Свойства древесины - раздел Строительство, Строительные материалы
1) Физические Свойства.
Истинная Пло...
1) Физические свойства.
ИСТИННАЯ ПЛОТНОСТЬ для всех древесных пород равна 1,54 г/см3, так как их основным составляющим веществом является целлюлоза.
СРЕДНЯЯ ПЛОТНОСТЬ колеблется в широких пределах, так как строение и пористость растущего дерева зависит от почвы, кли мата, однако у большинства пород она менее 1 г/см3.
ПОРИСТОСТЬ колеблется у различных пород от 30 до 80 %.
ГИГРОСКОПИЧНОСТЬ - свойство древесины легко сорбировать водяные пары из воздуха, так как она, имея волокнистое строение и большую пористость, обладает огромной внутренней поверхностью.
ВЛАЖНОСТЬ - количество влаги в процентах по отношению к сухой древесине :
mвл.-m
W = ------- 100% (6.1.)
m
Влажность складывается из ГИГРОСКОПИЧЕСКОЙ, связанной в стенках клеток влаги, и КАПИЛЛЯРНОЙ, свободно заполняющей полости клеток и межклеточное пространство.
Предел гигроскопической влажности для разных пород составляет 25...35%, среднее значение принимается 30%, общая же влажность может достигать 40...200%.
РАВНОВЕСНАЯ ВЛАЖНОСТЬ - это та влажность, которую достигает древесина при длительном хранении на воздухе, она зависит от температуры и относительной влажности окружающего воздуха.
Для комнатных условий равновесная
влажность – 8..12%, для открытого воздуха
15...18%. Определить равновесную влажность
можно по диаграмме Чулицкого, на которой представлена зависимость между
равновесной влажностью древесины и
относительной влажностью ( %) и
температурой (t˚C) воздуха. С изменением влажности древесины изменяются ее
плотность и прочность, поэтому для
сопоставления различных древесных пород
абсолютные значения этих свойств приводят
к стандартной влажности, которая
принимается 12 %.
Рис. 6.2. Диаграмма
Чулицкого.
УСУШКА - уменьшение объема и размеров изделия в результате удаления связанной влаги (гигроскопической) из стенок клеток, таким образом влажность древесины становится меньше предела гигроскопичности.
РАЗБУХАНИЕ - увеличение размера и объема изделий при их увлажнении в результате достижения стенками клеток предела гигроскопичности.
Вследствие неоднородности строения древесины она усыхает в различных направлениях неодинаково.
Основные разрезы древесины представлены на рис. 6.3.
1 - торцовый разрез,
или поперечный;
2 - радиальный разрез;
3 - тангенциальный
разрез.
Рис. 6.3. Основные разрезы ствола.
Максимальная линейная усушка вдоль ствола составляет 0,1%, в радиальном направлении - 3...6%, в тангенциальном - 6...12%.
Объемная усушка (без учета продольной) равна
ав - аово
Ув = ---------- 100% где (6.2.)
аово
а и в, ао и во - соответственно размеры влажного и размеры воздушно-сухого образца.
Коэффициент объемной усушки :
Уvmax
К = --------- , где (6.3.)
Wп.г.
Уvmax - максимальная объемная усушка, в %;
Wп.г. - предел гигроскопичности, в %.
Усушка и разбухание вызывают коробление и растрескивание древесины.
КОРОБЛЕНИЕ при сушке неизбежно вследствие различной усушки в радиальном и тангенциальном направлениях. Поэтому древесину используют с той равновесной влажностью, при которой она будет в условиях эксплуатации: для столярки 8...10 %, для наружных конструкций 15...18 %.
Для предотвращения возникновения трещин торцы бревен и брусьев обмазывают смесью извести, соли и клея.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ сухой древесины незначительна: поперек волокон она составляет 0,17 Вт/м˚С,вдоль волокон - 0,34 Вт/м˚С. Увеличение влажности древесины вызывает увеличение ее теплопроводности
ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ древесины зависит от ее влажности. С увеличением влажности древесины растет ее электропроводность. Древесина, используемая для электрической проводки, должна быть сухой.
СТОЙКОСТЬ К ДЕЙСТВИЮ АГРЕССИВНЫХ СРЕД. При длительном воздействии кислот и щелочей древесина медленно разрушается. При рН < 2 древесина быстро разрушается, слабощелочные растворы почти не разрушают древесину, в морской воде она разрушается значительно быстрее, чем в пресной, в воде большой биологи-ческой агрессивности стойкость древесины низкая.
2) Механические свойства.
