Деревина як конструкційний матеріал

В результаті рослинного походження і умов зростання дерева деревина має трубчасту шарувато-волокнисту будову. Стовбур складається з: 1) кора, 2) камбій, 3) заболонь, 4) ядро, 5) серцевина. Деревні волокна маються в своєму розпорядженні концентричними шарами навколо осі стовбура, які називають річними шарами, тому що кожен шар наростає протягом року. Річні шари діляться на ранню і пізню деревину. Основа деревини – трахеїди (до 90% всього об'єму). Трахеїдами є витягнуті уздовж стовбура порожнисті відмерлі клітки, провідні воду від коріння до крони. Вони додають деревині механічну міцність. Щільність і міцність деревини залежать від відносного вмісту в ній пізньої деревини, яке у сосни, наприклад, коливається від 10 до 30%. Розрізняють 3 плоскість: торцевий, тангенціальний, радіальний. Вологість деревини надає значний вплив на її властивості. Вологість деревини – це процентний вміст вільної води в порожнинах і гігроскопічної води в порах деревини. Два види вологи: зв'язана (гігроскопічна – міститься в клітках самої целюлози), вільна (капілярна – в міжклітинному просторі). Maксимальноє кількість вологи – межа гігроскопічності і =30%. Деревина хімічно стійка до калійно-натрієвих солей, до мінеральних добрив, низької концентрації плавикової, фосфорної і соляної кислоти, середньої концентрації оцетової і мурашиної кислоти. Не стійка до сірчаної і азотної кислоти. Фізичні властивості: 1) щільність; залежить від кількості порожнеч, товщини стінок волокон і змісту вологи (сосна і ялина – 5 кн/м3, береза 6 кн/м3) 2) температурне розширення – лінійне розширення при нагріванні, що характеризується коефіцієнтом лінійного розширення в деревині різно уздовж волокон під кутом до них. Коефіцієнт в 2-3 рази менше ніж у сталі 3) теплопровідність – унаслідок пористої будови деревина погано проводить тепло. Теплопровідність деревини уздовж волокон більша, ніж упоперек волокон. Механічні властивості деревини, що є природним полімером, вивчаються на основі реології – науки про зміну властивостей речовини в часі під дією тих або інших чинників, в даному випадку навантажень. 2 Реологіях властивості: повзучість – властивість матеріалу додаткова деформуватися з часом при постійному навантаженні; релаксація – зменшення напруги з часом. Різні механічні властивості матеріалів при різному напрямі зусилля до волокон називається анізотропією і обумовлено трубчастою будовою деревини. Для деревини в інженерних розрахунках прийнята транстропная модель анізотропії, яка припускає різні механічні і пружні властивості тільки в двох напрямах (вздовж і поперек волокон). Властивості в тангенціальному і радіальному напрямі практично однакові. При розтягуванні уздовж волокон і упоперек волокон характер руйнування крихкий, що є небезпечним. При тому, що зім'яло прочностниє характеристики практично не відрізняються від стискування. Сколювання уздовж волокон є одним із слабких місць в роботі деревини. См=0,50,6 кн/см2; характеризується крихким руйнуванням. Прочностниє характеристики залежать від породи деревини, від часу дії навантаження, від розмірів поперечного перетину, від конфігурації елементу. Це все враховується коефіцієнтом умови роботи.

Гост, сніп, серії

Схожі статті: