Gatunki sosny i ich właściwości. Właściwości mechaniczne drewna. Badanie właściwości mechanicznych drewna pod kątem zginania

Różnice operacyjne produkty wykonane z litej sosny i świerku

Wśród konsumentów można spotkać dwie przeciwstawne i uzasadnione opinie. Niektórzy konsumenci twierdzą, że lepiej kupować produkty wykonane z litej sosny; ich cechy lepiej odpowiadają współczesnym wymaganiom. Inni, nie bez powodu, twierdzą, że drewno było spożywane nieco lepiej iw trakcie prace budowlane i produkcji mebli, bardziej wskazane jest użycie tych materiałów. Gdzie jest prawda, który z nich ma rację? W tym artykule postaramy się udzielić odpowiedzi niezależnego eksperta, mamy nadzieję, że zgodzisz się z naszą opinią.

Twardość niektórych gatunków drewna, MPa

Drzewo jest materiał budowlany z najstarszym dziedzictwem w Szwecji. Ponieważ drewno jest wykorzystywane w budownictwie do różnych celów – ram konstrukcyjnych, okładzin ścian zewnętrznych i wewnętrznych, okuć, wykładziny podłogowe, szalunki i rusztowanie, lista jest długa – ważne jest, aby zrozumieć, jak zachowuje się drewno różne warunki. Ze względu na swoje specyficzne właściwości, każdy rodzaj drewna ma typowe zastosowania.

Kierunek łyku w konstrukcji drewnianej pod obciążeniem

Świerk to drewno wykorzystywane przede wszystkim jako drewno konstrukcyjne. Sosna jest powszechnie używana do frezowania, listew i wewnętrzna podszewka, chociaż można użyć świerku. Do produkcji podłóg i mebli wykorzystuje się drewno liściaste, takie jak dąb i buk.

Niektóre różnice między drewnem

Na początek muszę to powiedzieć na swój sposób cechy biologiczneświerk i sosna są uważane za bardzo bliskich krewnych. Jak wszystkich krewnych, łączy ich znacznie więcej niż różnic, dlatego niektórzy producenci drewna nawet nie rozróżniają i sprzedają drewno razem. Oczywiście i w tej samej cenie. Ale są też różnice, dzięki którym doświadczeni budowniczowie i stolarze mogą z łatwością rozróżnić różne deski. Pierwszą różnicą jest wzór strukturalny drewna. W świerku sękliwość jest nieco większa, ale wszystkie sęki są znacznie mniejsze. Druga różnica polega na tym, że kolor drewna świerkowego jest jaśniejszy, czasem prawie biały, a tarcica sosnowa ciemniejsza wygląd wzór struktury jest bardziej wyraźny.

Drewno z południowej Szwecji jest gęstsze, mocniejsze i mocniejszy od drewna z północnej Szwecji. Dzieje się tak pomimo faktu, że drewno z południowej Szwecji ma zwykle szersze słoje niż drewno z północnej Szwecji. Powodem tego jest to, że grupa letnie drzewa, ciemna część pierścienia wzrostu, szersza w południowej Szwecji. Summerwood, który waży 900 kg na metr sześcienny drewno suche, trzykrotnie gęstsze od drewna wiosennego, które waży 300 kg na metr sześcienny suchego drewna.

Właściwości materiału różnią się między sobą różne typy drewno Nawet w obrębie tego samego gatunku drewna istnieją znaczne różnice pomiędzy różnymi lokalizacjami, ale także pomiędzy nimi różne drzewa, uprawiane w tym samym miejscu. Jednak nadal istnieje większa zmiana w obrębie tego samego drzewa, na przykład pomiędzy różne wysokości w drzewie, pomiędzy drewnem bliskim skórki i kory oraz pomiędzy jesionem i drewnem letnim w oddzielnych słojach. Sęki i inne zniekształcenia włókien wpływają również na właściwości techniczne drewna.

Drewno świerkowe może mieć czasami słaby pojedynczy lub żółtawy odcień, słoje są dość wyraziste, drewno późne ma ciemniejsze odcienie, promienie rdzeniowe prawie niewidoczny. Świerk jest znacznie mniej żywiczny. Kieszenie z żywicy są rzadkie i mają niewielkie rozmiary. Świerk wygina się łatwiej, ale z tego powodu jest nieco trudniejszy w obróbce duża ilość twarde węzły.

