Длительная прочность и сопротивление усталости древесины
ФГБОУ ВО Новосибирский ГАУ
Агрономический факультет
Кафедра ботаники и ландшафтной архитектуры
Контрольная работа
По лесному товароведение
Вариант 14
Выполнила:
Сальникова Татьяна
Группа 1308
Проверил:
Долгушин Г.Н.
Новосибирск 2017
Вариант 14
Композиционные материалы на основе измельченной древесины
Композиционные материалы этой подгруппы изготовляют в основном из низкокачественной древесины и отходов производства.
В данной контрольной работе рассмотрены материалы, на которые имеются государственные стандарты, а также некоторые другие материалы, выпускаемые промышленностью в крупных масштабах.
· Древесно-стружечные плиты (ДСП).Этот композиционный материал получают путем горячего прессования древесных частиц, смешанных со связующим. Древесно-стружечные плиты широко используются в производстве мебели, применяются также в строительстве и других областях.
Древесные частицы получают главным образом при переработке технологичес- кого сырья (низкокачественной древесины), технологической щепы, а также кусковых отходов деревообрабатывающих производств и опилок. В качестве связующего для производства древесно-стружечных плит применяют чаще всего карбамидоформальдегидные и фенолформальдегидные смолы. В соответствии с ГОСТ 10632 — 89 плиты изготовляют путем плоского прессования толщиной (после шлифования) от 8 до 28 мм с градацией 1 мм. Длина плит от 1830 до 5680 мм (18 размеров), а ширина — от 1220 до 2500 мм (9 размеров). Для нешлифованных плит предусматривается припуск по толщине не более 1,5 мм. Плотность плит 550-820 кг/м3, влажность — 5-12%.
|
|
|
Установлены две марки плит — П-А и П-Б, у которых нормы других физико-механических показателей различны. Покоробленность у плит марки П-А должна быть не более 1,2 мм, а у марки П-Б — 1,6 мм, шероховатость поверхности сухой шлифованной плиты Rm для марки П-А равна 50 мкм, для марки П-Б — 63 мкм. Дифференцированы нормы требований к разбуханию плит по толщине, к удельному сопротивлению выдергиванию шурупов, нормальному отрыву наружногослоя. Для плит обеих марок модуль упругости при изгибе равен 1,4-4 ГПа, ударная вязкость — 0,4-0,8 Дж/см2, твердость — 20-40 Н/мм2.
Различают плиты I и II сортов по наличию и размерам дефектов на их поверхности. Изготовляют плиты с обычной или мелкоструктурной (М) поверхностью, шлифованные (Ш) или нешлифованные, обычной или повышенной (В) водостойкости. Имеются два класса плит в зависимости от содержания в них формальдегида— Е1(наименьшее содержание токсичного вещества)и Е2. Все указанные характеристики, а также размеры плит и номер стандарта находят отражение в условном обозначении, например, «П-А, I, М, В, Ш, Е1, 3500x1750x15, ГОСТ 10632 — 89». Плиты учитывают в 
или 
.
|
|
|
Для придания древесно-стружечным плитам био-, водо — и огнестойкости в них вводят химические добавки. В мировой практике для строительства широко применяются плиты с ориентированными частицам ОСБ (Oriented Strand Board).
· Древесно-волокнистые плиты (ДВП) - листовой материал, изготовленный в процессе горячего прессования и сушки, сформированный в виде ковра из древесно-волокнистой массы. Древесными волокнами условно названы клетки, их обрывки и группы, получающиеся при размоле древесины (щепы).
Различают мокрый и сухой способы производства ДВП, в зависимости от того, в водной или воздушной среде находится масса при формировании ковра и прессовании.
Мокрый способ - наиболее распространен, близкий к способу производства картона. При этом способе прочность плиты обеспечивается межволоконными связями, а вводимые добавки предназначены для улучшения других свойств, например водостойкости. При сухом способе вводят упрочняющее плиту связующее — синтетическую смолу, поэтому ДВП сухого способа производства с еще большим основанием можно отнести к композиционным древесным материалам.
|
|
|
Древесно-волокнистые плиты применяют в строительстве, при изготовлении деревянных домов, в производстве мебели, автомобиле-, вагоно-, судостроении и других отраслях промышленности в качестве конструкционного, изоляционного и отделочного материала.
ДВП, изготовляемые сухим способом согласно ТУ 13-444 — 83, бывают следующих марок: полутвердые — ПТс-220; твердые — Тс-300, Тс-350, Тс-400, Тс-450; сверхтвердые — СТс-500.
