Свойства древесины, проявляющиеся при воздействии излучений
Nbsp; ФГБОУ ВПО Новосибирский Государственный Аграрный Университет Агрономический факультет Кафедра ботаники и ландшафтной архитектуры КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА По дисциплине: Лесное товароведение с основами древесиноведения Выполнила студентка: Рожкова Елена Группа 1308 Проверил преподаватель: Долгушин Г. Н. Отметка о зачете: Новосибирск – 2017
Задание для контрольной работы
Вариант № 13
1. Строганые, лущеные и колотые лесоматериалы.
2. Свойства древесины, проявляющиеся при воздействии излучений.
3. Трещины.
4. Классификация лесных товаров.
5. Общие сведения о стандартизации продукции.
Лист для замечаний
Оглавление
Введение…………………………………………………………………...стр.5
1. Строганые, лущеные и колотые лесоматериалы…………………...стр.5-8
2. Свойства древесины, проявляющиеся при воздействии излучений…стр.8-12
3. Трещины………………………………………………………………...стр.12-14
4. Классификация лесных товаров……………………………………….стр.14-16
5. Общие сведения о стандартизации продукции……………………..стр.16-19
Заключение………………………………………………………………..стр.19
Список использованных источников……………………………………стр.20
Приложение 1……………………………………………………………..стр.21
Приложение 2……………………………………………………………..стр.22
Введение
Древесиноведение – это отрасль науки, изучающая строение дерева и древесины, ее химические, физические и механические свойства, влияние различных факторов на эти свойства; пороки древесины и их влияние на качество; стойкость и защиту древесины от гниения и возгорания. Потре-бительские качества лесных материалов и продуктов рассматриваются в лесном товароведении.
|
|
|
Изучение дисциплины лесное товароведение с основами древесинове-дения является важным и актуальным процессом, включающим комплекс сведений о строении и свойствах древесины, который необходим для за-готовки и переработки древесины.
Древесина является одним из самых распространенных материалов, используемых для различных целей. С древнейших времен древесина находит широкое применение в быту и различных отраслях народного хо-зяйства. Она используется в виде круглых сортиментов, пиломатериалов (доски, брусья, шпалы и пр.), фанеры, бумаги, целлюлозы, продукции ле-сохимического и гидролизного производства, древесноволокнистых и древесно-стружечных плит.
Источником этого очень ценного сырья служат леса. Российская Феде-рация располагает достаточными лесными богатствами. Общая площадь лесного фонда в стране составляет 774 млн. га., запасы древесины исчис-ляются в пределах 80,7 млрд. м3.
|
|
|
Глубокая комплексная переработка всего заготовляемого древесного сырья с применением современных инновационных технологий позволит удовлетворить растущие потребности хозяйства страны без увеличения объема лесозаготовок, сберечь леса на значительных площадях.
Цель контрольной работы: на основе вопросов, данных в контрольной работе, подробно рассмотреть, свойства и пороки древесины, классифи-кацию лесных товаров и современное представление об общих сведениях стандартизации продукции.
Строганые, лущеные и колотые лесоматериалы.
Путем строгания вырабатывают шпон, штукатурную дрань, стружку (упаковочную и другого назначения).
Строганый шпон представляет собой тонкие листы древесины, отличающиеся красивой текстурой и цветом. Этот облицовочный материал изготовляют из древесины многих отечественных лиственных пород, чаще из дуба, ясеня, бука, а также из экзотических пород (красного, лимонного дерева и др.). Строганый шпон получают из древесины некоторых хвойных пород — лиственницы, сосны.
Для изготовления шпона окоренные кряжи раскраивают на чураки, из которых продольной распиловкой получают брусья, или ванчесы, — части двухкантных брусьев с тремя пропиленными продольными сторонами. После пропаривания брусьев их подвергают строганию на шпонострогальных станках.
|
|
|
В зависимости от плоскости строгания различают шпон радиальный (Р), полурадиальный (ПР), тангенциальный (Т) и тангенциально-торцовый (ТТ). Согласно ГОСТ 2977 — 82 полурадиальным называют шпон, у которого прямые параллельные линии годичных слоев видны не менее чем на 3/4 площади листа. У тангенциально-торцового строганого шпона, получаемого из наростов, годичные слои имеют вид замкнутых кривых линий, а сердцевинные лучи — вид кривых линий или штрихов.
