Trä är ett naturligt byggmaterial. Trä är ett naturligt byggmaterial. Timmer och trämaterial. Grafisk representation av trädelar Plywood och fiberskivor Strukturmaterial av trä

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Postat på http://www.allbest.ru/

Postat på http://www.allbest.ru/

Trä som byggmaterial

Vårt land är det första i världen när det gäller antalet skogsområden, som upptar nästan hälften av Rysslands territorium - cirka 12,3 miljoner km 2. Huvuddelen av Rysslands skogar, cirka 3/4, ligger i regionerna Sibirien, Fjärran Östern och i de norra delarna av den europeiska delen av landet. De dominerande arterna är barrträd: 37% av skogarna är lärk, 19% - tall, 20% - gran och gran, 8% - ceder. Lövträd upptar ungefär hälften av våra skogars yta. Den vanligaste arten är björk, som upptar cirka 1/6 av den totala skogsarealen.

Vedreserverna i våra skogar uppgår till cirka 80 miljarder m3. Omkring 280 miljoner m3 skördas årligen. industriträ, dvs. lämplig för tillverkning av strukturer och produkter. Denna mängd förbrukar dock inte den naturliga årliga tillväxten av trä i avlägsna områden i Sibirien och Fjärran Östern.

Avverkat virke i form av sektioner av stammar av standardlängd levereras med väg-, järnvägs- och vattentransporter eller genom forsränning längs floder och sjöar till träförädlingsföretag. Där tillverkar de sågade material, plywood, träskivor, strukturer och konstruktionsdetaljer. Under avverkning och träbearbetning, Ett stort antal avfall, vars effektiva användning är av stor ekonomisk betydelse. Tillverkningen av isolerande fiberskivor och spånskivor från träavfall, som används i stor utsträckning inom byggnation, gör det möjligt att spara en stor mängd industriellt trä.

Barrträ används för tillverkning av grundläggande delar av träkonstruktioner och byggnadsdelar. Raka höga stammar barrträd med ett litet antal knutar gör det möjligt att få rakt virke med ett begränsat antal defekter. Barrträ innehåller hartser, vilket gör det mer motståndskraftigt mot fukt och röta än lövved.

De flesta lövträslag är mindre raka, har fler kvistar och är mer mottagliga för röta än barrved. Det används nästan aldrig för tillverkning av grundläggande träelement byggnadskonstruktioner.

Ekträ utmärker sig bland lövträ för sin ökade styrka och motståndskraft mot förfall. Men på grund av dess knapphet och höga kostnad används den endast för små anslutande delar.

Björkved tillhör också hårda lövträd. Det används främst för tillverkning av byggplywood. Behöver skydd mot förfall.

För- och nackdelar med trä som byggmaterial.

Trä, liksom andra byggmaterial, har sina fördelar och nackdelar.

Fördelar:

Tillgång till en bred, ständigt förnybar råvarubas;

Relativt låg densitet;

Hög specifik hållfasthet - förhållandet mellan draghållfasthet längs fibrerna till densitet: 100/500 = 0,2 (ungefär lika med stål);

Motståndskraft mot saltaggression och andra kemiskt aggressiva miljöer;

Biologisk kompatibilitet med människor och djur - timmerbyggnader har det bästa mikroklimatet;

Höga estetiska och akustiska egenskaper - de bästa konsertsalarna i landet är klädda med trä;

Låg värmeledningskoefficient över fibrerna - en vägg gjord av trä 200 mm bred motsvarar värmeledningsförmågan tegelvägg bredd 640 mm;

Låg linjär expansionskoefficient längs fibrerna - i träbyggnader finns det inget behov av att installera expansionsfogar och rörliga stöd;

Mindre arbetsintensiv bearbetning, möjligheten att skapa böjda limmade strukturer.

Brister:

Anisotropi av trästruktur;

Mottaglighet för förruttnelse och skador av vedborrande skalbaggar;

Brännbarhet under brandförhållanden;

Förändringar i fysiska och mekaniska egenskaper under påverkan av olika faktorer (fukt, temperatur);

Krympning, svullnad, skevhet och sprickbildning under påverkan av atmosfärisk påverkan;

Förekomsten av defekter (knutar, lutande korn och andra) som avsevärt minskar kvaliteten på produkter och strukturer;

Begränsat utbud av trävaror.

Trästruktur

Som ett resultat av växtursprung har trä en rörformig skiktad fibrös struktur. Huvuddelen av trä består av träfibrer som ligger längs stammen. De består av långsträckta ihåliga skal av döda celler (trakeider, ca 3 mm långa) organiskt material(cellulosa och legnin).

Träfibrer är anordnade i koncentriska lager runt stammens axel, som kallas årliga lager, eftersom varje lager växer under hela året. De är tydligt synliga i form av en serie ringar på tvärgående sektioner av stammen, särskilt av barrträd. Genom deras antal kan du bestämma trädets ålder.

Varje årslager består av två delar. Det inre lagret (bredare och lättare) består av mjuk tidig ved, som bildas på våren när trädet växer snabbt. Tidiga träceller har tunnare väggar och bredare hålrum. Senvedsceller har tjockare väggar och smala hålrum. Träets styrka och densitet beror på det relativa innehållet av sent trä i det.

Den mellersta delen av barrvedsstammar är mörkare i färgen, innehåller mer kåda och kallas kärnveden. Sedan kommer splintveden och till sist barken.

Dessutom innehåller träet horisontella kärnstrålar, en mjuk kärna, hartskanaler och kvistar.

Virke som erhålls för konstruktion delas in i runda och sågade.

Rundträ, även kallat stockar, är delar av trädstammar med smidigt sågade ändar - ändarna. De har en standardlängd på 3 - 6,5 m med gradering var 0,5 m. Stockarna har en naturlig stympad konisk form. Att minska deras tjocklek längs längden kallas löpning. I genomsnitt är avrinningen 0,8 cm per 1 m längd (för lärk 1 cm per 1 m längd) av stocken. Medelstockar har en tjocklek på 14 till 24 cm; stora stockar är upp till 26 cm tjocka (subtovarnik) och mindre används för tillfälliga konstruktioner. Beroende på kvalitet delas rundvirke in i klasserna 1, 2 och 3.

Virke erhålls genom längsgående sågning av stockar på sågramar eller cirkelsågar. Timmer är uppdelat enligt bearbetningens natur: kantad (sågad på 4 sidor längs hela längden); avta (en del av ytan sågas inte längs hela längden på grund av stockens avrinning); okantad (två kanter är inte sågade).

Virke rektangulär sektion uppdelad i brädor, bommar och balkar. De bredare sidorna av virket kallas sömmar och de smalare sidorna kallas kanter. Timmer har en standardlängd på 1-6,5 m med gradering var 0,25:e m. Bredden på timmer varierar från 75 till 275 mm, tjocklek - från 16 till 250 mm. Baserat på kvaliteten på trä och bearbetning är brädor och stänger indelade i fem kvaliteter (valda, 1, 2, 3, 4: e) och balkar i fyra (1, 2, 3, 4: e).

Densitet. Trä tillhör klassen av lätta konstruktionsmaterial. Dess densitet beror på porernas relativa volym och deras fukthalt. Träets standarddensitet bör bestämmas vid en fukthalt på 12 %. Nyhugget trä har en densitet på 850 kg/m3. Den beräknade densiteten för barrträ som en del av strukturer i rum med en standardluftfuktighet på 12% tas lika med 500 kg/m3, i rum med en luftfuktighet på mer än 75% och utomhus - 600 kg/m3 .

Termisk expansion. Linjär expansion vid uppvärmning, kännetecknad av linjär expansionskoefficient, i trä varierar längs och i vinklar mot fibrerna. Den linjära expansionskoefficienten b längs fibrerna är (3 h 5) 10-6, vilket gör det möjligt att bygga träbyggnader utan expansionsfogar. Över träfibrerna är denna koefficient 7 till 10 gånger mindre.

Värmekapaciteten hos trä är signifikant värmekapacitetskoefficienten för torrt trä är C = 1,6 KJ/kg єС.

En annan värdefull egenskap hos trä är dess motståndskraft mot många kemiska och biologiska aggressiva miljöer. Det är ett kemiskt mer resistent material än metall och armerad betong. På normal temperatur fluorvätesyra, fosforsyra och saltsyra (låg koncentration) förstör inte trä. De flesta organiska syror försvagar inte trä vid vanliga temperaturer, så det används ofta för strukturer i kemiskt aggressiva miljöer.

Träets mekaniska egenskaper kännetecknas av: styrka - förmågan att motstå förstörelse från mekanisk påverkan; styvhet - förmågan att motstå förändringar i storlek och form; hårdhet - förmågan att motstå penetration av en annan fast kropp; slaghållfasthet - förmågan att absorbera arbete vid stöt.

Trä är ett anisotropiskt material, så dess styrka beror på riktningen av krafterna som appliceras på fibrerna. När krafter verkar längs fibrerna fungerar cellmembranen som mest gynnsamma förhållanden och trä visar den största styrkan.

Den genomsnittliga draghållfastheten för furu utan defekter längs fibrerna är:

Draghållfasthet - 100 MPa.

Vid böjning - 80 MPa.

Under kompression - 44 MPa.

När det sträcks, komprimeras och skärs över fibrerna överstiger detta värde inte 6,5 MPa. Närvaron av defekter minskar avsevärt (med ~30 %) styrkan hos trä vid kompression och böjning, och speciellt (med ~70 %) i spänning. De viktigaste oacceptabla defekterna hos trä är: röta, maskhål och sprickor i fliszoner i fogar.

De vanligaste och oundvikliga defekterna av trä är knutar - övervuxna rester av tidigare trädgrenar. Knutar är acceptabla med begränsade defekter.

Lastens varaktighet påverkar avsevärt träets hållfasthet. Under obegränsad långtidsbelastning kännetecknas dess styrka av en långtidsmotståndsgräns, som endast är 0,5 av hållfasthetsgränsen vid standardbelastning. Trä uppvisar den största styrkan, 1,5 gånger högre än korttidshållfastheten, under de kortaste stötar och explosiva belastningar. Vibrationsbelastningar, som orsakar alternerande tecken på stress, minskar dess styrka.

Träets styvhet (dess grad av deformerbarhet under påverkan av en belastning) beror avsevärt på belastningens verkansriktning i förhållande till fibrerna, deras varaktighet och fukthalten i träet. Styvheten bestäms av elasticitetsmodulen E.

För barrträd längs fibrerna E = 15000 MPa.

I SNiP II-25-80 är elasticitetsmodulen för alla typer av trä Eo = 10 000 MPa. E90 = 400 MPa.

Vid hög luftfuktighet, temperatur, såväl som under den kombinerade verkan av permanenta och tillfälliga belastningar, reduceras värdet av E med drifttillståndskoefficienterna mв, mт, mд< 1.

Påverkan av fukt. En förändring av luftfuktigheten från 0 % till 30 % leder till en minskning av trästyrkan med 30 % av det maximala. Ytterligare förändringar i luftfuktigheten leder inte till en minskning av träets styrka.