Плиты выпускают шлифованными (с одной или двух сторон) и нешлифованными. В зависимости от наличия и размеров дефектов на поверхности нешлифованные плиты подразделяют на группы А и Б. Длина плит 1200-5500 мм, ширина 1000-1830 мм, толщина 5-12 мм. Влажность плит составляет (5 ± 3) %. Параметр шероховатости у шлифованных плит не более 100 мкм. Установлены дифференцированные по маркам нормы в отношении показателей плотности, прочности, водопоглощения и разбухания, а также другие требования.
Древесно-волокнистые плиты обоих способов производства учитывают в квадратных метрах с указанием толщины плиты. Твердые плиты износостойки, легко подвергаются склеиванию и отделке. Согласно ГОСТ 8904 — 81 выпускают плиты с лакокрасочным покрытием на лицевой поверхности. Созданы технологии изготовления специальных видов плит: биостойких, огнестойких, битумированных, профилированных и т. д.
|
|
|
· Массы древесные прессовочные (МДП) - это готовые композиции, полученные в результате совместной обработки частиц древесины и синтетических смол. МДП предназначаются для изготовления методом горячего прессования деталей машин, строительных деталей и товаров народного потребления. Таким способом изготовляют втулки, блоки, шкивы, подоконные доски и т. п.
Согласно ГОСТ 11368 — 79 массы древесные прессовочные подразделяются на три типа: МДПК — из частиц шпона (крошки), МДПС — из стружки, МДПО — из опилок. В стандарте приведены основные компоненты смеси каждой марки, технические требования к ним и методы испытаний. Для контрольной проверки качества массы из нее по указанным в стандарте режимам изготовляют (прессованием) образцы. По этим образцам определяют ряд физико-механических свойств: плотность, прочность, твердость, влагопоглощение, теплостойкость, масло-, бензино — и кислотопоглощение и др. Масса транспортируется в ящиках или мешках, учитывается в килограммах.
· Композиции древесно-клеевые – смеси, состоящие из измельченной древесины и связующего, предназначены для изготовления формованной тары. Для приготовления смеси используют стружку длиной от 10 до 20 мм, шириной от 1 до 3.5 мм и толщиной от 0,1 до 0,4 мм из древесины хвойных и мягких лиственных пород, а также связующее на основе карбамидоформальдегидных смол. В качестве гидрофобной добавки применяют парафин. По формованным образцам определяют плотность, твердость, ударную вязкость и разбухание. Транспортируют смесь в мешках, учитывают в килограммах.
Арболит -это строительный материал, относящийся к категории легких бетонов. В состав арболитовой смеси входят органический заполнитель, цементное вяжущее, химические добавки и вода. В качестве органического заполнителя используют дробленые отходы лесозаготовительной, лесопильной и деревообрабатывающей промышленности. Ветви, сучья, вершинки, горбыли, рейки, срезки из сосны, ели, пихты, березы, бука, осины, тополя сначала перерабатывают в щепу, затем щепу на молотковых мельницах превращают в дробленку. Длина частиц не более 40 мм, толщина — 5 мм, ширина — 10 мм. Сырье не должно содержать примеси коры, хвои, листьев более 5 %. Вместо древесного заполнителя можно использовать измельченные стебли хлопчатника, рисовую соломку, костру льна и конопли.
В качестве вяжущего применяют портландцемент. Для нейтрализации действия водорастворимых веществ, замедляющих процессы схватывания и твердения цемента, а также снижающих прочность материала, в арболитовую массу вводят минерализаторы: хлористый кальций, жидкое стекло и сернокислый глинозем совместно с известью. Вводятся и другие химические добавки. Из арболита получают элементы строительных конструкций, стеновые панели, несущие блоки и др.
Арболитовые изделия разделяются на теплоизоляционные и конструкционно-теплоизоляционные, они могут изготавливаться с металлической арматурой. Согласно ГОСТ 19222 —84 теплоизоляционный арболит имеет плотность от 400 до 500 кг/м3, а конструкционный — от 500 до 850 кг/м3.
Арболит био-, морозо — и огнестоек, обладает хорошими звуко — и теплоизоляционными свойствами, удерживает гвозди. Особенно экономически эффективно использование арболита для строительства малоэтажных зданий в сельской местности.
Фибролит - это строительный материал, изготовленный из смеси древесной стружки, портландцемента и химических добавок. Для фибролита из древесины преимущественно хвойных пород изготовляют стружку толщиной от 0,25 до 0,5 мм, шириной от 2 до 6 мм. Стружку смешивают с вяжущим и добавками (хлористым кальцием, жидким стеклом и др.), затем смесь формуют и прессуют. Согласно ранее действовавшему ГОСТ 8928 — 81 фибролитовые плиты выпускали трех марок: Ф-300 — теплоизоляционные; Ф-400 — теплоизоляционно-конструкционные и звукоизоляционные; Ф-500 — конструкционно-теплоизоляционные и звукоизоляционные (цифры в марке указывают плотность плит, кг/м3). Плиты изготовляли длиной 2400 и 3000 мм, шириной 600 и 1200 мм и толщиной от 30 до 150 мм. Предел прочности плит при изгибе составляет 0,35-1,3 МПа. В стандарте были указаны нормы для модуля упругости, теплопроводности, водо — и звукопоглощения. Фибролитовые плиты легко обрабатываются, био — и огнестойки, удерживают гвозди и имеют ряд других достоинств. Применяются они для строительства каркасных домов.