По качеству древесины и чистоте обработки шпон делится на два сорта. В шпоне 1-го сорта не допускаются несросшиеся и частично сросшиеся сучки, червоточина, трещины, внутренняя заболонь, пятнистость, темная прорость, царапины, риски. Некоторые пороки допускаются с ограничениями. Для шпона 2-го сорта требования к качеству древесины снижены. Параметр шероховатости Rm max должен быть не более 200 мкм для дуба, ясеня, ильма, лиственницы, сосны и красного дерева; для древесины остальных пород — не более 100 мкм. Толщина шпона в зависимости от породы и текстуры составляет от 0,4 до 1 мм с градацией 0,1 мм. У шпона Т, ПР, Р 1-го и 2-го сортов длина соответственно 900 и 400 мм и более с градацией 50 мм; ширина 120 и 60 мм и более с градацией 10 мм. У шпона ТТ 1-го сорта длина и ширина 200 мм и более, 2-го сорта — 100 мм и более.
|
|
|
Высушенные до влажности (8 ± 2) % листы шпона укладывают в пачки в порядке выхода их при строгании бруса. В пачке должно быть четное количество листов (не менее 10 шт.). Из пачек комплектуют пакеты массой от 80 до 500 кг, включающие шпон одной породы, сорта и толщины. Шпон учитывают в квадратных метрах.
Штукатурную дрань (ОСТ 13-2 —73) получают из отходов древесины хвойных и мягких лиственных пород не только путем строгания, но и раскалыванием или пилением. Штукатурная дрань используется при строительстве жилых зданий. Толщина драни 4 мм, ширина 19, 22, 25 и 32 мм, длина от 500 до 1500 мм с градацией 100 мм. Не допускаются гнили и сучки загнившие, гнилые и табачные. Ограничиваются здоровые сучки, трещины, наклон волокон, обзол и покоробленность.
Стружку упаковочную получают строганием, но из-за малости размеров ее относят к измельченной древесине.
Путем лущения получают шпон в виде непрерывной ленты древесины. После выхода из лущильного станка ленту шпона до или после сушки разрезают на форматные листы.
Лущеный шпон вырабатывают в качестве полуфабриката или товарной продукции и используют для изготовления фанеры, слоистых пластиков, для облицовки и других целей. Он предназначен также для изготовления слоистой клееной древесины и облицовки поверхности изделий из древесины. Шпон, применяемый для облицовки, отличается от строганого шпона меньшей декоративностью, но имеет большие размеры листов. В соответствии с ГОСТ 99 — 96 шпон имеет размеры по длине, от 800 до 3750 мм с градацией 100 мм, по ширине — от 150 до 750 мм с градацией 50 мм и от 800 до 3750 мм с градацией 100 мм. Толщина шпона из древесины лиственных пород 0,55; 0,75; 0,95; 1,15 мм и от 1,25 до 4 мм с градацией 0,25 мм, а из древесины хвойных пород — от 1,2 до 4 мм с градацией 0,4 мм и от 4 до 6 мм с градацией 0,5 мм.
В зависимости от качества древесины и обработки шпон лиственных пород подразделяют на пять сортов: Е (элита); I, II, III, IV, а шпон хвойных пород — на четыре сорта: Ех, Ix, IIX, IIIX, IVX. К качеству шпона сорта Е предъявляются очень высокие требования: не допускаются булавочные, полностью или частично сросшиеся здоровые сучки, трещины, грибные и химические окраски, ложное ядро, гнили, червоточина, прорость и ряд других пороков, а также дефекты обработки. У остальных сортов требования к качеству древесины соответственно снижаются. Так, у шпона IV сорта допускаются без ограничения сросшиеся здоровые сучки, плотно сомкнутые трещины, прорость, ложное ядро, грибные и химические окраски, гнили, дефекты обработки. С некоторыми ограничениями допускаются другие пороки. Требования к качеству шпона из хвойных пород ниже, чем шпона из лиственных пород.