Tvärgående förändringar i luftfuktighet (krympning och svullnad) leder till skevhet av trä. Den största krympningen sker över fibrerna, vinkelrätt mot årsskikten. Krympdeformationer utvecklas ojämnt från ytan till mitten. Under torkning uppstår inte bara skevhet utan också krympsprickor.

För att jämföra träets styrka och styvhet är standardfukthalten satt till 12 %

B12=BW,

där b är korrektionsfaktorn, för kompression och böjning b = 0,04.

Effekt av temperatur. När temperaturen stiger minskar draghållfastheten och elasticitetsmodulen och träets skörhet ökar. Draghållfastheten för trä Gt vid en temperatur t som sträcker sig från 10 till 30 o C kan bestämmas baserat på dess initiala hållfasthet - G20 vid en temperatur på 20 o C, med hänsyn tagen till korrektionsfaktorn b = 3,5 MPa.

Gt = G20-in(t-20).

Trä för bärande element av träkonstruktioner måste uppfylla kraven i klasserna I, II och III.

Trä av kvalitet I används i de mest kritiska belastade dragelementen. Dessa är individuella sträckta stavar och brädor av sträckta zoner av laminerade balkar med en sektionshöjd på mer än 50 cm

Tvärskiktat? 7 %.

Total diameter av knutar över en längd av 20 cm d? 1/4b.

Grad II trä används i kompressions- och bockningselement. Dessa är individuella komprimerade stavar, brädor i de extrema zonerna av limmade balkar med en höjd av mindre än 50 cm; brädor i den extrema komprimerade zonen och den sträckta zonen belägna ovanför brädor av 1: a klass i laminerade balkar med en höjd av mer än 50 cm, brädor i ytterzonerna av arbetande limmade komprimerade, böjda och komprimerade böjda stavar.

Tvärskikt 10%.

Total diameter av knutar över en längd av 20 cm d? 1/3b.

Klass III-trä används i mindre belastade medellaminerade komprimerade, böjda och komprimerade böjda element, samt i lätt kritiska delar av däck och mantlar.

Tvärskikt 12%.

Total diameter av knutar över en längd av 20 cm d? 1/2b.

Byggplywood är ett fabrikstillverkat träplåtsmaterial. Den består som regel av ett udda antal tunna lager - faner. Fibrerna i intilliggande faner är placerade i ömsesidigt vinkelräta riktningar.

SNiP II-25-80 för design av träkonstruktioner rekommenderar följande typer vattentät plywood som konstruktion:

1. FSF-plywood, limmad med fenol-formaldehydlim. Denna plywood tillverkas:

Tillverkad av björkträ (5- och 7-lagers, 5-8 mm tjocka eller mer).

Tillverkad av lärkträ (7-lagers, 8 mm tjock eller mer).

Skivor av plywood med en tjocklek på mer än 15 mm kallas plywoodskivor. Skjuvhållfastheten för plywood i ett plan vinkelrätt mot plåten är ungefär 3 gånger högre än hållfastheten hos trä när det flisas längs ådring, vilket är dess viktiga fördel.

Elasticitetsmodulen för björkplywood längs fibrerna är 90 %, och tvärsöver är 60 % av elasticitetsmodulen för trä längs fibrerna. Elastikmodulerna hos lärkplywood är 70 % respektive 50 % av träets Eo.

Baneliserad plywood (FBS) skiljer sig från FSF-plywood genom att dess yttre skikt är impregnerade med vattenbeständiga alkohollösliga hartser. Den har en tjocklek på 7-18 m Dess styrka längs åden är 2,5 gånger, och över den är 2 gånger större än styrkan hos barrträ längs ådningen. Används under särskilt ogynnsamma fuktförhållanden.

Rötning är förstörelsen av trä av de enklaste växtorganismerna - träförstörande svampar. Vissa svampar infekterar fortfarande växande och torkande träd i skogen. Lagersvampar förstör virke under lagring i lager. Hussvamp - (merilius, poria, etc.) förstör träet på byggnadskonstruktioner under drift. träkonstruktion plywood ruttnande

Svampar utvecklas från celler - sporer, som lätt transporteras med luftrörelser. Växande bildar sporerna en fruktkropp och ett mycel av svampen - en källa till nya sporer.

Rötskydd:

1. Sterilisering av trä vid högtemperaturtorkning. Uppvärmning av trä vid t > 80 o C, vilket leder till att svampsporer, mycel och svampfruktkroppar dör.

2. Strukturskyddet antar ett driftläge när träets fukthalt är W<20% (наименьшая влажность при которой могут расти грибы).

2.1. Skydd av trä från atmosfärisk fukt - vattentätning av beläggningar, erforderlig taklutning.

2.2. Skydd mot kondensfukt - ångspärr, ventilation av strukturer (torkventiler).

2.3. Skydd mot fukt från kapillär fukt (från marken) - vattentätningsanordning. Träkonstruktioner ska vila på ett fundament (med bitumen- eller takpappsisolering) över mark- eller golvnivå med minst 15 cm.

3. Kemiskt skydd mot röta är nödvändigt när träfukt är oundviklig. Kemiskt skydd består av impregnering med ämnen som är giftiga för svamp - antiseptika.

Vattenlösliga antiseptika (natriumfluorid, natriumfluorid) är färglösa, luktfria ämnen som är ofarliga för människor. Används inomhus.

Oljehaltiga antiseptika är mineraloljor (kololja, antrosceneolja, skifferolja, träkreosot, etc.). De löser sig inte i vatten, men är skadliga för människor, därför används de för strukturer i det fria, i marken, ovanför vattnet.

Impregnering utförs i autoklaver under högt tryck (upp till 14 MPa).

Skydd mot malbaggar - uppvärmning till t>80 o C eller gasning med giftiga gaser som hexakloran.

Den kännetecknas av en brandmotståndsgräns (ca 40 minuter för en balk 17 x 17 cm, belastad till en spänning på 10 MPa).

1. Konstruktiv. Eliminering av förhållanden som är gynnsamma för bränder.

2. Kemisk (brandsäker impregnering eller målning). Impregnerad med ämnen som kallas brandskyddsmedel (till exempel ammoniumsalt, fosforsyra och svavelsyra). Impregnering utförs i autoklaver samtidigt med antiseptisk behandling. Vid upphettning smälter brandskyddsmedel och bildar en brandhämmande film. Skyddsmålning utförs med kompositioner baserade på flytande glas, superfluor, etc.

Postat på Allbest.ru

...

Liknande dokument

Information om trä: fördelar, nackdelar, kvalitet, användningsområde. Fysiska och mekaniska egenskaper hos trä, metoder för att öka dess hållbarhet. Egenskaper hos modifierat trä; modifierande polymerer. Byggträprodukter.

abstrakt, tillagt 2017-01-05


Varianter och egenskaper hos trädslag. Egenskaper för strukturen hos en trädstam. Beskrivning av de vanligaste trädefekterna. Träförfall och brand, skyddsmetoder. Tillämpningsområde för halvfabrikat och strukturer av trä.

abstrakt, tillagt 2011-07-06


Byggnadens egenskaper, dess tältfunktion över hockeyplanen. Funktioner för panelberäkningar, urval av sektioner, geometriskt diagram av fackverket. Kärnan i ansvar i driften av träkonstruktioner, metoder för att förhindra att trä ruttnar.

avhandling, tillagd 2010-11-09


För- och nackdelar med trä som byggmaterial. Makroskopiska egenskaper hos trä av de viktigaste barrträden. Teknik för konstruktion av timmerhus. Säkerhetsregler vid arbete på träbearbetningsmaskiner.

certifieringsarbete, tillagt 2009-06-16


Genomgång av historien om användningen av träkonstruktioner i byggandet. Studie av egenskaperna och designen hos räfflade kupoler, cirkelnät och tunnväggiga kupoler. Knutar och delar av en träkupol. Moderna medel skydd av trä från röta och eld.

abstrakt, tillagt 2015-01-13


Fysiska och mekaniska egenskaper hos trä. Testa träets mekaniska egenskaper för bockning och kompression. Kraftriktning i en träkonstruktion under belastning. Beräkning av ett böjbart element med rektangulär sektion. Stabilitetstest.

test, tillagt 2013-10-10


Mekaniska egenskaper hos trä: styrka, deformerbarhet. Dragarbete på träkonstruktioner. Betydelsen av storleken på defekten, dess plats på deras förstörelse i form av en bristning. Dragspänningar längs fibrerna. Central spänning av elementet.

presentation, tillagd 2015-06-18


Träets betydelse i vardagen och tekniken. Mekanisk, fysisk, Kemiska egenskaper trä Styrka, hårdhet och slitstyrka. Absolut och relativ fuktighet i trä. Svullnad av trä, krympning, hygroskopicitet, skevhet.

presentation, tillagd 2015-03-05


huvud funktion träd. Typer av trädslag, sorter av gran. Strukturen av en trädstam. Trädefekter: kvistar, fläckar. Träförfall och brand, skyddsmetoder. Egenhet träbyggnader. Träarkitektur av Tomsk.

test, tillagt 2012-01-19


Kärnan i armerad betong, dess egenskaper som byggmaterial. Fysiska och mekaniska egenskaper material av armerade betongkonstruktioner och armering. Fördelar och nackdelar med armerad betong. Tillverkningsteknik för prefabricerade strukturer, användningsområden.

Trä som naturligt

strukturell material

Utvecklad av: Yusupov Raikhan Makhmutovich

Tekniklärare,

Kommunal budgetutbildningsanstalt

"Genomsnitt grundskola nr 60"

Naberezhnye Chelny Republiken Tatarstan

"Trä som ett naturligt strukturmaterial."

Kapitel: Träbearbetningsteknik

Lektionens längd: 45 min

Klass: femte

Lärare: Yusupov Raikhan Makhmutovich

Läroanstalt : Kommunal budgetutbildningsinstitution "Secondary school No. 60" Naberezhnye Chelny Republiken Tatarstan

Lektionstyp: kombinerad.

Lär ut metoder: samtal, demonstration av visuella hjälpmedel.

Utrustning: dator, skärm, åhörarkopior.

Presentationsstruktur:
№ glida
	Lektionens ämne
	Lektionens mål
	Applicering av trä
	Korsord "C" träbearbetningsbänk"
	Vad får man ut av trä?
	Trädstruktur
	Vad är trä?
	Vad är trä?
	Trästruktur
	Typer av trädslag
	Reflexion
	Gymnastik för ögonen
	Variation av träd
	Trästruktur
	Doften av trä
	Praktiskt arbete
	kontrollera dig själv
	Läxa
	Inställning för nästa lektion.

Möjligheten att använda en medieprodukt i klassrummet:

Öka effektiviteten av att bemästra utbildningsmaterial genom att samtidigt presentera nödvändig information av läraren och visa demonstrationsfragment.

Intensifiering av utbildningsprocessen (öka mängden information som erbjuds, minska tiden för att presentera material)

Lektionens mål:

1. Pedagogisk

att göra eleverna bekanta med betydelsen av trä som ett strukturellt material i landets nationella ekonomi;

bekanta eleverna med dess klippor och struktur;

lära ut hur man identifierar träslag genom provernas utseende.

2. Utvecklande

utveckla praktiska färdigheter i förmågan att arbeta i grupp;

utveckla förmågan att analysera och dra slutsatser.