Прочность древесины определяется на малых образцах без видимых пороков. Она характеризуется пределом прочности при сжатии, растяжении, статическом изгибе, скалывании. Кроме того, могут определяться условный предел прочности при местном смятии и предел прочности при перерезании поперек волокон.
Древесина является анизотропным материалом, поэтому ее механические свойства различны вдоль и поперек волокон, при этом лучше всего она работает на растяжение.
Сравнительные механические характеристики древесины:
Rвраст. в 2,5 раза больше Rвсж; Rвсж в 4...6 раз больше Rпсж;
Rизг в 1,8 раза больше Rвсж; Rизг примерно равно 70% R;
Rпскола в 3...4 раза больше Rвскола.
Предел прочности на растяжение древесины приближается к пределу прочности на растяжение стали и стеклопластиков.
Индексы "в" и "п" обозначают соответственно вдоль и поперек волокон.
Одноко, все механические показатели древесины резко снижаются из-за наличия сучков, трещин и других пороков.
Предел прочности при сжатии определяется на стандартных образцах - кубиках размером 30х20х20 мм. Расчетные формулы при испытании
вдоль волокон Rсж=Nр/F; где F = 2х2 = 4 см2; (6.4.)
поперек волокон Rcж=Nр/F; где F = 3х2 = 6 см2. (6.5.)
Предел прочности при изгибе определяется на стандартных образцах - балочках размером 300х20х20 мм, при действии 2-х симметричных нагрузках, приложенных как указано на рис. 6.4.
Расчетная формула:
3Npl
Rизг= ----- ; (6.6.)
2bh2
Рис.6.4. Схема нагружения балочки.
Прочность древесины сильно зависит от влажности, когда она возрастает от О до 30 %. В интервале изменения влажности от 8 до 20% пересчет на прочность при влажности 12 % производится по формуле:
R12 = Rw [1 + α(W - 12)] , где (6.7.)
R12 и Rw - соответственно пределы прочности при влажности
12 % и влажности в момент испытания;
α - коэффициент изменения прочности при изменении влажности на 1%; при сжатии и изгибе α = 0,04,при скалывании α = 0,03;
W - влажность образца в момент испытания.
Если влажность образца более 30 %, то стандартную прочность подсчитывают по формуле
R12 = K12 Rw , (6.8.)
где коэффициент К для различных пород находится в ГОСТе.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА древесины: хорошо строгается, пилится, сверлится, шлифуется, полируется, склеивается, разделывается на шпон, окрашивается, обладает хорошей гвоздимостью.
Все темы данного раздела:
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Строительство потребляет огромное количество различных материалов и изделий. Затраты на материалы в сметной стоимости строительно-монтажных работ составляют более 50%. Снижение себе
Физические свойства
Истинная плотность r0 (г/см3) – масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии (без пор и пустот) опре
Теплофизические свойства материалов
Теплопроводность – способность материала пропускать сквозь свою толщу (тепло) тепловой поток от одной поверхности к другой (при наличии разных температур на этих поверхностях). Сте
Механические свойства материалов
Прочность – способность материала сопротивляться, не разрушаясь, внутренним напряжениям, возникающим под действием внешних нагрузок и других (например тепло
Деформативные свойства.
Под влиянием внешних факторов материалы могут изменять свои размеры и форму, т.е. деформироваться.
При приложении к материалу /образцу/ внешних сил изменяются расстояния ме
Физико-химические свойства материалов.
Дисперсность – характеристика размеров твердых частиц и капель жидкости. Многие строительные материалы /гипсовые вяжущие, цемент, глины, пигменты и т.п. /находятся в тонкоизмельченн
Технологические свойства
Технологические свойства характеризуют способность материала к восприятию некоторых технологических операций, изменяющих состояние материала, структуру его поверхности, придающих ну
Эксплуатационные свойства
ДОЛГОВЕЧНОСТЬ – свойство материала или изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт.
Предельное состояние определяется с
ТЕМА 2. ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Природные каменные материалы получают из горных пород путем их механической обработки (пилением, колкой, дроблением, помолом, просеиванием). Они широко применяются в строительстве в
Главные породообразующие минералы магматических пород
Большинство магматических пород содержат минералы, относящиеся к химическим соединениям трех типов: кремнезем, силикаты, алюмосиликаты.