Шпон изготовляют из древесины. Параметр шероховатости поверхности шпона для наружных слоев из древесины лиственных пород должен быть не более 200 мкм, а из хвойных — 320 мкм. Влажность шпона должна составлять (8 ± 2) %.
Путем раскалывания заготовляют колотые балансы. Удаление ядровой гнили из низкокачественной древесины при раскалывании поленьев позволяет получить полноценное сырье для выработки целлюлозы и древесной массы. Колотые балансы, которые поставляются только в окоренном виде, согласно ГОСТ 9463 — 88 и ГОСТ 9462—88 должны иметь размеры по длине раскола и по периметру внешней окружности не менее 50 мм. Такие же требования для дровяной древесины, идущей на технологические нужды. Древесина толщиной более 60 мм поставляется в расколотом виде, при этом наибольший размер поперечного сечения не должен превышать 40 см. Раскалывание как способ деления круглых лесоматериалов на заготовки в настоящее время применяется довольно редко, оно заменяется пилением. К колотым сортиментам относятся клепка бочарная, колесный обод, санный полоз и др.
Свойства древесины, проявляющиеся при воздействии излучений.
Различные виды излучений, представляющих собой электромагнитные колебания, охватывают огромный диапазон длин волн.
Наибольшую длину имеют радиоволны (от миллиметров до десятков километров), их воздействие на древесину было частично рассмотрено.
Далее описываются свойства древесины, проявляющиеся при действии излучений с длиной волны от 1000 микрометров (мкм) до 0,3 пикометра.
Инфракрасное (ИК) излучение. При нагревании тел происходит преобразование тепловой энергии в лучистую энергию электромагнитных колебаний. При этом нагретые тела испускают невидимые инфракрасные лучи с длинами волн от 1000 мкм до 0,77 мкм. Принято различать три области ИК-спектра: дальнюю (с длинами волн от 1000 мкм до 50 мкм); среднюю (от 50 до 2,5 мкм) и ближнюю (от 2,5 до 0,77 мкм).
Способность древесины пропускать, поглощать и отражать инфракрасные лучи зависит от длины волны падающего излучения. В МЛТИ было установлено, что проницаемость древесины инфракрасными лучами с длиной волны X = 5-6,5 мкм крайне мала. Позднее в ИХД было установлено, что наибольшая отражательная способность древесины наблюдается при волнах длиной X = 1,0-1,1 мкм (коэффициент отражения достигает 0,8). В дальней области ИК-спектра коэффициент отражения значительно меньше и составляет 0,1-0,15.
Максимум проницаемости наблюдается при длине волны λ = 1-1,1 мкм. В дальней области проницаемость постоянна. С увеличением плотности древесины проницаемость уменьшается. Через радиальные поверхности древесины проницаемость больше, чем через тангенциальные. Повышение влажности древесины приводит к увеличению ее проницаемости для ИК-излучений.
Значительная часть энергии инфракрасных лучей поглощается поверхностной зоной (глубиной до 3-4 мм) образцов древесины. При этом наибольшее поглощение наблюдается в дальней области ИК-спектра. При длине волн 8-15 мкм коэффициент поглощения находится в пределах 0,7-0,9.
В ближней области, в частности при λ = 1,93 мкм, коэффициент отражения воды в десятки раз меньше, чем древесины, поэтому повышение влажности древесины приводит к уменьшению ее отражательной способности. Это дает возможность измерять влажность поверхностных зон массивной древесины методом ИК-спектроскопии.
Поглощение инфракрасных лучей вызывает нагревание материала. Это позволяет использовать инфракрасные лучи для сушки тонких сортиментов (шпона, щепы, стружки), нагревания древесины при склеивании, а также для ее стерилизации. Кроме того, инфракрасное излучение используется для сушки лакокрасочных покрытий на древесине; при этом резко увеличивается скорость сушки и улучшается качество покрытия.
