6 Изучение пороков древесины

Изучение пороков древесины производится по образцам, плакатам, атласам и стандартам. Для этого производится разделение образцов на группы с помощью определителя, устанавливается вид и разновидность пороков на образцах каждой группы.

Пороки измеряются и зарисовываются. Дается заключение об их возможном влиянии на свойства древесины, как деловой, так и декоративной.

7 Определение породы древесины по внешнему виду

Каждая древесная порода имеет свои характерные особенности, по которым ее можно отличить от другой породы. Основными признаками при определении породы по внешнему виду являются:

– наличие ядра, ширина заболони и характер перехода от ядра к заболони;

– степень видимости годичных слоев;

– различие в окраске ранней и поздней древесины;

– видимость сердцевинных лучей на основных разрезах;

– наличие и размеры сосудов, характер их расположения в годичном слое;

– наличие смоляных ходов, размеры их и количество;

– наличие сердцевинных повторений в древесине некоторых пород.

Выводы по работе

По полученным результатам сделать заключение о состоянии древесины по показателю равновесной влажности. Охарактеризовать степень однородности образцов древесины (по числу годичных слоев в 1 см), сравнивая результаты всех звеньев. По результатам определения прочности сделать вывод о том, каким видам нагрузки древесина сопротивляется лучше и почему. Составить рекомендации по использованию древесины в строительных конструкциях.

Дать заключение о возможности использования эмпирических формул для предварительной оценки прочности древесины.

Сделать выводы о влиянии влаги на механические свойства древесины, наметить пути повышения эффективности и долговечности древесины.

На основе изучения пороков древесины дать заключение об их влиянии на эксплуатационные и эстетические свойства.

Определить породу древесины по внешнему виду.

Контрольные вопросы

1 Укажите положительные свойства древесины как строительного материала.

1 Биохимическая стойкость.

2 Способность к набуханию и усушке.

3 Гигроскопичность.

4 Сравнительно высокая прочность при небольшой плотности.

2 Укажите недостатки древесины как строительного материала.

1 Анизотропность.

2 Малая твердость и легкость механической обработки.

3 Малая теплопроводность и высокий ККК.

4 Малая плотность.

3 Как характеризуются клетки поздней древесины?

1 Крупные клетки с тонкими оболочками.

2 Мелкополостные клетки с толстыми оболочками.

3 Мелкополостные клетки с тонкими оболочками.

4 Крупные клетки с толстыми оболочками.

4 Что называют точкой насыщения волокон?

1 Влажность древесины, соответствующую предельно возможному количеству влаги.

2 Влажность свежесрубленной древесины.

3 Влажность древесины, соответствующую предельному количеству гигроскопической влаги.

4 Равновесную влажность древесины.

5 Каким видам нагрузки лучше всего сопротивляется древесина?

1 Растяжению вдоль волокон.

2 Статическому изгибу.

3 Сжатию поперек волокон.

4 Сжатию вдоль волокон.

6 От какого вида влаги существенно зависит прочность древесины?

1 От количества гигроскопической влаги.

2 От количества капиллярной влаги.

3 От разности между гигроскопической и капиллярной влаги.

4 От общей влажности древесины.

7 Какая влажность принята стандартной при испытании древесины?

1 8 %. 2 12 %. 3 23 %. 4 35 %.

8 Какие показатели необходимы для определения равновесной влажности древесины по диаграмме Н. Н. Чулицкого?

1 Относительная влажность воздуха и влажность древесины по массе.

2 Температура и относительная влажность воздуха.

3 Температура воздуха и влажность древесины по массе.

4 Температура воздуха и точка насыщения волокон.

9 Какими путями устраняют отрицательное влияние влажности на строительно-технические свойства древесины?

1 Обработка древесины антипиренами.

2 Обработка древесины шлифованием.

3 Сушка древесины и нанесение лакокрасочного покрытия.

4 Применение древесины в абсолютно-сухом состоянии.

10 В чем заключается эффективность производства и применения клееных деревянных конструкций?

1 Используются пиломатериалы с большим количеством пороков.

2 Упрощается и удешевляется процесс изготовления конструкций.

3 Повышается прочность, водо- и биостойкость древесины.

4 Уменьшается количество операций по механической обработке древесного сырья.

Лабораторная работа № 3

КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Общие сведения

Строительная керамика – искусственный камнеподобный материал, получаемый из рыхлого глинистого сырья путем его измельчения, увлажнения с последующими операциями формования, сушки и спекания обжигом при высоких температурах.

Разнообразие свойств керамических материалов и изделий зависит от вида сырья, от его химико-минералогического и зернового составов, состава сырьевой шихты, особенностей технологии и условий обжига.

Глинистое сырье представляет собой смесь глинообразующих минералов и примесей, находящихся в различных соотношениях.

Глинообразующие минералы – водные алюмосиликаты. Важнейшими из основных минералов глины являются каолинит (Al₂O₃· 2SiO₂· 2H₂O), монтмориллонит (Al₂O₃· 4SiO₂· nH₂O), гидрослюда (K₂O· MgO· 4Al₂O₃· 7SiO₂· 2H₂O) и др. Примесями считаются кварцевые, карбонатные, железистые, гипсовые, органические включения, содержащиеся в глинах.