3. Pedagogisk

ingjuta i eleverna en känsla av ansvarsfullt ägande;

ingjuta färdigheter rationell användning material;

främja utveckling logiskt tänkande och minne;

respekt för naturen.

Under lektionerna:

Bildämne för lektionen:

"Trä som en naturligstrukturellmaterial".

1 . Organisatorisk del:

Lärarens hälsning

Närvarokontroll

Kontrollera elevernas beredskap för lektionen

2. Att sätta mål för lektionen och motivation, uppdatera kunskap om pedagogisk verksamhet.

Bild "Lektionsmål"

Trä! Och vad är det? (barn svarar på frågan med sina egna ord).

Trä- ett av de vanligaste materialen som människan lärde sig att bearbeta i antiken. Med hjälp av yxa, kniv och andra verktyg byggde man hus, broar, väderkvarnar, befästningar, verktyg, fat och mycket mer. Än idag används trä flitigt i konstruktion, för tillverkning av verktyg, fat, möbler etc. Ytbehandlingens unika skönhet träprodukt lockar alltid ögat.

Yrke som arbetare, upptagen manuell bearbetning trä kallas snickare Detta namn kommer från huvudaktiviteten - att göra tabeller. Företagen sysselsätter snickare, montörer av delar och trävaror, som måste behärska träbearbetningstekniker.

Genom att studera träförädlingsteknik kommer du att bekanta dig med olika trämaterial, deras egenskaper och lära dig om hur trä tillverkas olika föremål, få kunskap om bearbetningsmetoder, om de verktyg och maskiner som används, om tekniker för att arbeta med verktyg och använda maskiner m.m.

I skolverkstäder tilldelas var och en av er en fast arbetsplats. Arbetsplats utrustad för träbearbetning snickararbetsbänk. På förra lektionen studerade vi strukturen på en snickarbänk. Killar, låt oss komma ihåg vilka delar den består av snickeri arbetsbänk. Vi tittar på skärmen och löser korsordet.

Killar, visa nu dessa delar på vår arbetsbänk.

3. Att lära sig nytt material

Trä och timmer.

Skjut "trädstruktur"

Oavsett hur olika träden är, har de alla samma struktur. Varje träd består av tre delar: (fråga eleverna, vilka delar består ett träd av?) rötter, stam och krona.

Alla delar av trädet används i industrin: träflis, fernissor, harts, siden och film erhålls från grenarna; terpentin och kolofonium utvinns från rötterna; stammar används för tillverkning av virke, stolpar, slipers, olika träkonstruktioner etc.

Det täta materialet som huvudsakligen utgör rötterna, stammen och grenarna kallas trä. Det mesta av virket finns i stammarna. Den är beredd av trädstammar som klipps ner och rensas från grenar och kvistar.

Skjut "trästruktur"

Trä består av elementära celler, olika i storlek och form och fast förbundna med varandra. Celler kan fyllas med hartser, tandkött, vatten; de bildar kärl, märgstrålar och själva den vedartade massan.

Tänk på ett tvärsnitt av stammen.

Utsidan av stammen är täckt med bark, bestående av ett yttre korklager och ett inre bastlager vid gränsen mellan bark och trä. Omedelbart under barken finns ett yttre splintvedslager av trä, ofta mer annorlunda än resten av massan. ljus färg. Det har han nästan alltid hög luftfuktighet och består av unga celler.

Den centrala delen av stammen utgör huvuddelen av träet. Den är mörkare och kallas kärnan. Nära stammens geometriska centrum finns en kärna med en diameter på högst 1 cm, den kännetecknas av försvagat, löst trä. Från kärnan till barken sträcker sig märgstrålar i form av ljusa glänsande linjer, som har olika färger och tjänar till att leda vatten, luft och näring inuti trädet. Stammens trä består av många lager, som vid kapning syns som tillväxtringar. (Vad kan du lära dig av dem?) Trädets ålder bestäms av deras antal.

Kambium är ett tunt lager av levande celler som ligger mellan barken och träet. Endast från kambiet sker bildandet av nya celler och den årliga ökningen av tjockleken på trädet.

Skjut "textur"

Träslag kännetecknas av karakteristiska egenskaper (hur kan man avgöra om denna art är barrträd eller lövträd?), lukt, färg, struktur och hårdhet. Textur- ett mönster på ytan av trä som bildas som ett resultat av skärande av tillväxtringar och fibrer. Termen "textur" kommer från ett latinskt ord och översatt betyder "tyg, struktur." Strukturen beror på stammens skärriktning i förhållande till lager och ådring och på träslaget.

Ras rutschkana

Trädslag delas in i två typer (fråga till elever: vilka trädslag är indelade i?) barr- och lövträd. Barrträd har nålformade blad. Nästan alla barrträd är vintergröna, med undantag för lärk, som fäller sina barr på hösten. Lövträd har breda löv och faller av på hösten. Men det finns undantag här: i subtroperna och tropikerna behåller nästan alla träd lövverk året runt.

Hvothnya raser spela en ledande roll inom träbearbetning.

Det var de som hade värdefulla egenskaper i konstruktion: rak stam, ingen ihålig, hartsartad. Hartsinnehåll ger motstånd mot röta.

Tall upptar cirka 15% av alla skogar i Ryssland, gran - 12%. Den vanligaste barrträdsarten i ryska skogar är lärk. Den upptar 40% av den totala arealen av våra skogar.

Skjut "Pine"

Tall. Furu är rakkornig, hållbar, måttligt lätt, hartsartad. Färgen på kärnan är ljusbrun med en rödaktig nyans. I luft blir tallved matt och grått. olika nyanser. Tall lämpar sig väl för konstgjord och naturlig torkning, torkar lite och deformeras inte i färdiga produkter. Dess fördelar inkluderar även enkel bearbetning, limning och beklädnad. Furu tål stötbelastning på ett tillfredsställande sätt.

Skjut "gran"

Gran. När det gäller produktions- och förädlingsvolymer kommer granved på andra plats efter tall. Men kvaliteten på träet är lägre när det gäller sådana indikatorer som produktstyrka och närvaron av knutar. Annars är gran ett komplett substitut för tall. Fördelarna med granträ inkluderar: frånvaro av lukt, förekomsten av mestadels små kvistar, mindre tendens hos träet att bli blått, samma färg på splintved och moget trä - nära vitt.

Hårt träslag. Den ekonomiska betydelsen av lövträd minskar av två faktorer: mindre reserver jämfört med barrträd och träets tendens att ruttna under atmosfäriska förhållanden. Å andra sidan gör mångfalden av andra egenskaper, inklusive rikedomen av textur, och hållfasthetsegenskaperna hos många hårda träslag dem oersättliga.

Skjut "Ek"

Ek. Träet är hårt, har få kvistar, kännetecknas av hög hållfasthet, motståndskraft mot förfall och relativt rak ådring. Eken har en vacker textur i alla snitt. Används ofta i möbelproduktion (ofta i form av skivad faner). Lämplig för målning, efterbehandling med lack och mastik. Delar och hela produkter tillverkas ofta av ek i plywood-hyvling- och parkettindustrin, vid tillverkning av nitning, maskinteknik och konstruktion. Träets färg är ljusbrun i olika nyanser. Materialet är tungt, men ändå är det väl bearbetat, böjt och polerat.

Skjut "Björk"

Björk. Björkträ har vit färg med en rödaktig nyans är årsskikten knappt märkbara. Den kännetecknas av densitet och hög hållfasthet, särskilt under stötbelastningar. Vikt och hårdhet är genomsnittliga. Lågt motstånd mot röta vid variabel luftfuktighet. Det är väl bearbetat, hyvlat, böjt och polerat. Har betydande motstånd mot klyvning. Björkträ används för att framställa skalad faner och plywood. Träets höga densitet avgör björk som ett värdefullt material i prydnads- och svarvarbeten och vid tillverkning av möbler. imiterar väl värdefulla arter, lätt att måla och polera. Björk torkas under mjuka förhållanden, eftersom virket ofta som ett resultat av torkning förvrängs i områden med införandet av en falsk kärna. Före torkning rekommenderas det att behålla björkträ tills det är lufttorkat. Björk används flitigt: det kan ses i byggnadskonstruktioner, möbler, behållare och parkett är gjorda av det.

Skjut "Aspen"

Asp. Träet är mjukt, lätt och sämre i styrka än björk. Även rötbeständig. Träet är vitt med en grönaktig nyans, årsskikten märks knappt. Det limmar bra, torkar bra, varpar sig lite och är lätt att bearbeta. Aspen hittade sin huvudsakliga användning vid tillverkning av tändstickor.

Skjut "Linden"

Lind. Träet är lätt och mjukt, med enhetlig struktur, vitt med en rosa eller rödaktig nyans. Det skär, böjer och torkar mycket bra - det spricker lite och varp knappast. Linden används för att göra ritbrädor, panelmöbler, olika hantverk, modeller inom gjuteri och beklädnadsdelar.

4. Reflektion, gymnastik för ögonen.

5. Praktiskt arbete

Studerar prover olika raser. Identifiering av prover genom deras karakteristiska egenskaper.

Kontrollerar utfört arbete.

6. Sammanfattning

I slutet av lektionen, låt oss göra ett sista test och kontrollera hur väl du har lärt dig nytt material.

Slutprovsfrågor.

1. Vilka grupper kan alla trädslag delas in i?

a) lövfällande och vintergröna

b) löv- och barrträd

c) hög och låg

(Rätt svar b)

2. Vilket av dessa träd är ett barrträd?

a) lärk

b) al

c) lind

(Rätt svar A)

3. Träet på detta träd är vitt och ändras till rött i luften:

a) ek

b) tall

c) al

(Rätt svar V)

4. Vilket svarsalternativ listar endast barrträd?

a) tall, gran, kastanj, enbär

b) ek, asp, björk, poppel

c) ceder, gran, tall, lärk

(Rätt svar V)

5. I vilken uppslagsbok kan du hitta information om trä- och trädslags struktur?

a) uppslagsbok för en ung mekaniker

b) Uppslagsbok för en ung boskapsuppfödare

c) en ung snickarguide

(Rätt svar V)

6. Vilket av följande svarsalternativ listar endast lövträslag?

a) tall, lind, akacia

b) lärk, ceder, gran

c) poppel, al, asp

(Rätt svar V)

8. Inställning för nästa lektion.

Nästa lektion kommer att fortsätta att introducera träbearbetningsteknik. Du får ny kunskap om processen att tillverka träprodukter.

9. Lektionssammanfattning.

Låt oss sammanfatta vår lektion.

Vad lärde du dig för nytt på lektionen?

Vad visste du innan?

Vad gillade du mest med lektionen?

Vad gillade du inte?

Markera de mest aktiva eleverna. Sätt betyg på lektionen och svara på frågor.

Läxa:

Granska det studerade materialet;

Städa arbetsplatser.

Trä delas in i två typer:

Lövfällande arter: ek, lönn, björk, lind etc.

Barrträd: gran, tall, sibirisk ceder, etc.

Träets densitet är 0,46...0,76 g/cm 3, draghållfastheten längs fibrerna är 101...161 MPa.

Träets struktur är ett kompositmaterial av starka cellulosafibrer och tunna lager av lignin.

Huvudtyper av trämaterial:

Pressat trä, erhållen genom varmpressning följt av specialbearbetning. Används för tillverkning av lager, bussningar och andra maskindelar.

Fiberskivor tillverkad genom varmpressning av krossat trä, ibland med bindemedel. Används för foder och efterbehandling av personjärnvägsvagnar, bussar, etc.

Spånskivor erhålls genom varmpressning av träflis med bindemedel. Dessa skivor används i vagnsbyggande, möbeltillverkning etc.

Plywood representerar arkmaterial tjocklek 1...12 mm. Den är gjord genom att limma lager av faner, som är breda, jämna träspån i form av ark 0,55...1,5 mm tjocka.

Keramisk tekniskt material

Keramiska material erhålls från syntetiserade eller naturliga fina pulver av oorganiska kemiska föreningar (oxider, nitrider, etc.). För framställning av keramisk massa används också hjälpämnen: mjukgörare som förbättrar bildningen av icke-plastiska pulver, bindemedel, smörjande flytande oljor med låg ytspänning, som används för att minska friktion och vidhäftning av massan till ytan av formen, ytaktiva ämnen (olje- och stearinsyror) som förbättrar vätning av keramiska partiklar.

Vid beredning av keramisk massa de viktigaste operationernaär: malning av råmaterial, framställning av en blandning av pulver, granulering och torkning av keramiska massor. Material i form av bitar av olika storlekar med olika fysikaliska egenskaper krossas mekaniskt (krossad och mald). Först utförs grov krossning till en partikelstorlek av 10...15 mm, sedan medium - till en partikelstorlek av 1 mm och finkrossning. Det krossade materialet siktas genom metallsiktar, passerar genom en magnetisk separator för att separera ferromagnetiska föroreningar och skickas för upprepad finmalning, vanligtvis kombinerat med blandning av komponenterna. Malning sker ofta med tillsats av vatten.

En blandning av utgångsmaterial erhålls genom att blanda fint dispergerade komponenter eller genom att samtidigt finmala och blanda utgångskomponenterna. De mest använda materialen vid tillverkning av keramiska produkter är presspulver, gjutslipar och plastformmassa. Dessa massor skiljer sig från varandra i innehållet av mjukgörare. Med en låg halt av mjukgörare, 3...10 %, erhålls presspulver, med en halt av 7...20 % mjukningsmedel erhålls plastformmassor, och med en högre halt av mjukningsmedel (upp till 40 % ), erhålles gjutslipsar.

Processen att gjuta produkter från keramiska massor är baserad på deras förmåga att flyta plastiskt utan att bryta kontinuiteten under påverkan av yttre krafter och bibehålla den resulterande formen. Plasticitetsegenskaperna hos keramisk massa förmedlas vanligtvis av speciella ämnen - mjukgörare. I produktionen gjuts produkterna oftast med följande metoder: pressning, slipgjutning, gjutning av plastmassor och valsning.

De bildade ämnena avfyras. Under bränningen sintras det keramiska materialet som ett resultat av ett antal fysikalisk-kemiska processer med förvärv av vissa egenskaper av produkten, komprimering och förstärkning av materialet på grund av processerna för överföring och omfördelning av ämnen. Eldning utförs i batch- eller kontinuerliga ugnar.

Keramiska material är kroppar av en kristallin struktur och består av ett stort antal korn av kemiska föreningar. Kornstorleken är vanligtvis 50...100 mikron eller mer. I korn finns ett ordnat arrangemang av joner i rymden i form av ett visst kristallgitter. Kristaller av oxider och andra oorganiska kemiska föreningar har övervägande joniska bindningskrafter (joniska kristaller). Grunden för jonbindning är den elektrostatiska attraktionen mellan joner med positiv laddning (katjoner) och med negativ laddning (anjoner). Bindningens joniska natur är mer uttalad i föreningar vars element tillhör de grupper som är längst bort från varandra i det periodiska systemet av Mendeleevs element (till exempel MgO, BeO).

Teknisk keramik, beroende på närvaron av en viss kemisk förening och egenskaper i det tillverkade materialet, delas in i flera huvudklasser: strukturell, skärande, elektrisk, radioteknik, etc.

Strukturell keramik. Strukturell keramik tillåter användning av högre temperaturer jämfört med metaller och är därför ett lovande material för förbränningsmotorer och gasturbinmotorer. Förutom högre motoreffektivitet är fördelen med keramik låg densitet och värmeledningsförmåga, ökad värme- och slitstyrka.

Högtemperaturstrukturkeramer kännetecknas av måttlig porositet och hög värmebeständighet samtidigt som de bibehåller ganska höga termomekaniska egenskaper vid driftstemperaturer på 1300°C och över. Delar gjorda av denna keramik har formen av rör, bussningar, stänger, brickor, krokar och mer komplext formade föremål.

Nitrider, oxider, karbider Si 3 N 4, Al 2 O 3, ZrO 2 används som strukturell keramik , SiC, etc. Keramik som innehåller mer än 95 % Al 2 O 3 kallas korund.

Det mest lovande tekniska systemet för tillverkning av produkter från strukturkeramik i detta skede av dess utveckling anses vara följande: gjutning av den beredda kompositionen - bränning av ämnen - ytterligare komprimering genom varm isostatisk pressning (HIP).

Till exempel utförs HIP av kiselnitrid Si3N4 i glasskal vid temperaturer av 1800...2000°C under argontryck av 100...150 MPa under en timme. I detta fall, draghållfastheten σ böjning ökar från 830 till 1030 MPa. Föreldning utförs med uppvärmning i mikrovågsugnar (strömfrekvens 28000 MG c).

Strukturell keramik används experimentellt i bilindustrin för den övre delen av ventilventilen på förbränningsmotorer (ICE), arbetsyta kamaxelkammar och andra detaljer.

Keramiska material är spröda material, och deras styrka beror till stor del på tillståndet hos delarnas yta, särskilt på närvaron av mikrosprickor, som är spänningskoncentratorer. Maskindelar med exakta mått kräver bearbetning. På grund av den höga hårdheten och sprödheten hos keramik används abrasiv bearbetning. Den vanligaste bearbetningsmetoden för närvarande är precisionsslipning med skivor som innehåller diamantpulver som slipmedel. Genom att ändra faktorer som skärdjupet och kornstorleken på diamantpulvret i slipskivan är det möjligt att kontrollera arten av förstörelsen av keramik, och följaktligen att producera produkter med rationella parametrar för grovheten hos bearbetad yta. Följaktligen bestäms strukturen av det defekta ytskiktet av en produkt både av fysiska och mekaniska egenskaper och av diamantslipningsmetoder för keramik.

Skärning av keramik(RK). Den kännetecknas av hög hårdhet, inklusive vid uppvärmning, slitstyrka och kemisk tröghet mot de flesta metaller under skärprocessen. När det gäller komplexet av dessa egenskaper är keramik betydligt överlägsen traditionella skärmaterial - höghastighetsstål och hårda legeringar.

Det finns nitrid- och oxidkeramik. Modern RK är ett kompositmaterial med en matris av Si 3 N 4 (t slav max ≤ 1200°C) eller A1 2 03 (t slav max ≤ 1500°C). Fyllmedlet är små partiklar av TiN, TiC, ZrO2.

RK tillverkas i form av små plattor, på vars yta två eller flera lager av A1-beläggningar appliceras 2 0з, TiC, TiN, TiCN. "Gradient" beläggningar används också, vars sammansättning gradvis ändras från keramisk till arbetsyta. Beläggningar är avsedda att "läka" defekter i ytskiktet på ett keramiskt material.

Oxidskärande keramik AI 2 O 3, AI 2 O 3 + ZrO 2 används för grovbearbetning och finsvarvning av delar av stål, mer sällan gjutjärn.

Nitridskärande keramik Si 3 N 4, SisN 4 + Zr0 2 används för grovbearbetning och finsvarvning, fräsning av gjutjärn och superlegeringar.

Skärande keramik, i sina egenskaper, upptar en mellanposition mellan hårda legeringar och superhårda material (diamanter).

Oorganiskt glas

Det glasartade tillståndet är karakteristiskt för en bred klass oorganiska ämnen, från enskilda element till komplexa flerkomponentsystem. Glas, som en konstgjord produkt, kan innehålla de flesta elementen i det periodiska systemet.

De mest använda glasen är de som innehåller oxiderna SiO 2 och B 2 O 3 . Var och en av dessa glasbildande oxider kan bilda glas i kombination med modifierande oxider: SiO 2 - AI 2 O 3, SiO 2 - B 2 O 3, CaO-MgO 3 - B 2 O 3, etc.

Den hundraåriga historien om glastillverkning, från det antika Egypten, Babylonien, Assyrien och fram till idag, är förknippad med tillverkningen silikatglas, baserat på systemet Si-Na20-CaO. Sammansättningen av vissa industriglas presenteras i tabellen. 1.

Tabell I

Kemisk sammansättning av glasögon

Typ av glas	Kemisk sammansättning,%
Si0 2	Na2O	CaO	B2O3	AI 2 O 3	MgO	VaO	K 2 O	Fe2O3
Porslin			7,45	–	0,5	–	–		0,05
Kemiskt laboratorium	68,4	9,4	8,5	2,7	3,9	–	–	7,1	–
Polerad (flytmetod)		13,4	8,7	–	0,9	3,6	–	–	0,1; 0,3 SiO3
Medicinsk		8,5			4,5		–		–
Värmebeständig	80,5		0,5			–	–		–
Strålningsbeständig	48,2		0,15		0,65	–	29,5	7,5	–

Glas är ett tillstånd av ett amorft ämne som erhålls genom att kyla en underkyld smälta. Skillnaden mellan glas och kristaller är frånvaron av periodicitet i dess struktur och långväga ordning i strukturen.

När det gäller deras struktur är silikatglas ett kontinuerligt slumpmässigt nätverk av SiO 4-tetraedrar (Fig. 11). En kiselatom omgiven av fyra syreatomer reflekterar kortdistansordningen i glasstrukturen. Som framgår av många röntgen- och neutrondiffraktionsstudier bekräftas närvaron av ett oordnat nätverk också i förhållande till strukturen hos enkomponentglas.

När natriumoxider införs i SiO 2 störs kontinuiteten i kisel-syrenätverket på grund av partiella brott av Si-O-Si-bindningarna som förbinder tetraedrarna med varandra. Så kallade icke-överbryggande syreatomer uppstår. Tetraedrar är förbundna med hörn, inte av kanter eller ytor.

Ris. 11. Tetraedrisk struktur av glasstruktur

Glaskomponenter som självständigt kan bilda ett strukturellt kontinuerligt nätverk, såsom SiO 2 och andra, tillhör gruppen glasformare. Glaskomponenter som inte är kapabla att självständigt bilda ett kontinuerligt strukturellt nät kallas modifierare. Som regel inkluderar gruppen av modifierare oxider av element i den första och andra gruppen i det periodiska systemet. Modifieringskatjoner finns i de fria håligheterna i det strukturella nätverket (fig. 12).

I oorganiska glas, när de kyls, övergår smältan till ett plastiskt fysiskt tillstånd och sedan till ett glasartat tillstånd. Vid uppvärmning inträffar följaktligen övergångar: glasartat tillstånd -> plastiskt tillstånd -> smälta

Ris. 12. Schema för glasstruktur

Temperaturintervallet inom vilket glasövergångsprocessen sker kallas glasövergångsintervallet och begränsas av två temperaturer: på högtemperatursidan T p (mjukningstemperatur), från sidan låga temperaturerT Konst. Glas har egenskaperna hos en hård kropp med spröd fraktur. Temperatur T p är gränsen mellan det plastiska tillståndet och smältan. Vid en temperatur T Det är redan möjligt att dra tunna trådar från glassmälta.

Glas får hårdhet på grund av en gradvis ökning av viskositeten när temperaturen sjunker. Karakteristiska temperaturer T stå T p motsvarar vissa viskositetsvärden (Fig. 13).

Ris. 13. Beroende av glasviskositet på temperatur (exempel). Fysiska tillstånd:

I-glaskropp; II-plast; III-smälta

Glasproduktionen består av att bereda råvaror och blanda dem i vissa proportioner till en homogen sats. Kvartsglassand används som en källa till huvudkomponenten i industriella glas - kiseldioxid (S1O2).

Laddningen matas in i en glassmältugn, där smältning utförs vid temperaturer på 1500...1600 °C. I det sista steget sjunker temperaturen till ~1000°C ( T R).

Formning av produkter från smältglas utförs inom området för plastiskt tillstånd på glasformningsmaskiner på mekanisk väg(pressa, rulla, blåsa, etc.).

För att erhålla arkpolerat glas sker formningen av glassmältan till en remsa på en plan yta av smält tenn ( flytmetoden). När det rör sig längs badet kyls glasbandet från 1000 C till 600 ° C och glödgas sedan i en 120 meter lång tunnelugn.

Glasets egenskaper beror på kombinationen av dess beståndsdelar. Den mest karakteristiska egenskapen hos glas är genomskinlighet (genomskinligheten för fönsterglas är 83...90 %, och den för optiskt glas är upp till 99,95 %). Glas är en typiskt ömtålig kropp, mycket känslig för mekanisk påverkan, särskilt stötar. För att öka styrkan utsätts glaset för härdning (härdning, kemisk och termokemisk behandling etc.), vilket försvagar effekten av ytmikroprickor. För att eliminera påverkan av mikrosprickor används etsning av ytskiktet. Vid etsning löses det defekta skiktet med fluorvätesyra och en skyddande film, till exempel gjord av polymerer, appliceras på det exponerade defektfria skiktet.

Glasdensitet 2200...8000 kg/m 3, mikrohårdhet 4... 10 GN/m 2, elasticitetsmodul 50...85 GN/m 2. Glasets tryckhållfasthet är 0,5. ..2 GN/m, med böjning 30..90 GN/m 2 . Glasets värmeledningskoefficient beror lite på dess kemiska sammansättning och är lika med 0,7...4,3 W/(m K). Brytningsindex 1,4...2,2, dielektrisk konstant 3,8...16,0.

Som material används glas i stor utsträckning inom olika områden. I enlighet med deras syfte är olika typer av glas kända: fönsterglas, servisglas, containerglas, kemiskt laboratorieglas, termiskt glas, värmebeständigt glas, konstruktionsglas, optiskt glas, elektriskt glasglas och många andra typer av tekniskt glas . Inom varje typ av glas finns en mängd olika sorter. Beroende på serviceförhållandena för varje typ och kvalitet är glaset föremål för vissa krav på egenskaper, formulerade i relevanta standarder och tekniska specifikationer.

Fysikaliska egenskaper:

1) densitet; beror på antalet hålrum, fibrernas väggtjocklek och fukthalt (furu och gran - 5 kN/m3, björk 6 kN/m3) 2) termisk expansion - linjär expansion vid uppvärmning, kännetecknad av linjär expansionskoefficient i trä varierar längs fibrerna i en vinkel mot dem. Koefficienten är 2-3 gånger mindre än stålets 3) värmeledningsförmåga - på grund av sin porösa struktur leder trä inte värme bra. Värmeledningsförmåga det är mer trä längs ådningen än tvärs över åden. De mekaniska egenskaperna hos trä, som är en naturlig polymer, studeras på basis av reologi - vetenskapen om att ändra egenskaperna hos ett ämne över tid under påverkan av vissa faktorer, i det här fallet belastningar. 2 reologiska egenskaper: krypning - egenskapen hos ett material att ytterligare deformeras över tid under konstant belastning; avslappning – minskning av stress över tid. Olika mekaniska egenskaper hos material med olika kraftriktningar på fibrerna kallas anisotropi och beror på träets rörformade struktur För trä i tekniska beräkningar används en transtropisk anisotropimodell, som antar olika mekaniska och elastiska egenskaper i endast två riktningar. (längs och tvärs över fibrerna). Egenskaperna i tangentiell och radiell riktning är nästan desamma. När sprickan sträcks längs fibrerna och tvärs över fibrerna är frakturen spröd, vilket är farligt. Vid krossning skiljer sig hållfasthetsegenskaperna praktiskt taget inte från kompression. Flisning längs fibrerna är en av de svaga punkterna i träprestanda. cm=0,5…0,6 kN/cm2; kännetecknas av spröd fraktur. Hållfasthetsegenskaperna beror på träslaget, på belastningens varaktighet, på tvärsnittsdimensionerna och på elementets konfiguration. Allt detta beaktas av arbetsvillkorskoefficienten.

2. Makrostruktur av barrträ

3. Defekter av trä och deras inverkan på päls

Laster trä hänvisar till förändringar i dess utseende, kränkning av integriteten hos vävnader och cellmembran, riktigheten av dess struktur och skada, minskar kvaliteten på trä och begränsar möjligheterna för dess användning.

Defekter- trädefekter av mekaniskt ursprung som uppstår i det under processen för skörd, transport, sortering och mekanisk bearbetning.

Effekten av en defekt på träets kvalitet beror på dess typ, storlek, placering i materialet och syftet med materialet. Det minskar styrkan och dekorativa egenskaper hos trä, så träets kvalitet bestäms med obligatorisk hänsyn till de defekter som finns i det.

Enligt GOST 2140-81 "Defekter av trä. Klassificering, termer och definitioner" alla defekter är indelade i grupper: kvistar, sprickor, svampskador, kemiska fläckar, defekter i formen på stammen och trästrukturen, insektsskador, främmande inneslutningar och bearbetningsdefekter.

Tikar- den vanligaste och oundvikligaste defekten av trä, som är baserna för grenarna som är inneslutna i stammens trä. Beroende på graden av igenväxning kan knutar vara öppna eller igenväxta.

Metiska spricker - radiellt riktade sprickor i kärnan, som sträcker sig från kärnan, inte når barken och har en betydande utsträckning längs sortimentets längd. Längden på en noggrann spricka kan vara mer än 10 m Beroende på platsen är runda sortiment indelade i enkla och komplexa. En enkel noggrann spricka är en eller två sprickor riktade längs samma diameter och löper i samma plan längs med sortimentet. Två eller flera sprickor placerade i änden i en vinkel mot varandra, såväl som en eller två sprickor riktade längs samma diameter, men placerade längs sortimentets längd i olika plan - detta är en komplex metisk spricka.

Avstötande spricka - en spricka mellan årsskikten som uppstår i kärnveden eller mogen ved. De bildas i ett växande träd, har en kort längd längs stammens höjd och är inte synliga från utsidan.

frostspricka- yttre längsgående sektioner av trä från stammar av växande träd. Det sprider sig djupt in i stammen i radiella riktningar (vanligtvis i rumpan).

Bålformsdefekter uttrycks i olika avvikelser från stammens normala form och bildas under trädets tillväxtperiod. Dessa inkluderar konvexitet, rumpighet, utväxter, krökning och ovalitet.

Konvergens representerar en gradvis minskning av virkets tjocklek eller bredden av okantat virke över hela dess längd. Om för varje meter stamhöjd (sortimentslängd) minskar diametern med mer än 1 cm, betraktas detta fenomen som en defekt. Barrträdstammar är mindre raggiga än lövträd.

Zakomelistost- en kraftig ökning av diametern på stumpdelen av timmer och virkets bredd. Ojämnhet och ojämnhet gör det svårt att använda virke för det avsedda ändamålet, ökar mängden avfall vid sågning och skalning, kapning av virke och orsakar uppkomsten av en radiell lutning av fibrerna.

Utväxter och krökning som ofta finns på alla arter, särskilt lövträd, gör det svårt att använda timmer för det avsedda ändamålet och komplicerar deras bearbetning. Utväxter är lokala förtjockningar av stammen, de kan ha en slät yta och regelbunden trästruktur, samt med en ojämn yta och vriden

struktur av trä, som kallas burls. Krökning är krökningen av stammen längs dess längd. Man skiljer på enkel och komplex krökning, som kännetecknas av en eller flera sortimentsböjar.

Till lasterna Träets struktur inkluderar fibrernas lutning, häl, krullning etc.

Fiberlutning(tvärskikt) - avvikelse av fibrerna från sortimentets längsgående axel leder till ökad krympning och skevhet. Fibrernas lutning gör det svårt att mekaniskt bearbeta trä, minskar förmågan att böjas, samt styrkan hos virke när det sträcks längs åden och vid bockning.

Kren - lokal förändring av barrträs struktur. Det uttrycks i en uppenbar ökning av bredden på den sena zonen av årliga lager. Formad i den komprimerade zonen av krökta eller lutande stammar. Kren ökar träets hårdhet och dess styrka vid kompression och statisk böjning; minskar draghållfastheten; ökar krympningen längs fibrerna, vilket orsakar sprickbildning och längsgående skevhet av virke; minskar vattenupptaget av trä och detta gör det svårt att mätta det, och förvärras också utseende.

Traktionsträ observeras vid ändarna i form av bågformade sektioner, på radiella ytor - i form av smala ränder (strängar). Det ökar träets draghållfasthet vid spänning längs fibrerna och statisk böjning, ökar krympningen i alla riktningar, speciellt längs fibrerna, vilket bidrar till uppkomsten av skevhet och sprickor, komplicerar bearbetningen, vilket leder till bildandet av håriga och mossiga ytor.

Lockighet - krökning av fibrer. Minskar träets drag-, tryck- och böjhållfasthet, ökar styrkan vid klyvning och flisning i längdriktningen samt gör det svårt att fräsa ved.

Ringla förekommer i form av delvis skurna, konsolliknande krökta konturer bildade av krökta årslager. Det finns ensidiga och ände till ände lockar. Minskar träets tryck- och draghållfasthet längs ådringen, samt böjhållfastheten. Materialets styrka minskar märkbart när krullarna är placerade i den farliga delens sträckta zon. Hartsficka finns i barrträ; kan vara ensidig eller genomgående, minskar träets hållfasthet. Harts som läcker från hartsfickorna förstör ytan på produkterna och stör deras frontfinishing och limning.

Groning - delvis eller helt övervuxen bark på stammen eller död ved till följd av skada; uppstår i ett växande träd när skador på det läker och åtföljs av utveckling av tjära, svampkärnfläckar och ränder av kärnröta. Kränker träets integritet och åtföljs av krökning av de intilliggande årliga lagren. Groningen kan vara öppen eller stängd.