Световое излучение. Видимое световое излучение охватывает часть спектра электромагнитных колебаний с длинами волн от 0,76 до 0,4 мкм. Световые лучи обладают большей проникающей способностью, чем инфракрасные, и могут быть использованы для обнаружения скрытых дефектов внутри древесины или древесных материалов (фанеры и др.). Чувствительная приемная аппаратура позволяет, по данным ЛТА, зафиксировать лучи света, прошедшие через образцы древесины осины, сосны, ели толщиной до 35 мм, а березы — до 15 мм.
При падении пучка световых лучей на поверхность древесины часть потока отражается. Измеряя интенсивность отраженного светового потока, можно судить о древесной породе, качестве поверхности и наличии пороков, изменяющих окраску древесины. Важным преимуществом световой дефектоскопии является ее полная безопасность для обслуживающего персонала.
В последнее время в связи с созданием лазеров — источников света высокой направленности и большой плотности — успешно развивается лазерная технология. При воздействии лазерного излучения происходит переход электромагнитной энергии в тепловую, что позволяет использовать лазеры в качестве своеобразного режущего инструмента. Лазерное «резание» сопровождается обугливанием или потемнением поверхностных зон материала. Этот способ обработки используется для фигурного раскроя, листовых древесных материалов, резьбы, граверных работ и т. п.
Ультрафиолетовое излучение.Эти лучи имеют длины волн от 0,38 мкм до 10 нм. Ультрафиолетовое излучение вызывает свечение — люминесценцию — некоторых веществ. Каждое люминесцентное вещество дает излучение определенного спектрального состава. Свечение, которое исчезает сразу же после прекращения облучения объекта, называется флуоресценцией.
Из 150 исследованных древесных пород (по данным ЛТА) флуоресценция была обнаружена у подавляющего большинства пород (90%). Чаще всего облученная древесина светится фиолетовым светом (40 % исследованных пород), синим или голубым светом (25 % пород). Темно-фиолетовым светом светится 15 % пород; реже всего наблюдается желтое или зелено-желтое свечение (10%).
По данным Б. К. Лакатош, колориметрические характеристики флуоресценции древесины наиболее распространенных пород следующие: длина волны чистого спектрального цвета λ = 500-600 нм; чистота цвета Р = 3-32 %; коэффициент отражения ρ = 5-10. Цвет и интенсивность свечения зависят не только от породы, но и от состояния древесины (степени загнивания древесины, ее влажности и температуры, качества обработки поверхности и т. д.). Все это открывает возможности для использования люминесценции в качестве средства для обнаруживания пороков древесины, контроля качества обработки и т. д.
Рентгеновское излучение. Рентгеновское излучение имеет длину волн примерно от 5 нм до 0,6 пм. Рентгеновские лучи, проходя через исследуемый объект, по-разному поглощаются отдельными его участками. Чем выше плотность участка, тем меньше интенсивность прошедших через него лучей. Располагая по ходу лучей за исследуемым объектом светящийся экран, можно наблюдать на нем внутренние дефекты объекта (пустоты, включения и т. п.).
Рентгеновскими лучами могут быть просвечены крупные круглые сортименты (диаметром до 40-50 см); эти лучи позволяют также просвечивать стволы растущих деревьев при помощи передвижных установок. Используя рентгеновские лучи, можно обнаружить в древесине ряд скрытых пороков — заросшие сучки, ходы насекомых, внутренние трещины, гнили, пустоты, а также металлические включения.
Повышение влажности снижает проницаемость древесины рентгеновскими лучами. Это свойство может быть использовано для определения величины и характера распределения влажности по сечению сортимента в процессе сушки. Рентгеновские лучи применяются также для изучения плотности древесины и тонкого строения клеточной стенки.
Ионизирующие излучения. Ионизирующие (ядерные) излучения возникают при распаде радиоактивных веществ, делении атомов тяжелых ядер, ядерных реакциях.