Normalne różnice we właściwościach gęstości, wytrzymałości i sztywności w obrębie tego samego rodzaju drewna o niezakłóconej strukturze słojów. Gęstość ± 20% Wytrzymałość ± 40% Moduł sprężystości ± 35%. . W rezultacie współczynnik między na przykład średnią wytrzymałością materiału drzewnego a dopuszczalnym naprężeniem eksploatacyjnym jest większy w porównaniu z innymi materiałami budowlanymi.

Skład i struktura drewna

Liczby bez nawiasów oznaczają właściwości stanu równoległego do włókien, a cyfry w nawiasach oznaczają właściwości prostopadłe do włókien. Wszystkie wartości odnoszą się do drewna o wilgotności 12%. Pomimo różnic pomiędzy sosną i świerkiem, należy je uznać za statystycznie równe pod względem czasu budowy. Podobny skład mają sosny i świerki. W środku przekroju pręta znajduje się rdzeń, który przebiega przez całe drzewo i kończy się na szczycie pąkiem. Klucz otulony jest drewnem, które można podzielić na twardziel i biel.

Drewno sosnowe nigdy nie jest białe, zawsze ma inne odcienie żółte kwiaty czasami zmienia kolor na różowy. Jądro staje się ciemniejsze, z biegiem czasu zmienia kolor i może stać się brązowo-czerwone. Gatunek zdrowy, ma stosunkowo duże kanały żywiczne i kieszenie żywiczne, przy czym przewody żywiczne są skupione głównie w drewnie późnym. Biel jest dość szeroka, żółta lub różowa, słoje są wyraźnie widoczne na całej grubości drewna, promienie rdzeniowe są ledwo zauważalne. Sęki są duże, przeważnie okółkowe, ale zdarzają się również sęki tytoniowe. Ponadto, węzły tytoniowe znacznie częściej występują w sośnie niż w świerku. Drewno sosnowe jest mniej odporne na infekcje grzybicze, często ma barwę bieli.

Badanie właściwości mechanicznych drewna pod kątem zginania

Podmokłe komórki również są martwe, z wyjątkiem około 5 do 10 procent, które to komórki miąższu przenoszące składniki odżywcze. Ponieważ komórki bieli nie są zatkane żywicą, mogą transportować wodę i rozpuszczalne składniki odżywcze z chłonnych włośników do igieł drzewa. Wilgotność bieli wynosi od 120 do 160 procent. Za lasem znajduje się kambium, czyli warstwa wzrostu łodygi. Kambium wytwarza komórki drzewiaste do wewnątrz i komórki kory na zewnątrz. Kambium jest zamknięte w gumce, często zwanej korą wewnętrzną.


Deski sosnowe

Do budowy domów z bali lepiej jest używać sosny, ma ona większą gęstość i odporność na wpływ czynników atmosferycznych. Dla prace wewnętrzne lepiej jest wziąć świerk, tarcica ma szlachetność biały wygląd. Ponadto sosna z czasem ciemnieje, w niektórych przypadkach staje się lekko czerwonawa, zmiana koloru następuje nierównomiernie wzdłuż cięcia tarcicy. Jakość ta może negatywnie wpłynąć na cechy konstrukcyjne. Pokrótce porównaliśmy niektóre właściwości użytkowe tarcicy sosnowej i świerkowej; teraz musimy rozważyć ich właściwości bardziej szczegółowo.

Warstwa ta transportuje składniki odżywcze w dół pnia i rozprowadza je do żywych komórek w gałęziach, łodydze i korzeniach drzewa. Cebula jest połączona z trucizną poprzez promienie rdzeniowe, które żyją w bieli, ale są martwe w rdzeniu. Zewnętrzna kora pokrywa całą łodygę, zapewniając ochronę przed utratą wody i różnymi pasożytami.

Drewno zawiera również 2-6 procent substancji ekstrakcyjnych. Zdecydowana większość z nich to kwasy żywiczne, kwasy tłuszczowe, węglowodany i minerały. Włókna te mają grubość włosa i mają długość od 5 do 6 mm. Pozostałe ogniwa są krótsze i mają cieńsze ścianki.