Slipning- finns i trä endast från barrträd. Det påverkar inte nämnvärt de mekaniska egenskaperna, men minskar avsevärt böjsegheten, minskar vattengenomsläppligheten och försvårar ytbehandling och limning.

Falsk kärna- mörkfärgad inre delen stam av lövfällande arter som inte är kärnor. Tvärsnittsformen kan vara rund, stjärnformad eller flikformad. Denna defekt förstör utseendet, kännetecknas av dålig permeabilitet, minskad draghållfasthet längs fibrerna och skörhet. I björk spricker den falska kärnveden lätt.

Vattenskikt- uppstår i form av våta, mörka fläckar av olika former och storlekar, orsakar sprickbildning, minskar slaghållfastheten och åtföljs av röta.

Kemiska fläckar i de flesta fall är det en konsekvens av oxidationen av tanniner som finns i trä. Dessa inkluderar: bucklor, garvningsränder, gulhet, som inte påverkar träets fysiska och mekaniska egenskaper, men med intensiv färgning försämrar de materialens utseende.

Svampskador i trä uppstår från utvecklingen av svampar i det, som delas in i träbetsning och träförstörande.

Svampar utvecklas på trä vid en viss luftfuktighet (optimal - 40-60%) och temperatur (optimal - 20-30 ° C).

Kärnröta - Områden med onormal färgning av kärnan, som, baserat på förstörelsens färg och karaktär, är uppdelade i brokig såll, brun sprucken och vit fibrös kärnröta. Denna defekt påverkar väsentligt materialets mekaniska egenskaper. Beroende på omfattningen av träröta, reduceras dess kvalitet till den grad att den inte är lämplig.

Forma representerar enskilda fläckar eller en kontinuerlig beläggning av grönt, blått, svart eller annan färg. Det påverkar inte träets mekaniska egenskaper, men försämrar dess utseende.

. Browning

Splintved röta,Rutten yttre röta

,Maskhål beroende på penetrationsdjupet kan det vara ytligt (påverkar inte de mekaniska egenskaperna), grunt och djupt (kränka träets integritet och minska de mekaniska egenskaperna). Maskhål underlättar svampens penetration och utvecklingen av röta.

4. Fuktighet hos trä, dess inverkan på styrka och deformerbarhet. Det finns två typer av fukt i trä: bunden (hygroskopisk) och fri (kapillär). Bunden fukt finns i cellmembranens tjocklek, och fri fukt finns i cellhåligheter och intercellulära utrymmen. Förutom fri och bunden fukt skiljer man på fukt som ingår i kemisk sammansättningämnen som bildar trä (kemiskt bunden fukt). Denna fukt är endast viktig vid kemisk bearbetning av trä. Den maximala mängden bunden fukt kallas begränsa hygroskopicitet eller cellväggsmättnadsgräns och är 30%. Den stabila hygroskopiska fukthalten i trä, motsvarande en viss kombination av temperatur och luftfuktighet, kallas jämviktsfuktighet trä. En förändring av träfukthalten från den hygroskopiska gränsen och däröver kan endast ske när fri fukt fyller cellhåligheterna. När träets fukthalt ändras från 0 % till gränsen för cellväggmättnad, ökar trävolymen (sväller), och en minskning av fukthalten inom dessa gränser minskar dess storlek (krympning). Ju tätare trä, desto större svällning och krympning. Följaktligen är svällning och krympning olika i sent, tätare trä och i tidig ved.

Det har konstaterats att linjär krympning längs fibrerna i radiella och tangentiella riktningar skiljer sig signifikant. Krympningen längs träfibrerna är vanligtvis så liten att den försummas i den radiella riktningen sträcker sig från 2...8,5%, och i tangentiell riktning 2,2...14%. Konsekvensen av denna ojämna torkning är att brädorna vrids vid torkning (Fig.). När luftfuktigheten ökar över cellväggarnas mättnadspunkt, när fukt upptar remsor av träceller, uppstår ingen ytterligare svullnad. Torkningsprocessen av trä består av avdunstning av fukt från ytan och dess rörelse från de inre, fuktiga lagren till de yttre. Avdunstning av fukt från träytan sker snabbare än rörelsen av fukt från insidan till periferin, vilket orsakar ojämn fördelning av fukt; i tunt virke är denna ojämnhet vanligtvis liten och avtar snabbt; I tjocka element jämnar fukten ut långsamt och ojämnheten i dess fördelning i början av torkning kan vara betydande. Ju högre trätäthet, desto långsammare torkhastighet. Hydraulisk ledningsförmåga i radiell riktning är något större än i tangentiell riktning, vilket förklaras av kärnstrålarnas inverkan. Det har fastställts att det hos barrträd finns en liten skillnad mellan den radiella och tangentiella krympningen av trä i den sena zonen av årliga lager, och den tangentiella krympningen av den tidiga zonen är 2-3 gånger större än den radiella. Nyhugget trä innehåller 80..100 % fukt, och fukthalten i barrsplintved är 2-3 gånger högre än fukthalten i kärnan. Fukthalten i drivved når 200 %. Den slutliga fukthalten i trä måste motsvara dess jämviktsfukthalt under driftsförhållanden.

////Träets struktur, dess inverkan på materialets styrka och deformerbarhet. Träbyggnadskonstruktioner är huvudsakligen gjorda av barrträ (furu, gran, lärk). På tvärsnittet av en trädstam urskiljs följande delar av figuren: under barken finns ett tunt lager av kambium, som avsätter trä och arbetar med varierande intensitet, eftersom dess aktivitet också beror på yttre förhållanden. I ett växande träd orsakar kambium tillväxten av trä och bark. I mitten av stamsektionen finns en kärna, som har formen av en liten rund fläck med en diameter på 2-5 mm. Allt huvudträ, som ligger mellan ett tunt lager av kambium och kärnan, består av två delar, något olika varandra i färgnyanser - den inre zonen, mörkare, kallas kärnan, och den ljusare kallas splintved. Ett tvärsnitt av stammen visar koncentriska lager som omger kärnan. Trä består av två typer av celler - prosenkymala och parenkymala. Parenkymceller är ungefär lika stora i alla tre axiella riktningar. Prosenkymala celler inkluderar trakeider - ihåliga celler, mycket långsträckta i längd med spetsiga ändar. Huvudelementen i barrträ är trakeider, som upptar över 90% av den totala trävolymen. Parenkymceller i barrträ är en del av märgstrålarna. I ett växande träd rör sig näring och vatten horisontellt längs märgstrålarna under växtsäsongen och under viloperioden lagras reservnäring i dem. Barrtrakeider utför inte bara sina inneboende ledande funktioner, utan också mekaniska. Trakeiderna i den tidiga delen av årsskiktet har tunna väggar och stora inre håligheter, medan trakeiderna i den sena delen av årsskiktet har tjockare väggar och små håligheter. Baserat på modern forskning har det konstaterats att väggarna i trakeidceller är ett skiktat membran. I väggen av varje normal trakeid urskiljs: ett tunt primärt skal P, ett mycket tjockare sekundärt skal S, bestående av ett yttre lager Sb, ett mellanlager S2 och ett inre lager S3. Varje lager av trakeidskalet består av mikrofibriller, vars bas är kristallin cellulosa, täckt med en matris av amorfa eller parastallina polymerer som stabiliserar strukturen hos mikrofibrillerna. Lignin spelar en speciell roll i cellväggens sammansättning. Medan hög draghållfasthet huvudsakligen tillhandahålls av cellulosamikrofibriller, ger lignin skalet tryckhållfasthet. I barrträ består parenkymceller huvudsakligen av många märgstrålar (se fig. 1.3.). De är smala, mestadels enkelradiga, men bland dem finns också flerradiga balkar med ett harts horisontellt lopp i mitten. Hos tall, gran och lärk innehåller strålarna förutom parenkymceller trakeider.

5.6. Arbete av trä på olika sorter kraftpåverkan.Stretching. Draghållfastheten längs fibrerna i rena standardprover är hög - för tall och gran är den i genomsnitt 1000 kgf/cm2. Närvaron av knutar och sammanfogning av tvärskikt minskar draghållfastheten avsevärt. Knutar på kanter med kantutgång är särskilt farliga. Experiment visar att när storleken på kvistar är 1/4 av sidan av ett element, är draghållfastheten endast 0,27 av draghållfastheten för standardprover. När träelement försvagas av hål och hål, minskar deras hållfasthet mer än vad som är erhålls vid beräkning efter nettoarea. Här märks den negativa påverkan av stresskoncentration vid försvagningspunkter. Kompression. Kompressionstester av standardprover längs fibrerna ger draghållfasthetsvärden 2-2,5 gånger mindre än draghållfastheten. För furu är tryckhållfastheten i genomsnitt 400 kgf/cm2. Inverkan av defekter (knutar) är mindre än vid spänning. När storleken på knutarna är 1/3 av sidan av det komprimerade elementet blir tryckhållfastheten 0,6-0,7 av styrkan hos ett element med samma dimensioner, men utan knutar. Sålunda är driften av komprimerade element i strukturer mer tillförlitlig än draghållfasta. Detta förklarar den utbredda användningen av metall-träkonstruktioner med huvudsakliga dragelement gjorda av stål, och komprimerade och komprimerande böjda sådana gjorda av trä. Vid mindre värden på  är dess kurvlinjäritet liten och den kan accepteras som rätlinjig upp till en villkorlig proportionalitetsgräns lika med 0,5. Böja. Vid tvärböjning är brotthållfasthetsvärdet mellan tryck- och draghållfasthet. För standardprover av tall och gran är böjhållfastheten i genomsnitt 750 kgf/cm 2. Eftersom det finns en sträckt zon under böjning är inverkan av knutar och tvärskikt betydande. När storleken på knutarna är 1/3 av sidan av elementet är draghållfastheten 0,5 av hållfastheten för kvistfria prover. I ojämna stång och speciellt i stockar är detta förhållande högre och når 0,6-0,8. Inverkan av defekter i stockar under böjning är i allmänhet mindre än i timmer, eftersom det i stockar inte finns någon utgång till kanten av fibrer som kapas under sågning och deras avklyvning i styckets tvärskikt när elementet böjs tvärsnittet av det böjda elementet när man närmar sig draghållfastheten är krökt. I detta fall är den faktiska tryckkantsspänningen mindre, och dragspänningen är större än de som beräknas med formeln  = M/W. Böjhållfasthetsgränsen beror på tvärsnittets form och dess höjd. Detta beaktas i beräkningen genom att införa lämpliga koefficienter till de beräknade resistanserna. Skrynkande. Det förekommer krossning längs fibrerna, tvärs över fibrerna och i vinkel mot dem. Krosshållfastheten hos trä längs fibrerna skiljer sig lite från tryckhållfastheten längs fibrerna, och nuvarande standarder skiljer inte mellan dem. Trä har liten motståndskraft mot krossning över fibrerna. Vinkelkrossning intar ett mellanläge. Kollaps över fibrerna kännetecknas, i enlighet med fibrernas rörformiga form, av betydande deformationer av det krossade elementet. Efter tillplattning och förstörelse av cellväggarna blir träet komprimerat, deformationer minskar och motståndet hos det krossade provet ökar. Flisning och klyvning. Flisning är förstörelse som beror på att en del av materialet förskjuts i förhållande till en annan. Man skiljer på längsgående och tvärgående flisning. På grund av träets mycket svaga motstånd mot flisning bestämmer denna typ av deformation ofta dimensionerna på element eller fogar.