Кварц – диоксид кремния (SiO
Глубинные породы
Гранит и близкие к нему переходные породы (гранитоиды) состоят из кварца, полевых шпатов, слюды, иногда роговой обманки или авгита. Это самые распространенные и
Излившиеся породы
Порфиры – излившиеся горные породы, близкие по химическому составу к гранитам (кварцевый порфир), сиенитам (бескварцевый порфир), диоритам (порфирит) и характеризующиеся п
Главные породообразующие минералы осадочных пород
Осадочные породы чаще всего содержат минералы, относящиеся к следующим химическим соединениям: кремнезем, алюмосиликаты, карбонаты, сульфаты.
Кварц (кристаллический
Обломочные породы
Рыхлые обломочные породы образуются в результате выветривания различных горных пород и сложены зернами устойчивых минералов и пород.
Гравий и песок при
Хемогенные породы
Известняки, магнезиты и доломиты относятся к карбонатным породам и состоят из минералов кальцита и магнезита.
Мергели – горные породы, приблизительно п
Органогенные породы
К осадочным органогенным породам относятся биогенные кремнистые и карбонатные породы.
Карбонатные породы:
Органогенные известняки, мел – слагаются ра
Метаморфические породы
Метаморфизм – это видоизменение горных пород в недрах земной коры под влиянием высоких температур (без плавления), давлений, химически активных растворов и газов. В результате проис
Получение и обработка природных каменных материалов.
По способу изготовления природные каменные материалы делятся на:
- пиленые (стеновые блоки, облицовочные плиты, плиты для пола)
- колотые (камни д
Применение горных пород
Области применения
Горные породы
Бутовый камень
Известняк, доломит, песчаник.
Сырьевые материалы.
1.Глинистые материалы - осадочные горные породы, продукты выветривания полевошпатовых горных пород, имеющие тонкодисперсное строение (частицы размером менее 0,01 - 0,001мм), которые
Свойства глин как сырья для керамических изделий.
ПЛАСТИЧНОСТЬ - способность глиняного теста под влиянием внешних механических воздействий принимать определенную форму без разрывов и трещин и сохранять ее после снятия этих воздейст
Свойства керамических изделий.
ПОРИСТОСТЬ керамического черепка определяет плотность, водопоглощение, морозостойкость, теплопроводность и прочность изделий. Ее регулируют введением в сырьевую массу порообразующих
Стеновые керамические изделия.
По плотности и теплотехническим свойствам керамические изделия делятся на:
эффективные - ρ < 1400...1450 кг/м3,
условно-эффективные - ρ = 1
Облицовочные материалы и изделия.
ФАСАДНЫЕ ОБЛИЦОВОЧНЫЕ ЕЗДЕЛИЯ.
1) Кирпичи и камни керамические лицевые имеют точные форму и размеры, однородность цвета и оттенка. Часто они отделаны торкретированием сухой
Керамические изделия различного назначения.
1) Лекальный кирпич для кладки дымовых труб, отличающийся от обычного определенным радиусом кривизны по ложку.
2) Камни трапецеидальной формы для кладки подземных коллектор
Огнеупорные изделия.
В зависимости от температуры огнеупорности различают изделия: огнеупорные, с температурой огнеупорности 1580...1770˚С, высокоогнеупорные, с температурой огнеупорности 1770...20
Свойства стекла.
1. Плотность обычных стекол составляет 2,5 г/см3.
2. Оптические свойства – прозрачность, светопреломление, отражение, рассеивание и т.д. Обычные стекла пропускаю
Разновидности стекла и стеклянных изделий, применяемых в строительстве
Листовое стекло:
- оконное, толщиной 2 6 мм, светопропускание 84 90 %;
- витринное, толщиной 5 15 мм, размером 3,5 4,5 мм;
- армированное металлической се
Ситаллы и шлакоситаллы
Понятие о получении ситаллов.
Ситаллы получают путем направленной кристаллизацией стекол, или расплавов различных составов, протекающей во всем объеме отформованного издели
Материалы и изделия из каменного литья.
Сырье – магматические горные породы, обладающие пониженной вязкостью в расплавах, чаще базальты и диабазы. Полученные изделия из такого сырья имеют темный цвет. Для получения светло
Строение металлов.
Все металлы имеют кристаллическое строение. Наиболее распространенные кристаллические решетки металлов: объемно-центрированный и гранецентрированный куб,гексогональная.
Физ
Свойства металлов.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: цвет, плотность, температура плавления, электро- и теплопроводность, коэффициент температурного расширения.
Цвет большинство металлов имеют серебристо-
ЧУГУНЫ.
Производство чугуна - первичный процесс получения черных металлов из природного сырья. Сырье для производства чугуна: железные руды, флюсы и кокс. Наиболее часто используемые железн
С Т А Л Ь .