Fizyczny cechy porównawcze tarcica sosnowa i świerkowa

  • Gęstość. Gęstość sosny wynosi 500 kg/m3, gęstość świerka 400 kg/m3, dane odpowiadają wilgotności względnej drewna 15%. Jak widać, sosna jest nieco gęstsza od świerku, co oznacza, że ​​drewno z niej pochodzące ma większą odporność na obciążenia fizyczne. Chociaż powinieneś zrozumieć, że w przypadku drewna wskaźniki gęstości mogą się znacznie różnić, jest to żywy organizm, a nie kawałek żelaza. Jeśli chcesz, zawsze możesz znaleźć drewno świerkowe o większej gęstości niż sosna. Gęstość zależy od wieku drzewa, strefa klimatyczna wzrostu, średnie roczne odczyty temperatury i odczyty opadów. Nawet wady rozwojowe i stopień porażenia drewna chorobami grzybowymi wpływają na gęstość tarcicy. Łącznie te czynniki mogą zmienić gęstość o 50% lub więcej w tym czy innym kierunku.
  • Współczynnik przewodności cieplnej. Ten wskaźnik fizyczny jest bezpośrednio zależny od gęstości - im wyższa gęstość, tym wyższy współczynnik przewodności cieplnej. Oznacza to, że świerk lepiej zatrzymuje ciepło niż sosna. Jednak w praktyce różnice te są na tyle nieznaczne, że nie bierze się ich pod uwagę przy projektowaniu domów. W w większym stopniu Na przewodność cieplną wpływa wilgotność względna drewna.

Właściwości mechaniczne. Wskaźnik ten charakteryzuje się kilkoma wskaźnikami. Siła to maksymalne obciążenie, jakie drewno może wytrzymać przed całkowitym zniszczeniem. Stopień odkształcenia to zdolność drewna do powrotu do pierwotnych wymiarów liniowych i kształtów po usunięciu obciążeń statycznych. Odporność na zużycie - zdolność do wytrzymywania ścierania powierzchni w okresach intensywnych obciążeń ściernych. Właściwości mechaniczne są bezpośrednio związane z gęstością; im wyższa gęstość, tym wyższe właściwości mechaniczne. Sosna ma nieco większą gęstość i dlatego jej właściwości mechaniczne są nieco lepsze.

Pomiar twardości drewna, drewna

W okresie wzrostu w kambium powstają nowe komórki. Komórki tworzące się wiosną i wczesnym latem są krótkie i stosunkowo szerokie, o cienkich ściankach. Oznacza to, że gęstość bazowa jest niska, około 300 kg na metr sześcienny. Ze względu na różnice w gęstości popiół wydaje się jaśniejszym pierścieniem niż ciemne lato.

Wytrzymałość, twardość i wytrzymałość niektórych rodzajów drewna

Gęstość drewna, dla wielu kluczowy czynnik właściwości techniczne drewna, zależy głównie od stosunku drewna letniego do szerokości słoja. Dlatego zawężanie gęstości wyłącznie na podstawie szerokości słoja wzrostu jest mylące.

W przypadku przemysłu istnieje kilka innych wskaźników branych pod uwagę podczas produkcji różne produkty z litego drewna.

  • Produktywność. Dość złożony wskaźnik, ma wiele elementów. Do najważniejszych zalicza się gęstość i obecność sęków. Ponieważ świerk ma więcej sęków, wytwarzanie z niego produktów jest nieco trudniejsze. Ale z drugiej strony sosna ma kieszenie żywiczne, które mają raczej negatywny wpływ na wydajność narzędzia tnące, maszyny muszą być częściej zatrzymywane opiekę techniczną i oczyszczenie krawędzi tnących z przylegającej żywicy. Kolejnym wskaźnikiem wpływającym na zdolność produkcyjną jest gęstość. Większa gęstość oznacza, że ​​obróbka materiału jest trudniejsza.
  • Zmienność charakterystyka wydajności. Właściwości drewna mogą się różnić w zależności od wysokości drzewa. Im bardziej stabilne są te wskaźniki, tym bardziej zaawansowane technologicznie jest drewno. Według tego wskaźnika nie ma znaczących różnic między sosną a świerkiem.