7.8.Konstruktiva och kemiska åtgärder för att bekämpa röta och brandrisker. Användningen av trä med en fukthalt på mer än 30% för tillverkning av träkonstruktioner, fuktning av strukturer under drift, brott mot torkningsregimen i rummet och andra orsaker leder till träruttning och en kraftig minskning av livslängden för träkonstruktioner.

Under rötning trä förstår livsprocessen svamp, destruktiv cellulosa- den starkaste delen av trä. Processen för svamputveckling sker vid en genomsnittlig träfukthalt på mer än 20 % under förhållanden med hög luftfuktighet i frånvaro av ventilation och en omgivningstemperatur på 0 till 45°C.

Karakteristiska tecken på träskador av svampar i strukturer:

utseendet av mycel på ytan av träet - vita fluffiga kluster av svamptrådar (hyfer), såväl som närvaron av en karakteristisk svamplukt i rummet;

förändring i träfärg: i början av processen - till rödaktig, sedan brun eller mörkbrun;

Närvaron i träet av djupa längsgående och tvärgående sprickor, längs vilka det bryts upp i separata prismatiska bitar - destruktiv röta (träet verkar vara förkolnat, lätt slitet av och malet till pulver med fingrarna). mot ruttnande av träkonstruktioner är att skydda dem från konstant eller systematisk upprepad fuktning, skapande av ett torkningsläge.

Grundläggande konstruktiva (förebyggande) åtgärder mot röta:

användning av torrt virke med fukthalt W=12 % för tillverkning av limträkonstruktioner och W< 20% - för icke-limmade strukturer;

skydd av strukturer från fukt under transport och installation;

Placera träkonstruktioner helt i ett uppvärmt rum eller helt inom ett ouppvärmt vindsutrymme, bakom ett isolerat undertak

ventilation av isolerade trägolv

arrangemang av stödenheter av ramar, bågar så att botten av träelementet är 300...500 mm över nivån på det färdiga golvet

- säkerställa fri tillgång till stödjande komponenter i strukturer för inspektion och ventilation;

installation av vattentätning på platser där trä kommer i kontakt med murverk, betong, metall;

I de fall där det är omöjligt att garantera tillförlitligt skydd av träkonstruktioner från ruttnande enbart genom konstruktionsåtgärder, behandlas strukturerna med speciella kemikalier - antiseptika- ämnen som har en giftig effekt på biologiska träförstörare. Krav för antiseptika:

vara giftigt för träförstörande svampar och insekter och säkert för människor och husdjur;

påverkar inte träets mekaniska hållfasthet och bidrar inte till korrosion av metallanslutningsdelar;

tränger lätt in i trä och tvättas inte ur det, har en konstant kemisk sammansättning, har inte en stickande lukt, är billig och tillgänglig, d.v.s. ekonomiskt fördelaktig för användning.

Antiseptika som används i konstruktionen vattenlösliga(oorganiskt eller mineraliskt); oljig(organisk); kombinerad; comkomplex(har antiseptiska och brandhämmande egenskaper).

De vanligaste vattenlösliga antiseptika(förening, %): ammoniumkiselfluorid,

natriumfluorid. För närvarande används som regel komplexa kompositioner som har en antiseptisk och antipyretisk skyddande effekt på trä.

Brandmotståndsgräns byggnadsstrukturer - detta är tiden (i minuter) för början av en eller sekventiellt flera, normaliserad för en given struktur, tecken på gränstillstånd: förlust av bärighet (R); förlust intaktness (E); förlust av värmeisoleringsförmåga.

Specifika konstruktionsåtgärder för skydd mot brandrisker beror på det funktionella syftet med byggnader och konstruktioner och fastställs av relevanta konstruktionsstandarder. För industri- och lagerbyggnader i en våning är följande strukturella skyddsåtgärder vanligast: underhåll av brandavstånd mellan byggnader; installation av brandgator med en längd på minst 6...12 m i långa byggnader; indelning av byggnader i fack (var 50:e m) med brandväggar gjorda av brandsäkra material 600 mm höga (från takytan); design av en massiv rektangulär sektion BDK; skydd (hölje) av tvärsnittet av träelement med arkmaterial gjorda av asbest, beläggning med rullande lösningar; användningen av brandsäkra värmeisoleringsmaterial och tak, uppdelningen i fack som inte kommunicerar med varandra, tak- och väggpaneler som har hålrum.

Om det är omöjligt att säkerställa den erforderliga brandsäkerheten för byggnader genom strukturella åtgärder, används kemiska skyddsåtgärder, som inkluderar behandling av träelement med brandhämmande föreningar - flamskyddsmedel.

Brandskyddsmedel- ämnen som vid uppvärmning smälter och täcker träets yta med en brandhämmande film som hindrar luft från att nå träet, eller sönderfaller under utsläpp av stora mängder obrännbara gaser som trycker bort luft från träet. Sammansättningen av brandskyddsmedel inkluderar ammoniumfosfat och sulfat, borax, borsyra och andra kemikalier.

De mest använda brandskyddsmedlen för impregnering av träelement läkemedel MB-1

För ytbehandling av träkonstruktioner kan fosfatföreningar och svällande beläggningar av VP-9-typ användas.

Impregnering med brandskyddsmedel minskar träets hållfasthetsegenskaper med i genomsnitt 10 %. Anslutning av metalldelar (plattor, bultar) minskar brandmotståndet hos träkonstruktioner, de måste också skyddas med brandskyddsmedel.

Föreläsning nr 1

Egenskaper hos trä som konstruktionsmaterial.

Typer och egenskaper hos byggplywood.

Skydd av träkonstruktioner från röta och eld.

Vårt land är det första i världen när det gäller antalet skogsområden, som upptar nästan hälften av Rysslands territorium - cirka 12,3 miljoner km2. Huvuddelen av Rysslands skogar, cirka 3/4, ligger i regionerna Sibirien, Fjärran Östern och i de norra delarna av den europeiska delen av landet. De dominerande arterna är barrträd: 37% av skogarna är lärk, 19% - tall, 20% - gran och gran, 8% - ceder. Lövträd upptar cirka ¼ av vår skogsareal. Den vanligaste arten är björk, som upptar cirka 1/6 av den totala skogsarealen.

Vedreserverna i våra skogar uppgår till cirka 80 miljarder m3. Ca 280 miljoner m3 skördas årligen. industriträ, det vill säga lämpligt för tillverkning av strukturer och produkter. Denna mängd förbrukar dock inte den naturliga årliga tillväxten av trä i avlägsna områden i Sibirien och Fjärran Östern.

Avverkat virke i form av sektioner av stammar av standardlängd levereras med väg-, järnvägs- och vattentransporter eller genom forsränning längs floder och sjöar till träförädlingsföretag. Där tillverkas sågade material, plywood, träskivor, strukturer och byggnadsdelar av det. Vid avverkning och vedförädling genereras en stor mängd avfall, vars effektiva användning är av stor nationell ekonomisk betydelse. Tillverkningen av isolerande fiberskivor och spånskivor från träavfall, som används i stor utsträckning inom byggnation, gör det möjligt att spara en stor mängd industriellt trä.

Barrträ används för tillverkning av grundläggande delar av träkonstruktioner och byggnadsdelar. Raka höga stammar av barrträd med ett litet antal knutar gör det möjligt att få rakt virke med ett begränsat antal defekter. Barrträ innehåller hartser, vilket gör det mer motståndskraftigt mot fukt och röta än lövved.

De flesta lövträslag är mindre raka, har fler kvistar och är mer mottagliga för röta än barrved. Det används nästan aldrig för tillverkning av grundläggande delar av träbyggnadskonstruktioner.

Ekträ utmärker sig bland lövträ för sin ökade styrka och motståndskraft mot förfall. Men på grund av dess knapphet och höga kostnad används den endast för små anslutande delar.

Björkved tillhör också hårda lövträd. Det används främst för tillverkning av byggplywood. Behöver skydd mot förfall.

Trästruktur

Som ett resultat av växtursprung har trä en rörformig skiktad fibrös struktur. Huvuddelen av trä består av träfibrer som ligger längs stammen. De består av långsträckta ihåliga skal av döda celler (trakeider, ca 3 mm långa) av organiska ämnen (cellulosa och legnin).

Träfibrer är arrangerade i koncentriska lager runt stammens axel, som kallas årliga lager, eftersom varje lager växer under hela året. De är tydligt synliga i form av en serie ringar på tvärgående sektioner av stammen, särskilt av barrträd. Genom deras antal kan du bestämma trädets ålder.

Varje årslager består av två delar. Det inre lagret (bredare och lättare) består av mjuk tidig ved, som bildas på våren när trädet växer snabbt. Tidiga träceller har tunnare väggar och bredare hålrum. Senvedsceller har tjockare väggar och smala hålrum. Träets styrka och densitet beror på det relativa innehållet av sent trä i det.

Den mellersta delen av barrvedsstammar är mörkare i färgen, innehåller mer kåda och kallas kärnveden. Sedan kommer splintveden och till sist barken.

Dessutom innehåller träet horisontella kärnstrålar, en mjuk kärna, hartskanaler och kvistar.

Sortiment, defekter och kvalitet på trä

Virke som erhållits under konstruktionen delas in i runda Och sågade.

Rundträ, även kallade stockar, är delar av trädstammar med smidigt sågade ändar - ändar. Stockarna har en naturlig stympad konisk form. Att minska deras tjocklek längs längden kallas löpning. I genomsnitt är avrinningen 0,8 cm per 1 m längd (för lärk 1 cm per 1 m längd) av stocken. Medelstockar har en tjocklek på 14 till 24 cm. Stora stockar med en tjocklek på 13 cm eller mindre används för tillfälliga konstruktioner.

Virke erhålls som ett resultat av längsgående sågning av stockar på sågverksramar eller cirkelsågar. De har ett rektangulärt eller kvadratiskt tvärsnitt. De bredare sidorna av timmer kallas fasetter, och de smalare sidorna kallas kanter. Timmer har en standardlängd på 1 - 6,5 m med gradering var 0,25 m. Bredden på virket varierar från 75 till 275 mm, tjocklek - från 16 till 250 mm.

Träets kvalitet bestäms huvudsakligen av graden av homogenitet hos trästrukturen, på vilken dess styrka beror. Graden av homogenitet hos trä bestäms av storleken och antalet områden där homogeniteten i dess struktur störs och styrkan minskar. Sådana områden kallas laster.

De viktigaste oacceptabla defekterna hos trä är: röta, maskhål och sprickor i fliszoner i fogar.

De vanligaste och oundvikliga defekterna av trä är knutar - övervuxna rester av tidigare trädgrenar. Knutar är acceptabla med begränsade defekter.

Lutningen av fibrerna (sned) i förhållande till elementets axel är också acceptabel med begränsningen av en defekt. Det bildas som ett resultat av det naturliga spiralformade arrangemanget av fibrer i stammen, såväl som vid sågning av stockar som ett resultat av deras löpning.

