и капиллярная влажность древе-

сины?

Н

У

13.

Какова величина стандартной влажности древесины?

14.

В каких пределах изменяется линейная усушка в радиальном

и тангентальном направлениях?

Т

15.

В каком из направлений наблюдается наибольшая усушка

древесины при уменьшении влажности и наибольшее разбухание

при увеличении влажности?

й

16.

В каком из направлений наблюдается наименьшая усушка

древесины при уменьшении

влажности

и наименьшееБ

разбухание

при увеличении влажности?

17.

р

В каком направлении вероятно выпучивание (коробление)

доски при увеличении влажности д евес ны?

18.

о

В каком направлении ве оятно выпучивание (коробление)

доски при уменьшении влажн сти д евесины?

19.

т

Нарисовать и бъяснить схему коробления досок при высы-

хании.

20.

В каком направлении вытянуты клетки древесины?

21.

з

В каком направлении наблюдается наименьшая теплопро-

водность древес ны?

о

22.

Какая часть древесины годичного слоя плотнее: внутренняя

(ближе к сииствола) или наружная?

п

23.

Как е значение имеет содержание поздней древесины?

е

24.

Чем пределяется сорт пиломатериалов?

25.

Для чего предназначены антисептики?

Р

26.

Для чего предназначены антипирины?

78

Л и т е р а т у р а

1.

П о п о в К.Н., К а д д о М.Б., К у л ь к о в

О.В. Оценка

качества строительных материалов. М.: Ассоциация строительных

вузов, 1999. С. 240.

2.

П о п о в Л.Н. Лабораторные испытания строительных мате-

риалов и изделий. – М.: Высш. школа, 1984. – 165 с.

3.

ГОСТ 16483.1. Древесина. Метод определения плотности.

4.

ГОСТ 16483.5. Древесина. Методы определения предела

прочности при скалывании вдоль волокон.

Н

У

5.

ГОСТ 16483.7. Древесина. Методы определения.

6.

ГОСТ 16483.10. Древесина.

Методы

определения предела

прочности при сжатии вдоль волокон.

Б

Т

7.

ГОСТ 2140. Видимые пороки древесины. Классификация,

термины и определения, способы измерения.

8.

й

ГОСТ 2695. Пиломатериалы лиственных пород. Технические

условия.

и

9.

ГОСТ 8486. Пиломатериалы хво ных пород. Технические ус-

ловия.

древес

ны. Классификация.

10. ГОСТ 20.022.2. Защита

о

а б о т а № 4

Л а б о р а т

н а я

т

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

КЕРАМИЧЕСКОГО И СИЛИКАТНОГО КИРПИЧЕЙ

наком

Цель работы

ться с образцами кирпича разных видов из имею-

1. О

щейся в лаб

риирато коллекции.

2.

Освзить методики стандартных испытаний кирпича на лабо-

рат рн м

б рудовании

для определения

физико-механических

свойств.

Р

3.

Освоить навыки определения основных показателей качества

кирпича в соответствии с требованиями нормативной документации

(СТБ, ГОСТ).

е4. Определить особенности применения различных видов кирпи-

1. Какое основное и вспомогательное сырье используют для по-

лучения керамического и силикатного кирпичей?

2. Общая технология получения керамических изделий и сили-

катного кирпича.

3. Классификация керамических изделий по их назначению.

4. Какие стеновые керамические материалы Вы знаете?

5. По каким свойствам оценивают качество стеновых штучных

Н

У

материалов (кирпича силикатного и керамического)?

6. Какие отделочные керамические материалы Вы знаете?

7. Какие свойства определяют качество материалов дляТнаруж-

ной отделки зданий?

8. Какими свойствами обладает глина? известковое тесто?

й

9. Какие керамические материалы получают методом полусухого

прессования?

оизводстве

10. Какие керамические материалы получаютБспособом пласти-

ческого формования?

матер

11. Какие керамические

алы получают литьевой (шликер-

ной) технологией?

о

керамических изделий при-

12. С какой целью при п

меняют глазирование и анг би

вание?

известк

выевключениявкерамическом кирпиче?

13. Чтовызывают

4.2. Задания к лабораторной работе

з

Задание 1. Оценка качества стеновых материалов по показателям

о

внешнегов да предельнымотклонениямотгеометрическихразмеров.

Задание 2.иОпределение водопоглощения по массе при атмо-

сферн м давлении.

Задание 3. Определение средней плотности кирпича.

Задание 4. Определение плотности (истинной плотности) и по-

Р

ристости кирпича.

пЗадание 5. Оценка теплопроводности кирпича и расчет требуе-

мой толщины стены.

еЗадание 6. Оценка морозостойкости кирпича.