1750 rubli

Sposób rozwoju słojów zależy częściowo od klimatu panującego w okresie wegetacyjnym. Dlatego słoje wzrostu są zwykle węższe i mają cieńsze pasma drewna letniego w klimatach chłodniejszych niż w ciepłych. W ten sposób można zobaczyć tempo wzrostu w latach dobrych i złych oraz wpływ różnych działań związanych z hodowlą leśną na warunki wzrostu. Wzrost poprawia się po przerzedzeniu ze względu na lepszy dostęp do światła i składników odżywczych i odwrotnie, wzrost może spaść, jeśli drzewo rośnie zbyt blisko innych, większych sąsiednich drzew.

  • 900 rubli.

  • 450 RUR 455 RUR

  • 1250 rubli

  • 2200 rubli

    Szerokość słojów i udział drewna letniego różnią się w obrębie pnia. W wewnętrznej części łodygi, w młodym lesie w pobliżu korzenia, słoje są często szerokie i cienkie wstęgowe. Zatem gęstość drewna w pobliżu pestki jest mniejsza w porównaniu do drewna dojrzałego znajdującego się dalej wzdłuż promienia pnia. Dzieje się tak na całej długości drzewa.

    Słoje są węższe, z szerszymi grupami drewna letniego, w zewnętrznych częściach pnia, szczególnie w dolnych kłodach. Zatem udział drewna letniego jest wyższy, co zapewnia dojrzałemu drewnu większą gęstość i wytrzymałość. Dolne części łodygi muszą być mocniejsze, aby wytrzymać naprężenia wiatru i śniegu. Zatem gęstość kłody czołowej jest większa niż kłody środkowej lub górnej.

  • 1100 rubli.

  • 320 rubli.

  • 900 rubli.

  • 350 rubli.

    Drewno jest materiałem anizotropowym, co oznacza, że ​​tak różne właściwości w różnych kierunkach. Na przykład drewno jest znacznie mocniejsze w kierunku słojów, czyli wzdłuż rdzenia, niż pod kątem prostym, przez słoje. Dzieje się tak w przypadku, gdy obciążenie jest spowodowane naprężeniami ściskającymi, rozciągającymi lub zginającymi w drewnie.

    Wytrzymałość zależy częściowo od gęstości drewna i tego, jak dobrze kierunek słojów odpowiada kierunkowi sił występujących podczas rozciągania drewna. Kierunek słojów odbiega od kierunku sił w węzłach oraz gdy słoje nie są równoległe do krawędzi drzewa.

  • 4000 rubli.

  • Wybierając materiał na produkt, należy wziąć pod uwagę jego właściwości mechaniczne: twardość, odporność na zużycie, wytrzymałość, odkształcalność.

    Na wytrzymałość wpływa również wilgotność drewna, jego temperatura i okres, w którym jest ono poddawane naprężeniom. Suchy kawałek drewna jest mocniejszy niż ten z większą ilością wilgoci, a drewno chłodniejsze jest mocniejsze niż drewno cieplejsze. Im dłużej drzewo jest naprężone, tym większa jest siła.

    Złamania mogą być stopniowe lub łamliwe. Złamanie kruchości jest nagłe i pojawia się bez ostrzeżenia. Stopniowe pękanie poprzedzone jest jakąś formą ostrzeżenia, taką jak poważne zniekształcenia lub pęknięcia drewna. Wytrzymałość drewna zależy od sposobu występowania naprężeń, zatem istnieje następująca korelacja.

    Twardość drewna (drewno) - to zdolność drewna do przeciwstawienia się penetracji większej ilości substancji ciała stałe. Twardość zależy od gęstości drewna i nie jest taka sama we wszystkich kierunkach. Końcowa twardość powierzchni liściaste gatunki są wyższe niż styczne i promieniowe o 30%, w drzewach iglastych - o 40%.

    Według stopnia twardości gatunki drzew podzielony na trzy grupy: miękki - świerk, sosna, cedr, jodła, jałowiec, topola, lipa, osika, olcha, kasztan, wierzba; solidny - modrzew, brzoza pospolita, buk, dąb, wiąz, wiąz, wiąz (kora brzozy), platan, jarzębina, klon, orzech włoski, popiół, jabłoń; bardzo twarde - akacja biała, grab, dereń, bukszpan, brzoza żelazna, drzewo pistacjowe, cis

    Wytrzymałość drewna nie może być w pełni wykorzystana w punkcie zerwania, dlatego należy wybrać niższy poziom naprężeń. Dzieje się tak dlatego, że właściwości drewna są tak szeroko rozpowszechnione, że konieczne jest tworzenie pól ochronnych.