В состав глин входят различные по крупности зерна, но характерные для этого сырья высокие пластичность и связность обусловлены наличием в глинах очень мелких частиц пластинчатой формы, размеры которых менее 0,005 мм. Малая величина частиц и, следовательно, большая удельная поверхность, а также пластинчатая форма обеспечивают сцепление между частицами и позволяют им сдвигаться относительно друг друга при формовании без нарушения сплошности керамической массы.

В процессе сушки отформованных изделий из глиняного теста испаряется вода, частицы глины сближаются, что сопровождается воздушной усадкой – уменьшением линейных размеров и объема изделий.

Для регулирования отдельных технологических параметров глинистого сырья в керамическую шихту вводят различные добавки: отощители (для снижения пластичности и уменьшения воздушной усадки), пластификаторы (повышающие пластичность и связность массы), плавни (для снижения температуры спекания); выгорающие добавки (для повышения пористости изделий после обжига) и др.

При обжиге происходят изменения в глинообразующих минералах, примесях и добавках. В интервале температур 550...600 °С происходит дегидратация глинистых минералов, т.е. удаление химически связанной воды. Так из минерала каолинита образуется метакаолинит (Al₂O₃·2SiO₂), имеющий почти аморфное строение.

При повышении температуры до 850 °С метакаолинит распадается с образованием глинозема (g-Al₂O₃) и кремнезема (SiO₂), взаимодействующих между собой при температурах 920...980 °С с образованием нового минерала муллита (3Al₂O₃·2SiO₂) в аморфной, стекловидной форме, который обладая высокой прочностью, твердостью, химической стойкостью, придает керамическим изделиям наиболее ценные свойства.

Параллельно идут процессы и в примесях: дегидратация гипса, слюды, гидроксидов железа, декарбонизация известняков и доломитов, модификационные превращения кварца, выгорание органики и др. Образующиеся при этом оксиды взаимодействуют с избыточным аморфным кремнеземом с образованием жидкой фазы – силикатного расплава.

Количество расплава зависит от температуры обжига, а также от химико-минералогического состава глинистого сырья, наличия добавок, реакционной способности и дисперсности компонентов шихты, состава печной среды и продолжительности обжига.

Нарастание плотности и прочности изделий при обжиге объясняется не столько образованием керамического стекла – муллита и ряда других соединений, сколько действием прослоек образовавшегося расплава, который за счет энергии поверхностного натяжения сближает и связывает твердые тугоплавкие частицы.

Уплотнение и упрочнение керамических изделий при обжиге называется спеканием, которое сопровождается огневой усадкой (до 6 %). Степень спекания тесно связана с количеством образовавшегося при обжиге расплава.

Обжиг изделий стеновой керамики, которые должны обладать прочностью и пористостью, ведут в условиях, когда в изделиях образуется минимальное количество расплава (6...8 %), что обеспечивает лишь цементацию всей системы и достаточную прочность керамического черепка (R_сж > 5 МПа) после обжига.

Обжиг изделий, которые в условиях эксплуатации должны быть плотными, прочными, износостойкими и водонепроницаемыми (плитки для полов), ведется при более высоких температурах (до 1250 °С), до полного спекания. Это позволяет получить плотный спекшийся черепок с малыми значениями пористости и водопоглощения (не более 3,8 %).

Степень спекания глин определяет пористость керамического черепка после обжига, следовательно, и многие его свойства: плотность, прочность, теплопроводность, водостойкость, водонепроницаемость, водопоглощение и др.

По степени спекания керамические изделия делят на две группы:

– пористые изделия, имеющие землистый излом, шероховатую поверхность, издающие при ударе глухой звук, с водопоглощением по массе более 5 %;

– плотные изделия, имеющие блестящий раковистый излом, издающие при ударе чистый звук, водонепроницаемые с показателем водопоглощения по массе менее 5 %.

Цель работы

Изучить основные свойства изделий строительной керамики; исследовать их зависимость от степени спекания; определить показатели плотности, пористости и водопоглощения; установить марку керамического кирпича по прочности. Сравнить полученные результаты с данными, приведенными в таблице 15.

Таблица 15 − Исходные материалы для исследований

Вид керамики	Интервал обжига, °С	Водопоглощение, %
Кирпич керамический рядовой	800…1100	> 8
Плитки для внутренней облицовки	950…1100	< 16
Плитки для полов	1150…1250	< 3,8
Трубы канализационные	1100…1160	≤ 11

Порядок выполнения работы

Для решения задач исследования, поставленных в работе, каждое звено студентов испытывает образцы одного из видов строительной керамики, исходные данные по которым приведены в таблице 15.

Для каждого вида строительной керамики определяются показатели водопоглощения, открытой пористости и плотности образцов. Кроме того, каждое звено студентов испытывает образцы кирпича для определения пределов прочности при изгибе и сжатии.