Sprickor som uppstår när trä torkar är också en av de begränsade tillåtna defekterna.

Defekter inkluderar också en mjuk kärna, fallande knutar och andra mindre vanliga brott mot trästrukturens enhetlighet.

Träets kvalitet bestäms av kvaliteten (vald, I, II, III, IV), fastställd beroende på typ, storlek, plats och antal defekter. Trä för bärande element av träkonstruktioner måste uppfylla kraven i klasserna I, II och III.

Träjagolika sorter används i de mest kritiska belastade dragelementen. Dessa är individuella sträckta stavar och brädor av sträckta zoner av laminerade balkar med en sektionshöjd på mer än 50 cm

Tvärskikt ≤ 7 %.

d ≤ 1/4 b .

TräIIolika sorter används i kompressions- och bockningselement. Dessa är individuella komprimerade stavar, brädor i de extrema zonerna av limmade balkar med en höjd av mindre än 50 cm; brädor i den extrema komprimerade zonen och den sträckta zonen belägna ovanför brädor av 1: a klass i laminerade balkar med en höjd av mer än 50 cm, brädor i de extrema zonerna av arbetande limmade komprimerade, böjda och komprimerade böjda stavar.

Tvärskikt ≤10%.

Total diameter av knutar över en längd av 20 cm d ≤ 1/3 b .

TräIIIolika sorter används i mindre belastade mediumlaminerade komprimerade, böjbara och komprimerade böjelement, såväl som i lätt kritiska delar av däck och mantlar.

Tvärskikt ≤12%.

Total diameter av knutar över en längd av 20 cm d ≤ 1/2 b .

Egenskaper av trä

Fysikaliska egenskaper

Densitet. Trä tillhör klassen av lätta konstruktionsmaterial. Dess densitet beror på porernas relativa volym och deras fukthalt. Träets standarddensitet bör bestämmas vid en fukthalt på 12 %. Nyhugget trä har en densitet på 850 kg/m3. Den beräknade densiteten av barrträ i strukturer i rum med en standardluftfuktighet på 12% tas lika med 500 kg/m3, i rum med en luftfuktighet på mer än 75% och i friluft - 600 kg/m3.

Temperaturexpansion. Linjär expansion vid uppvärmning, kännetecknad av linjär expansionskoefficient, i trä varierar längs och i vinklar mot fibrerna. Linjär expansionskoefficient α längs fibrerna är (3 ÷ 5) ∙ 10-6, vilket tillåter konstruktion av träbyggnader utan expansionsfogar. Över träfibrerna är denna koefficient 7–10 gånger mindre.

Värmeledningsförmåga På grund av sin rörformiga struktur är träets tjocklek mycket liten, särskilt över ådringen. Värmeledningskoefficient för torrt trä över fibrerna λ ≈ 0,14 W/m∙ºС. En balk 15 cm tjock motsvarar i termisk ledningsförmåga en tegelvägg som är 2,5 tegelstenar tjock (51 cm) kommer, samt vid sågning av stockar till följd av deras skenande.

fenor, sågmaskiner. .- slutar. än tallbarr.

Värmekapacitet trä är betydande, värmekapacitetskoefficienten för torrt trä är C = 1,6 KJ/kg∙ºС.

En annan värdefull egenskap hos trä är dess motståndskraft mot många kemiska och biologiska aggressiva miljöer. Det är ett kemiskt mer resistent material än metall och armerad betong. Vid vanliga temperaturer förstör inte fluorvätesyra, fosforsyra och saltsyra (låg koncentration) trä. De flesta organiska syror försvagar inte trä vid vanliga temperaturer, så det används ofta för strukturer i kemiskt aggressiva miljöer.

Mekaniska egenskaper hos trä

Styrka. Trä är ett medelstarkt material, men dess relativa styrka, med hänsyn till dess låga densitet, gör att det kan jämföras med stål.

Trä är ett anisotropiskt material, så dess styrka beror på riktningen av krafterna som appliceras på fibrerna. När krafter appliceras längs fibrerna fungerar cellmembranen under de mest gynnsamma förhållandena och träet visar störst styrka.

Den genomsnittliga draghållfastheten för furu utan defekter längs fibrerna är:

Draghållfasthet – 100 MPa.

Vid böjning – 80 MPa.

Under kompression – 44 MPa.

När det sträcks, komprimeras och skärs över fibrerna överstiger detta värde inte 6,5 MPa. Närvaron av defekter minskar avsevärt (med ~30 %) styrkan hos trä vid kompression och böjning, och särskilt (med ~70 %) i spänning. Lastens varaktighet påverkar avsevärt träets hållfasthet. Under obegränsad långtidsbelastning kännetecknas dess styrka av en långtidsmotståndsgräns, som endast är 0,5 av hållfasthetsgränsen vid standardbelastning. Trä uppvisar den största styrkan, 1,5 gånger högre än korttidshållfastheten, under de kortaste stötar och explosiva belastningar. Vibrationsbelastningar, som gör att stressen ändras i tecken, minskar dess styrka.

Trähårdhet(dess grad av deformerbarhet under belastning) beror avsevärt på belastningarnas verkningsriktning i förhållande till fibrerna, deras varaktighet och fukthalten i träet. Styvheten bestäms av elasticitetsmodulen E.

För barrträd längs fibrerna E = 15000 MPa.

I SNiP II-25-80 är elasticitetsmodulen för alla typer av trä Eo = 10 000 MPa. E90 = 400 MPa.

Vid hög luftfuktighet, temperatur, såväl som under den kombinerade verkan av permanenta och tillfälliga belastningar, reduceras värdet av E med drifttillståndskoefficienterna mв, mт, mд< 1.

Effekt av fukt. En förändring av luftfuktigheten från 0 % till 30 % leder till en minskning av trästyrkan med 30 % av det maximala. Ytterligare förändringar i luftfuktigheten minskar inte träets hållfasthet.

Tvärgående förändringar i luftfuktighet (krympning och svullnad) leder till skevhet av trä. Den största krympningen sker över fibrerna, vinkelrätt mot årsskikten. Krympdeformationer utvecklas ojämnt från ytan till mitten. Under torkning uppstår inte bara skevhet utan också krympsprickor.

För att jämföra träets styrka och styvhet är standardfukthalten satt till 12 %

B12=BW,

där α är korrigeringsfaktorn, för kompression och böjning α = 0,04.

Effekt av temperatur. När temperaturen stiger minskar draghållfastheten och elasticitetsmodulen och träets skörhet ökar. Draghållfastheten för trä Gt vid en temperatur t som sträcker sig från 10 till 30 °C kan bestämmas baserat på dess initiala hållfasthet - G20 vid en temperatur på 20 °C, med hänsyn tagen till korrektionsfaktorn β = 3,5 MPa.

Gt = G20 – β(t-20).

Konstruktionsplywood

Byggplywood är ett fabrikstillverkat träplåtsmaterial. Den består som regel av ett udda antal tunna lager - faner. Fibrerna i intilliggande faner är placerade i ömsesidigt vinkelräta riktningar.

SNiP II-25-80 för design av träkonstruktioner rekommenderar följande typer av vattentät plywood för konstruktion:

1. FSF märke plywood limmas med fenol-formaldehydlim. Denna plywood tillverkas:

Tillverkad av björkträ (5- och 7-lagers, 5–8 mm tjocka eller mer).

Tillverkad av lärkträ (7-lagers, 8 mm tjock eller mer).

Skivor av plywood med en tjocklek på mer än 15 mm kallas plywoodskivor. Skjuvhållfastheten för plywood i ett plan vinkelrätt mot plåten är ungefär 3 gånger högre än hållfastheten hos trä när det flisas längs ådring, vilket är dess viktiga fördel.

Elasticitetsmodulen för björkplywood längs fibrerna är 90 %, och tvärsöver är 60 % av elasticitetsmodulen för trä längs fibrerna. Elasticitetsmodulerna hos lärkplywood är 70 % respektive 50 % av träets Eo.

1. Baneliserad plywood (FBS) skiljer sig från FSF-plywood genom att dess yttre skikt är impregnerade med vattentäta, alkohollösliga hartser. Den har en tjocklek på 7 - 18 m Dess styrka längs ådring är 2,5 gånger, och tvärsöver den är 2 gånger större än hållfastheten hos barrträ längs ådring. Används under särskilt ogynnsamma fuktförhållanden.

Röttning och skydd av träkonstruktioner från röta

Rötning– Det här är förstörelsen av trä av de enklaste växtorganismerna – träförstörande svampar. Vissa svampar infekterar fortfarande växande och torkande träd i skogen. Lagersvampar förstör virke under lagring i lager. Hussvamp - (merilius, poria, etc.) förstör träet på byggnadskonstruktioner under drift.

Svampar utvecklas från celler som kallas sporer som lätt transporteras genom luftrörelser. Växande bildar sporerna en fruktkropp och ett mycel av svampen - en källa till nya sporer.

Rötskydd

1. Trästerilisering i processen med högtemperaturtorkning. Uppvärmning av trä vid t > 80°C, vilket leder till att svampsporer, mycel och svampfruktkroppar dör.

2. Konstruktivt skydd antar ett driftläge när träets fukthalt är W<20% (наименьшая влажность при которой могут расти грибы).

2.1. Skyddar trä från atmosfärisk fukt– tätskikt av beläggningar, erforderlig taklutning.

2.2. Skydd mot kondensfukt– ångspärr, ventilation av strukturer (torkventiler).

2.3. Skydd mot fukt från kapillär fukt (från marken)– vattentätningsanordning. Träkonstruktioner ska vila på ett fundament (med bitumen- eller takpappsisolering) över mark- eller golvnivå med minst 15 cm.

3. Kemiskt skydd mot röta nödvändigt när träfukt är oundviklig. Kemiskt skydd består av impregnering med ämnen som är giftiga för svamp - antiseptika.

Vattenlösliga antiseptika(natriumfluorid, natriumfluorid) är färglösa, luktfria ämnen som är ofarliga för människor. Används inomhus.

Oljiga antiseptika– dessa är mineraloljor (kololja, antrosceneolja, skifferolja, träkreosot etc.). De löser sig inte i vatten, men är skadliga för människor, därför används de för strukturer i det fria, i marken, ovanför vattnet.

Impregnering utförs i autoklaver under högt tryck (upp till 14 MPa).

Skydd mot kvarnbaggar– uppvärmning till t>80oC eller gasning med giftiga gaser som hexakloran.

Förbränning och skydd av träkonstruktioner från brand

Den kännetecknas av en brandmotståndsgräns (ca 40 minuter för en balk 17 x 17 cm, belastad till en spänning på 10 MPa).

Skydd

1. Konstruktiv. Eliminering av förhållanden som är gynnsamma för bränder.

2. Kemisk(brandsäker impregnering eller målning). Impregnerad med ämnen som kallas flamskyddsmedel(till exempel ammoniumsalt, fosforsyra och svavelsyra). Impregnering utförs i autoklaver samtidigt med antiseptisk behandling. Vid upphettning smälter brandskyddsmedel och bildar en brandhämmande film. Skyddsmålning utförs med kompositioner baserade på flytande glas, superfluor, etc.