· Плиты цементно-стружечные (ЦСП) - это сравнительно новый строительный материал, который изготовляют прессованием древесных частиц с портландцементом и химическими добавками. Плиты предназначаются для ограждающих конструкций деревянных домов, элементов полов и других строительных деталей.
В соответствии с ГОСТ 26816 — 86 выпускают плиты двух марок: ЦСП-1 и ЦСП-2 — в зависимости от уровня физико-механических показателей. Толщина плит 8-40 мм, длина 3200 и 3600 мм, ширина 1200 и 1250 мм. Плотность плит от 1100 до 1400 кг/м3. С увеличением толщины плиты прочность снижается. Регламентированы показатели и других физико-механических свойств. Учитывают плиты в . Цементно-стружечные плиты водо-, морозо-, био-, огнестойки, нетоксичны, хорошо обрабатываются.
Ксилолит -это строительный материал, состоящий из смеси опилок или древесной муки с магнезиальным вяжущим. Используется в виде плиток для покрытия полов, отделки стен и других целей. Ксилолит — износостойкий, негорючий, водоупорный материал высокой прочности.
Длительная прочность и сопротивление усталости древесины
Способность древесины сопротивляться разрушению от длительно действующих и периодически изменяющихся нагрузок явилась предметом многочисленных исследований в связи с применением древесины в строительных конструкциях.
Прочность древесины при длительных постоянных нагрузках. Исследованию прочности древесины при длительно действующих нагрузках и ее связи с возникающими при нагружении деформациями явилось установление величины предела прочности при длительном действии нагрузок в направлении вдоль волокон. Характер изменения прочности древесины в зависимости от времени действия нагрузки отражает кривая, асимптотически приближающаяся к прямой, соответствующей напряжению, называемому пределом долговременного сопротивления. В среднем для всех видов напряженного состояния предел долговременного сопротивления составляет примерно 0,5-0,6 величины предела прочности при кратковременных статических испытаниях.
Н.Л. Леонтьев предложил устанавливать предел прочности при любой заранее заданной продолжительности нагрузки по формуле: στ=σст+α(lgτст-lgτ), где στ - предел прочности при данной продолжительности действия нагрузки, МПа, σст - предел прочности при стандартных испытаниях, МПа; τст - время, потребное для разрушения образца при стандартных испытания, α - поправочное число, МПа.
Ю.М. Иванов использовал для обобщения имеющихся данных о влиянии времени нагружения на прочность древесины разработанную акад. С.Н. Журковым и его последователями кинетическую теорию прочности твердых тел. Это позволяет объяснить разрушение древесины развивающимся во времени процессом накопления повреждений, происходящих на молекулярном уровне Снижение прочности древесины при длительном действии нагрузки учитывается при расчете строительных конструкций.
Прочность древесины при переменных нагрузках. Некоторые деревянные конструкции во время эксплуатации подвергаются воздействию переменных по величине и направлению, т е. вибрационных, нагрузок. Частота колебаний при этом обычно менее 50 Гц. При таких низкочастотных механических воздействиях в древесине возникают необратимые остаточные деформации, вызванные повреждениями на молекулярном уровне. Вследствие большого количества циклов нагрузки, эти повреждения накапливаются и приводят к разрушению древесины, даже если величина напряжений сравнительно невелика, это явление называют -усталостью древесины.
По характеру изменения величины и знака напряжений циклы могут быть симметричными и асимметричными: знакопеременными и знакопостоянными.
Испытания древесины на усталость проводят на специальных машинах, поддерживающих заданный закон нагружения. В момент разрушения образца по счетчику определяют общее число циклов. Испытывают несколько серий образцов при различной величине напряжений цикла и строят кривую усталости, напоминающую кривую длительного сопротивления.
В опытах К.К. Симинского и др. испытания древесины на усталость проводились на образцах круглого сечения, подвергавшихся переменному изгибу при вращении. Усталостные испытания древесины с учетом ее анизотропии провел А.А Поздняков на клееных образцах из березового шпона с параллельным расположением волокон (параллельная фанера).
Обычно определяют ограниченный предел выносливости для заданного числа циклов. Число циклов, или база усталостных испытаний, задается при этом из условий работы материала в той или иной конструкции.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 637; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!