Различают следующие виды ядерных излучений: потоки заряженных частиц, электромагнитное излучение и потоки незаряженных частиц (нейтронов). Источники первых двух видов излучений — радиоактивные вещества. Эти излучения называются радиоактивными. Источниками нейтронных излучений служат ядерные реакторы, различные ускорители элементарных частиц, препараты, содержащие смеси радиоактивных веществ с веществами, испускающими нейтроны.
Пока лучше исследовано воздействие на древесину радиоактивных излучений. Альфа-лучи плохо проникают в древесину; большая проникающая способность у бета-лучей и еще лучшая — у гамма-лучей.
По данным Уральского лесотехнического института (УЛТИ), ЦНИИМОДа и ряда других организаций, проницаемость древесины бета-лучами уменьшается с увеличением ее плотности, влажности и размеров.
Исследования проницаемости древесины сосны, ели, дуба, бука, березы гамма-лучами (источник — кобальт-60), проведенные Б. К. Лакатош, показали, что наиболее легко гамма-лучи проникают в направлении вдоль волокон (особенно у дуба). С увеличением плотности древесины поглощение энергии увеличивается; зависимость между этими факторами линейная. Наибольший коэффициент пропорциональности характерен для равноплотной древесины бука. С повышением влажности количество поглощаемой энергии резко возрастает; оно прямо пропорционально толщине облучаемого материала.
Гамма-лучи могут быть использованы для дефектоскопии древесины, определения ее влажности и плотности, а также для контроля размеров деталей бесконтактным способом в непрерывном производственном потоке.
Трещины
Трещины — это продольные разрывы древесины, которые образуются под действием внутренних напряжений, достигающих предела прочности древесины на растяжение поперёк волокон.
Трещины в круглых лесоматериалах и пилопродукции делятся по типу на метиковые, отлупные и морозные, появляющиеся в растущем дереве, и трещины усушки, возникающие в срубленной древесине.
Метиковые трещины представляют собой внутренние радиальные трещины в стволах деревьев. Встречаются они у всех пород, особенно часто у сосны, лиственницы, бука преимущественно в перестойных древостоях. Протяженность трещины по стволу достигает 10 м и более, иногда трещина от комля доходит до живой кроны. В круглых лесоматериалах метиковые трещины заметны только на торцах (лучше на комлевых), так как, начинаясь от сердцевины, они до коры не доходят и на боковой поверхности не видны. В пиломатериалах эти трещины обнаруживаются как на торцах, так и на боковых поверхностях. Простой называется метиковая трещина (или две трещины, направленные по одному диаметру торца), расположенная в одной плоскости по длине сортимента. Сложными называются две или несколько трещин, направленных на торце под углом друг к другу, а также одна или две трещины, направленные по одному диаметру, но из-за спирального расположения волокон находящиеся не в одной плоскости. Метиковые трещины возникают в процессе роста дерева. Существует мнение, что трещины образуются и при валке дерева от ударов о землю. При высыхании древесины размеры трещины увеличиваются. Метиковые трещины представляют собой не сплошные, а прерывистые разрывы по длине сортимента.
Отлупные трещины — это отслоения (по годичному слою) древесины внутри ядра или спелой древесины стволов растущих деревьев; встречаются у всех пород. Отлуп можно обнаружить в круглых лесоматериалах только на торцах в виде дугообразных (не заполненных смолой) или кольцевых трещин, в пиломатериалах — на торцах в виде трещин-луночек, а на боковых поверхностях в виде продольных трещин или желобчатых углублений. До сих пор причина появления отлупных трещин точно не установлена. Отлупные трещины образуются в местах резкого перехода мелкослойной древесины в крупнослойную. Возникновение отлупа может быть связано с образованием внутренней гнили, а у сосны и у лиственных пород — водослоя.
