ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Методические указания к практическим занятиям студентов очной формы обучения 250401, 35.02.03 «Технология деревообработки»

Министерство образования, науки и молодежной политики Забайкальского края
ГПОУ «Читинский политехнический колледж»











ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ


Методические указания к практическим занятиям
студентов очной формы обучения 250401, 35.02.03
«Технология деревообработки»
(базовый уровень)





















Чита, 2014 г.



Утверждаю:
Руководитель УМО
ГПОУ СПО «ЧПТК»

______________ Соломирская Е.Н.
«_16__»_____12_____ 2014г.


Рассмотрено и одобрено на заседании МЦК Технологического цикла «__15_»___12____2014г.
Протокол № ___3_____
Председатель МЦК _______________ Давыдова Т.А.









АВТОР: Вологдина Ольга Сергеевна, преподаватель ГПОУ «Читинский политехнический колледж»



















Методические указания предназначены для организации работы студентов очного обучения при выполнении практических работ по дисциплине «Древесиноведение и материаловедение» в средних специальных учебных заведениях. Содержат рекомендации и задания согласно рабочей программе, разработанной по ФГОС СПО.
ВВЕДЕНИЕ


Древесиноведение - наука, изучающая строение и свойства древесины. При изучении этого раздела студенты получат знания о макро- и микроскопическом строении древесины, о химическом составе древесины и коры, о химических, физических и механических свойствах древесины, о способах повышения стойкости древесины к разрушающему воздействию грибов, бактерий, насекомых и переменных физических факторов среды.
Особенность изучения курса состоит в необходимости творческого осмысления теоретических знаний, применения ситуационного подхода и коллективного решения проблем.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:
- определять основные древесные породы;
- выполнять необходимые расчеты по определению физических, механических и технологических свойств древесины;
- определять виды пороков и измерять их в соответствии с требованиями ГОСТ;
- измерять фактические и устанавливать стандартные размеры, определять сорт древесных материалов;
- выполнять необходимые расчеты по определению физических, технологических свойств: конструкционных недревесных, клеевых, отделочных материалов, материалов для изготовления мягких элементов, спичек, шпал, и других изделий из древесины;
- проводить исследования и испытания материалов;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
- достоинства и недостатки древесины как материала;
- строение древесины хвойных и лиственных пород;
- физические, механические и технологические свойства древесины;
- классификацию пороков;
- классификацию лесных товаров и их основные характеристики;
- классификацию и основные свойства материалов применяемых в деревообработке
Программой курса предусмотрено проведение практических занятий, которые содержат элементы самостоятельного исследования с теоретическими выводами и конкретными предложениями по улучшению результатов деятельности предприятия.
Методические указания определяют обязательные требования, правила и рекомендации по выполнению практических работ студентами ГПОУ «Читинский политехнический колледж».


Основная цель выполнения практических работ – развитие навыков самостоятельного аналитического мышления и овладение разнообразными методами исследования по дисциплине «Древесиноведение и материаловедение». При этом предполагается систематизация, закрепление и углубление теоретических знаний по изучаемой дисциплине.
Основные задачи практических работ:
- научить студентов самостоятельной работе с нормативными актами, учебной и дополнительной литературой для углубления имеющихся теоретических знаний;
- показать возможность использования теоретических знаний в практической аналитической работе;
- привить навыки самостоятельных научных обобщений.








ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНО - ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

№ п/п
Тема
Количество часов

1
2
3

1
ЛР №1. Отличительные признаки макроскопического строения основных хвойных древесных пород
2

2
ЛР №2. Отличительные признаки макроскопического строения основных лиственных древесных пород
2

3
ЛР №3. Микроскопическое строение хвойных древесных пород
2

4
ЛР №4. Микроскопическое строение лиственных древесных пород
2

5
ЛР №5. Установление влажности и плотности древесины
2

6
ЛР №6. Исследование усушки и разбухания древесины
2

7
ЛР №7. Определение прочности при растяжении и ударной твёрдости
2

8
ПР №1. Изучение сучков и трещин, способов их измерения, влияния на качество древесины
2

9
ПР №2. Изучение правил измерения пороков формы ствола и строения древесины
2

10
ПР №3. Изучение правил измерения грибных поражений, биологических повреждений
2

11
ПР №4. Изучение правил измерения механических повреждений, дефектов обработки и деформаций
2

12
ПР №5. Работа со стандартами: А) Назначение и размеры круглых л/м хвойных пород по ГОСТ 9463-88 Б) Требования к качеству круглых л/м хвойных пород по ГОСТ 9463-88 В) Требования ГОСТ 9462-88 к круглым л/м лиственных пород
6

13
ПР №6. Составление таблицы требований ГОСТ 9463-88 к круглым лесоматериалам лиственных пород
2

14
ПР №7. Определение сорта круглых лесоматериалов, с использованием составленных таблиц сортовых требований
2

15
ПР №8. Определение сорта пиленых лесоматериалов
2

16
ПР №9. Определение сорта шпона и клееной фанеры

2



36







2 ЗАДАНИЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНО - ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

Раздел 1. Основы древесиноведения

Тема 1.1. Строение древесины. Определение главных древесных пород.

Лабораторная работа №1 на тему: Отличительные признаки макроскопического строения основных хвойных древесных пород

Цель: научиться определить некоторые хвойные древесные породы на основании макроскопических признаков строения древесины.
Материалы: комплект образцов хвойных пород, ручные лупы, плакаты разрезов ствола, карандаши, линейка.