    Niektóre różnice między drewnem

    Pod względem wytrzymałości sosna i świerk są przetwarzane w podobny sposób i generalnie mają podobne wartości wytrzymałości. Sztywność i twardość można również uwzględnić we właściwościach wytrzymałościowych. Sztywność jest przeciwieństwem zginania lub deformacji. Kiedy kawałek drewna o dużej sztywności jest zakrzywiony, nie daje zbyt wiele, pozostając dość prosty. Stopień zginania zależy od usłojenia drewna i jego modułu sprężystości. Wysoki moduł sprężystości oznacza dużą sztywność.

    Twardość drewna zależy od wielu czynników: wilgotność, zawartość w rocznych warstwach drewna późnego, miejsce wzrostu, termin zbioru. Przykładowo wzrost wilgotności o 1% zmniejsza twardość mechaniczną o 3%, a twardość styczną i promieniową o 2%. Dodatek drewna późnego zwiększa gęstość i poprawia właściwości mechaniczne materiału. Sosny rosnące w suchych miejscach (proste, wysokie pnie) są twardsze niż sosny rosnące na glebie bagnistej. Drewno drzewa ściętego w grudniu ma większą twardość niż w lutym.

    Twardość odnosi się do łatwości uszkodzenia powierzchni pod wpływem nacisku zewnętrznego, takiego jak obcasy na podłodze lub uderzenia w stół. Twardość drewna jest większa przy słojach niż przy nich. Powierzchnia słojów końcowych jest twarda i trwała, ponieważ powierzchnia jest w całości drewniana.

    Oprócz kierunku słojów, twardość drewna zależy przede wszystkim od jego gęstości. W drewniane podłogi, więc drewno wiosenne zużywa się szybciej niż drewno letnie. Zatem drewno z wysoka gęstość należy wybrać do podłogi. Drewno ma dobre właściwości termiczne i jakość materiał termoizolacyjny Stosowane jest tradycyjne drewno. Przewodność cieplna jest większa w kierunku włókien i wzrasta wraz z poziomem wilgoci i gęstością.

    Twarde skały z reguły bardziej nadają się do obróbki skrawaniem (wiercenie, toczenie, frezowanie). Są wykorzystywane w produkcji parkiet, panele ścienne(podszewka), narzędzia, urządzenia. Miękkie rasy używany do przetwarzanie ręczne przy użyciu noży, noży, dłut.

    Pomiar twardości drewna, drewna

    Aby zmierzyć twardość drewna metodą Brinella, należy wziąć stalową kulkę o średnicy 10 milimetrów i wcisnąć ją w powierzchnię, przykładając określoną siłę przez określony czas. Następnie mierzy się głębokość i szerokość powstałego wgniecenia oraz oblicza wartość twardości. Według metody Brinella im twardsze drewno, tym wyższy wynik.

    Porównaj tabelę 11 w tej sekcji. Na właściwości spalania drewna wpływa wiele czynników, w szczególności zawartość wilgoci, wielkość, gęstość i kierunek słojów. Czas do zapłonu może się znacznie różnić i zależy od promieniowania cieplnego, wentylacji i obecności otwartego płomienia. Najniższe promieniowanie cieplne do zapalenia drewna otwartym płomieniem wynosi około 12 kW na metr sześcienny. Więcej wysoki poziom promieniowanie cieplne jest niezbędne do zapłonu bez otwartego płomienia. Podczas spalania drewna wytwarzana jest umiarkowana ilość dymu.

    Według stopnia twardości Wszystkie gatunki drzew przy wilgotności 12% można podzielić na trzy grupy:

    • miękkie - sosna, świerk, topola, lipa, osika.
    • twarde - modrzew, brzoza, buk, wiąz, klon, jesion
    • bardzo twarde - akacja biała, heban, eukaliptus, dereń, bukszpan
  • Załadunek...
    Szczyt