Сталь получают из передельного чугуна, содержащего до 4 % углерода, 1% марганца, до 1,3 % кремния, десятые доли процента серы и фосфора.
Сущность процесса сталеварения закл
Свойства стали
В состав сталей в силу условий их получения всегда входят так называемые нормальные примеси - Si, Mn, S, P, O2.
Содержание кремния до 0,35 % и марганца до 0,9 %
Состав и свойства железоуглеродистых сплавов
1) Аллотропные превращения чистого железа. Железо имеет четыре аллотропные формы: α -Fe, β -Fe, γ -Fe и δ -Fe. Практическое значение имеют только α -Fe и &#
Упрочение стали
Упрочение стали достигается термической обработкой, которая заключается в нагреве стали до определенной температуры, выдержке при этой температуре и охлаждении по определенному режи
Применение углеродистых сталей
В строительстве сталь используют для изготовления несущих конструкций, армирования железобетона, устройства кровли, форм железобетонных изделий и т.д. Правильный выбор марки стали о
Применение легированных сталей.
НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ обладают по сравнению с обычной углеродистой сталью рядом преимуществ. Их предел текучести превышает на 30% и более предел текучести обычной Ст3.Они высокопл
Цветные металлы и сплавы
АЛЮМИНИЙ - легкий серебристый металл, обладающий малой плотностью - 2700 кг/м3, малой твердостью - НВ = 20, низкой прочностью на растяжение, высокой атмосфероустойчивость
Коррозия металлов
Различают два вида коррозии - химическую и электрохимическую.
ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ возникает при действии на металл при высоких температурах сухих газов, масел, бензина, кер
Способы защиты металла от коррозии.
1) Покрытие металла различными красками, лаками, эмалями, полимерными материалами.
2) Легирование стали.
3) Воронение - получение на поверхности металла защитного
Производство металлических изделий
ПРОКАТКА - обжатие стального слитка, разогретого до температуры 900...1250˚С, до требуемой формы и размеров путем пропуска его через ряд валков с уменьшающимся зазором.
Электрическая сварка.
Электрическая сварка производится за счет тепла, выделяемого электрическим током; она подразделяется на
- электрическую сварку сопротивлением или контактную сварку (стыкову
Д Р Е В Е С И Н А.
Широкое применение древесины в строительстве объясняется рядом положительных свойств: высоким коэффициентом конструктивного качества, малой теплопроводностью, легкостью обработки, т
Строение древесины
1) Макроструктура древесины - строение ствола дерева, видимое невооруженным глазом или под лупой (рис. 6.1).
Защита древесины от гниения, поражения насекомыми и возгорания.
ЗАЩИТА ОТ ГНИЕНИЯ. Загнивание древесины предупреждается, прежде всего, конструктивными мерами, цель которых предохранить ее от увлажнения (изоляция от грунта, сооружение проветривающих каналов, защ
Основные древесные породы
Хвойные породы.
СОСНА - ядровая порода, ядро буровато-красного цвета, заболонь - желтовато-бурая, широкая, годичные слои хорошо видны, смоляные ходы довольн
Лесоматериалы и изделия из древесины
ЛЕСОМАТЕРИАЛЫ.
а) Круглые лесоматериалы - бревна (d > 12 см), подтоварник (d=8..11 см), жерди (d = 3...7 см).
б) Пиломатериалы, получаемые продольной распиловко
Пластмассы. Составляющие пластмасс.
ПЛАСТМАССЫ - это материалы, которые в качестве необходимой составляющей содержат полимер и обладают пластичностью на определенном этапе производства, которая теряется после отвержде
Способы изготовления полимерных изделий.
КАЛАНДРИРОВАНИЕ - способ формования изделий в зазоре между двумя вращающимися валками из термопластичных композиций для получения рулонных, пленочных и листовых материалов.
Основные свойства пластмасс.
7.4.1. Физические свойства.
ИСТИННАЯ ПЛОТНОСТЬ пластмасс обычно составляет 1...2 г/см, т.е. в 1,5...2 раза меньше, чем у каменных материалов.
ПОРИС
Конструкционно-отделочные материалы.
СТЕКЛОПЛАСТИКИ - листовые материалы, содержащие в качестве наполнителя стеклоткань или стекловолокно, в качестве связующего - полиэфиры, фенолформальдегидные или эпоксидные смолы, о
Отделочные материалы.
БУМАЖНО-СЛОИСТЫЙ ПЛАСТИК состоит из 15...20 слоев крафт-бумаги на фенолформальдегидном связующем и 1...3 слоев кроющей декоративной бумаги на карбамидном связующем. Он обладает высо
Материалы для пола.