Морозные трещины представляют собой наружные продольные разрывы древесины стволов растущих деревьев лиственных (реже хвойных) пород; распространяются вглубь ствола по радиальным направлениям. Они образуются при резком снижении температуры зимой. На них похожи старые трещины, возникшие от удара молнии. На поверхности ствола этот порок имеет вид длинной открытой трещины, часто с валиками разросшейся древесины и коры по краям. Морозные трещины располагаются в комлевой части ствола. В круглых лесоматериалах морозные трещины хорошо заметны на боковой поверхности и торцах; снаружи они имеют наибольшую ширину, уходят вглубь древесины (часто до сердцевины), постепенно суживаясь. В пиломатериалах они обнаруживаются в виде длинных радиальных трещин с уширенными около них годичными слоями.
Трещины усушки возникают в лесоматериалах под действием внутренних сушильных напряжений. Трещины распространяются от боковой поверхности вглубь сортимента по радиальным направлениям. От метиковых и морозных трещин они отличаются меньшим протяжением по длине сортимента (обычно не более 1 м) и меньшей глубиной. Эти трещины могут появляться на торцовых поверхностях круглых сортиментов и пиломатериалов из-за неравномерности просыхания их по длине. В конечной стадии сушки пиломатериалов крупного сечения (чаще лиственных пород) иногда появляются внутренние трещины (свищи), которые обнаруживаются при раскрое сортиментов.
По расположению в сортименте различают торцовые трещины, находящиеся на торцах и не выходящие на боковые стороны сортимента, и боковые трещины, которые расположены на боковых сторонах сортимента и могут выходить на торцы. Среди боковых трещин в пиленых сортиментах различают пластевые и кромочные.
Если трещины распространяются на глубину менее 1/10 толщины сортимента (но не более 7 см для круглых лесоматериалов и 5 мм для пилопродукции), они называются неглубокими, если на большую глубину (но не имеют второго выхода на боковую поверхность) — глубокими. Сквозными называются трещины, выходящие на две боковые стороны или на два торца сортимента, а также отлупные трещины, выходящие в двух местах на одну сторону сортимента (могут образовать желобок). В шпоне трещины шириной менее 0,2 мм называются сомкнутыми, а более широкие — разошедшимися.
Боковые трещины измеряют по глубине сортимента в миллиметрах, а по длине — в сантиметрах или соответственно в долях толщины и длины сортимента. Для измерения глубины пользуются тонким стальным щупом. Торцовые метиковые, отлупные и морозные трещины в круглых лесоматериалах измеряют по наименьшей толщине сердцевинной доски или диаметру окружности, в которую они могут быть вписаны, или по наименьшей ширине неповрежденной периферической зоны торца. Торцовые трещины усушки в круглых лесоматериалах измеряют по глубине. В пилопродукции торцовые трещины измеряют по протяжённости на торце в миллиметрах или в долях той стороны сортимента, на которой их проекция больше. Отлупные торцовые трещины в пилопродукции измеряют по хорде, а если трещина занимает более половины окружности годичного слоя — по диаметру. В шпоне трещины измеряют по длине, а разошедшиеся трещины — и по ширине; учитывают количество трещин на 1 м ширины листа.
Наименьшее снижение прочности из-за трещин наблюдается при сжатии вдоль или поперёк волокон, наибольшее — при растяжении поперёк волокон, если трещина расположена в плоскости, перпендикулярной направлению действия усилия, а также при скалывании, если трещина совпадает с плоскостью скалывания. При изгибе наибольшее отрицательное влияние оказывает трещина, перпендикулярная направлению изгибающего усилия и расположенная в нейтральной плоскости. Здесь нормальные напряжения отсутствуют, но касательные напряжения максимальные и снижение прочности пропорционально уменьшению площади, работающей на скалывание. По данным, трещины не оказывают влияния на модуль упругости при растяжении и сжатии вдоль волокон, но сильно снижают модуль упругости при статическом изгибе в том случае, когда плоскость трещины перпендикулярна направлению изгибающего усилия.
Трещины — один из главных факторов снижения прочности сортиментов, применяемых в строительстве. Ограничения в допуске трещин объясняются также и тем, что они способствуют проникновению влаги и спор грибов вглубь сортимента.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1129; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!