ПРОИЗВОДСТВО СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

К физическим свойствам древесины относятся свойства, харак­теризующие ее внешний вид и макроструктуру, а гакже влажность и плотность древесины, влаго - и водопоглощенне, тепловые, элек­трические и звуковые свойства.

Рассмотрим свойства, которые имеют наибольшее значение при производстве из древесных отходов строительных материалов и изделий. Одно из таких свойств — влажность. Под абсолют­ной влажностью древесины следует понимать выраженное в процентах отношение массы влаги, содержащейся в данном объеме древесины, к массе сухой древесины:

= Т-тв .100% т0

Где т — масса образца влажной древесины, г;

Т0 — масса образца абсолютно сухой древесины, г.

Высушивают образцы, как правило, в специальных бюксах, помещаемых в сушильные шкафы, при температуре 103±2°С. Этот способ, называемый прямым, используют не только для оп­ределения влажности натуральной древесины, но и влажности из­делий из нее. Недостаток этого способа определения влажности — продолжительность. Более быстро влажность древесины опреде­ляют электровлагомерами, обеспечивающими точность измерений в среднем до ±1,5%. Этот метод определения влажности назы­вается косвенным.

По степени влажности древесина подразделяется на мокрую, продолжительное время пробывшую в воде (W более 100%), све- жесрубленную (U7=50-M00%), воздуш носуху ю, долгое время пролежавшую на воздухе (W=l5-f-20%), комнатную (И7=8-М2%) и абсолютно сухую {W около 0%).

В производстве большинства строительных материалов и из­делии из древесных отходов требуемая по технологии влажность

2*

Древесины не должна превышать 10—15%. В связи с тем, что влажность исходного сырья в производственных условиях обычно выше указанной нормы, большинство технологических линий по производству строительных материалов из древесных отходов снабжается различными сушильными агрегатами.

Способность древесины поглощать влагу из окружающего воз­духа называется в л а г о п о г л о щ е и и е м. Замечено, например, что влажность древесины полов н внутренних дверей почти не от­личается от влажности древесины, из которой изготовлена мебель. При этом влажность древесины в помещениях с печным отопле­нием в среднем на 2—3% выше, чем в помещениях с центральным отоплением. Для снижения влагопоглощения изделия из древесины покрывают различными красками и лаками.

Увлажнение древесины в результате увеличения содержания связанной влаги приводит к ее разбуханию, т. е. к увеличению объема, что также нежелательно при производстве из нее строи­тельных материалов и изделий.

При непосредственном контакте с капельножидкой влагой дре­весина способна увеличивать свою влажность. Это свойство назы­вается водопоглощением, которое выражается в процентах. Определяют водопоглоіцение, высушивая образцы до абсолютно сухого состояния, а затем погружая их в*сосуд с водоіі. Во время выдерживания в воде образцы взвешивают через определенные промежутки времени (2 ч; 24 ч — 2; 4; 7; 12; 20 суток). По резуль­татам периодических взвешиваний и известной массе образцов в сухом состоянии определяют влажность в процессе водопогло - щения. Водопоглощенне древесины и изделий из нее имеет суще­ственное значение, особенно при пропитке антисептиками и антн - пиренами.

При расчете процессов нагревания, сушки, пропитки, пропарки и других технологических операций следует знать теплоемкость и теплопроводность древесины.

Теплоемкость — это способность древесины поглощать тепло. С увеличением температуры теплоемкость древесины возра­стает. В пределах изменения температуры от 0 до 100°С удель­ная теплоемкость абсолютно сухой древесины равна 0,374 — 0,440 ккал/кг • град, При увлажнении теплоемкость древесины уве­личивается. Например, увеличение влажности древесины с 10 до 120% при температуре 20° С приводит к повышению теплоемкости на 70%, изменение влажности в тех же пределах, но при темпера туре —20°С увеличивает теплоемкость всего на 15%.

Теплопроводность определяет способность древесины проводить тепло н характеризуется коэффициентом теплопровод­ности. Так как строение древесины пористое, теплопроводность ее незначительна. С увеличением плотности и влажности теплопро­водность древесины возрастает. При механической обработке дре­весных отхотов проявляются свойства древесины, характеризую­щие ее способность сопротивляться механическим усилиям. К ме­ханическим свойствам относятся прочность, твердость.

Наиболее высокой прочностью древесина обладает при ра­Стяжении вдоль волокон. Для разных пород эта величина, по дан­ным Л. М. Перелыгина [53], равна в среднем 1200 кгс/см2. Однако на практике древесину редко применяют для работы на растяже­ние вдоль волокон в связи с трудностями закрепления концов детали.

Прочность при растяжении поперек волокон для всех пород составляет в среднем около '/го прочности при растяжении вдоль волокон. Невысокая прочность древесины не позволяет широко использовать ее при работе на растяжение поперек волокон.

Наиболее важна прочность при сжатии вдоль волокон. Для всех изученных пород предел прочности при сжатии вдоль. волокон составляет в среднем 450 кгс/см2, т. е. он в 2,7 раза ниже прочности при растяжении вдоль волокон.

Прочность древесины при статическом изгибе занимает по ве­личине промежуточное положение между прочностью при растя­жении и сжатии вдоль волокон и может быть в среднем принята равной около 900 кгс/см2.

Не менее важное значение, чем прочность, имеет в практике твердость древесины. Она проявляется при обработке древе­сины режущими инструментами, а также при эксплуатации дере­вянных иолов, подверженных истиранию и ударам.

В зависимости от поверхности твердость подразделяется на торцовую, радиальную и тангенциальную. Показатели твердости различных пород в зависимости от влажности древесины, но дан­ным Л. М. Перелыгина, приведены в табл. 7.

Таблица 7

Твердость древесины

Одним из основных технологических свойств древесины яв­ляется способность удерживать металлические крепления: гвозди, шурупы, костыли и т. д. Когда гвоздь входит в древесину перпен­дикулярно волокнам, волокна отчасти перерезаются, отчасти изги­баются, оказывая при этом на боковую поверхность гвоздя дав­ление, которое вызывает трение, удерживающее гвоздь. Способ­ность удерживать гвозди и шурупы зависит от породы, плотности и влажности древесины. С повышением плотности сопротивление древесины выдергиванию гвоздя или шурупа увеличивается.

Исследования сопротивления древесины выдергиванию шуру­пов и гвоздей были проведены Л. М. Перслыгнным [53}. Резуль­таты этих исследований приведены в табл. 8.