Материалы для пола могут быть рулонные основные и безосновные, плиточные и мастичные.
Рулонные материалы:
ЛИНОЛЕУМ может быть безосновный и с основ
Теплоизоляционные материалы.
Теплоизоляционные пластики имеют коэффициент теплопроводности 0,03...0,055 Вт/м С. Различают ячеистые пластмассы, в которых мелкие поры расположены беспорядочно, и сотопласты, в кот
Гидроизоляционные материалы и герметики.
Гидроизоляционные материалы - это пленки на основе полиэтилена, поливинилхлорида, полиизобутилена и др. Для устройства сплошной гидроизоляции их склеивают или сваривают.
Пл
Применение полимеров в технологии бетонов.
Применение полимеров в бетонах преследует цель улучшить их качество: повысить морозостойкость, прочность на растяжение и изгиб, износоустойчивость, химическую стойкость, повысить сц
О Р Г А Н И Ч Е С К И Е В Я Ж У Щ И Е.
Органические вяжущие - это смеси высокомолекулярных нефтяных углеводородов и их соединений с серой, кислородом и азотом.
Классифицируют органические вяжущие
Химический и групповой состав битумов.
Битумы состоят из смеси высокомолекулярных углеводородов
метанового (СnH2n+2), нафтенового (СnН2n
СВОЙСТВА ВЯЗКИХ И ТВЕРДЫХ БИТУМОВ.
ПЛОТНОСТЬ битумов составляет 0,8...1,3 г/см3.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ лежит в пределах 0,5...0,6 Вт/м˚С.
ВЯЗКОСТЬ (твердость) зависит от температуры и опр
Материалы для асфальтового бетона.
ВЯЖУЩЕЕ - битумы дорожные вязкие и жидкие.
МИНЕРАЛЬНЫЙ ПОРОШОК - тонкомолотые известняк, доломит, мел, асбест, шлак. В минеральном порошке количество частиц мельче 0,071 мм
Производство асфальтового бетона.
Асфальтобетонную смесь готовят на заводе путем весового дозирования всех ее составляющих с последующим перемешиванием. Перед перемешиванием заполнители и битум нагревают до определе
ДЕГТЕБЕТОН.
Дегтебетон - это аналогичный асфальтобетону материал, в котором в качестве вяжущего используют каменноугольные или составленные дегти.
По свойствам дегтебетон уступает асфа
Герметики на основе битума.
МАСТИКА " ИЗОЛ Г-М" содержит в определенном соотношении:
резино-битумное вяжущее,
полиизобутилен,
канифоль,
кумароновую смолу,
ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ И КРОВЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
Гидроизоляционные и кровельные материалы - это материалы, обладающие водонепроницаемостью и водоустойчивостью при длительном воздействии воды, а также повышенной химической и физико
Рулонные битумные материалы.
РУБЕРОИД - кровельный картон, пропитанный легкоплавким битумом, с нанесением с обеих сторон тугоплавкого битума с наполнителем и посыпками.
Посыпки могут быть крупнозернист
Рулонные битумнорезиновые материалы.
ФОЛЬГОИЗОЛ - двухслойный материал, состоящий из тонкой рифленой или гладкой алюминиевой фольги, покрытой с нижней стороны битумнорезиновым составом, что делает его водонепроницаемым
Рулонные полимернобитумные материалы.
ЭКАРБИТ - рулонный кровельный материал, состоящий из кровельного картона, пропитанного битумом, с покровным слоем полимербитумной композиции "битеп" - смеси строительных б
МАСТИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
На основе битума приготавливают штукатурные мастики, состоящие из смеси битума с минеральными наполнителями.
Минеральные наполнители - это порошки (тонкомолотые тальк, изве
Связующие
Связующие – пленкообразующие вещества, обеспечивающие сцепление в красочном составе частиц пигмента между собой и образующие прочные пленки на окрашиваемой поверхности с выс
ОРГАНИЧЕСКИЕ ПИГМЕНТЫ.
Это органические синтетические красящие вещества, обладающие высокой красящей и кроющей способностью, чистым и ярким светом, свето- и атмосферостойкие, но дороги, не высокая щелочестойкость.
Вспомогательные материалы
1.Растворители - это жидкости для растворения полимерных связующих и придания малярной консистенции густотертым краскам.
Растворителями служат легко
Красочные составы.
В зависимости от вида связующего красочные составы делятся на:
1) масляные краски;
2) эмали;
3) лаки;
4) эмульсионные (латексные краски);
5) клеевые;
Новости и инфо для студентов