В связи с неодинаковыми свойствами древесины по разным структурным направлениям ее изучают на трех главных разрезах ствола: поперечном, или торцевом, радиальном и тангенциальном. Плоскость поперечного, или торцевого, разреза проходит перпендикулярно оси ствола; радиального – по радиусу вдоль оси ствола; тангенциального – вдоль оси ствола перпендикулярно радиусу сечения.
Древесина занимает большую массу объема ствола и расположена между сердцевиной и корой. Сердцевина на поперечном разрезе имеет вид темного пятнышка диаметром 2 - 5 мм и состоит из мягкой рыхлой ткани. Она редко располагается в центре ствола, чаще смещена в сторону. На радиальном разрезе сердцевина видна в виде прямой или извилистой темной полоски. В древесине некоторых пород центральная часть ствола окрашена темнее наружной. Темноокрашенная часть ствола называется ядром, а светлая наружная – заболонью. Такие породы называются ядровыми.
У хвойных пород древесина ядра, кроме цвета, отличается от заболони еще и меньшим содержанием воды. Из хвойных к ядровым породам относятся сосна, лиственница, сосна сибирская, тис, можжевельник; из лиственных – дуб, ясень, ильм, вяз, белая акация, бархатное дерево, грецкий орех, рябина, черемуха, ива белая и др.
Образование ядра происходит в результате отмирания живых клеток древесины, закупорки водопроводящих путей, отложения дубильных и красящих веществ, смолы. В результате этого изменяется цвет древесины, несколько увеличивается ее плотность. Ширина заболони колеблется в зависимости от породы и условий произрастания. У одних пород ядро образуется на 3-й год (тис), у других на 30-35 год (сосна). Размеры заболони и разница в окраске ядра и заболони – важные диагностические признаки. Переход от ядра к заболони может быть резким (лиственница, тис) и плавным (сосна сибирская).
У безъядровых пород центральная зона древесины не отличается по цвету от наружной и лишь у свежесрубленного дерева содержит меньше влаги. В этом случае центральная часть ствола называется спелой древесиной, а порода – спелодревесной. Из хвойных к ним относятся ель и пихта.
На поперечном разрезе можно видеть концентрические окружности, которые представляют собой ежегодный прирост древесины и называются годичными слоями. Эти слои на радиальном разрезе имеют вид прямых продольных линий, на тангенциальном – извилистых гиперболических. Годичные слои хорошо видны у хвойных и кольцесосудистых лиственных пород и слабо заметны у рассеяннососудистых лиственных пород.
Ширина годичных слоев зависит от породы и условий произрастания дерева, а также от положения их в стволе. У одних (быстрорастущих) годичные слои широкие – 1 - 1,5 см, у других – узкие до 1 мм (тис, самшит). В нижней части ствола – наиболее узкие годичные слои, вверх по стволу ширина их увеличивается. У одной и той же породы ширина годичных слоев может быть различной. При неблагоприятных условиях роста (засухе, морозах, недостатках питательных веществ или на заболоченных почвах) образуются узкие годичные слои. Иногда на противоположных сторонах ствола годичные слои имеют неодинаковую ширину. Например, у растущих на опушке леса деревьев на обращенной к свету стороне годичные слои более широкие. Вследствие этого сердцевина у них смещена в сторону, и ствол имеет эксцентрическое строение. Некоторым породам (например, грабу) свойственна волнистость годичных слоев на поперечном разрезе.
Каждый годичный слой состоит из двух зон: внутренней светлой и рыхлой (ранняя древесина), наружной темной и плотной (поздняя древесина). Резкое различие между ранней и поздней древесиной характерно для хвойных пород. Переход от ранней зоны к поздней может быть резким (лиственница, сосна обыкновенная) или постепенным (сосна сибирская).
На поперечном разрезе некоторых пород хорошо видны невооруженным глазом сердцевинные лучи. Это светлые линии, блестящие или матовые, направленные от сердцевины к коре. На радиальном разрезе сердцевинные лучи видны как блестящие полоски или черточки преимущественно более темного цвета, чем окружающая древесина. Могут быть широкими и узкими, короткими или длинными. На тангенциальном разрезе сердцевинные лучи видны как короткие продольные линии, штрихи или чечевицеобразные черточки.
В зависимости от породы сердцевинные лучи могут быть широкими или узкими (ширина лучей определяется на поперечном разрезе). Широкие сердцевинные лучи хорошо заметны невооруженным глазом (дуб, бук), узкие – труднообнаруживаемые (клен, ель, ильм, липа) и очень узкие – совсем не видны невооруженным глазом (береза, осина и хвойные породы). У ольхи, граба узкие лучи иногда сближаются между собой и образуют ложноширокие сердцевинные лучи. Они хорошо видны на поперечном разрезе, но отличаются от настоящих широких лучей тем, что их ширина уменьшается от центра к периферии. Сердцевинные лучи создают красивый рисунок на радиальном разрезе, что имеет значение при выборе древесины как облицовочного материала. В растущем дереве сердцевинные лучи служат для проведения воды в горизонтальном направлении и для хранения запасных питательных веществ зимой.
Число сердцевинных лучей зависит от породы: у лиственных их примерно в 2–3 раза больше, чем у хвойных. Это объясняется тем, что лиственные породы сбрасывают на зиму листья и нуждаются в большем количестве запасных питательных веществ, чем хвойные. На поперечном разрезе лиственных пород видны отверстия, представляющие собой сечение сосудов – трубок, предназначенных для проведения воды. По величине сосуды делятся на крупные – хорошо видны невооруженным глазом и мелкие – неразличимы невооруженным глазом.
Крупные сосуды чаще расположены в ранней зоне годичных слоев и на поперечном разрезе образуют сплошное кольцо отверстий. Такие лиственные породы называются кольцесосудистыми. У этих пород в поздней зоне мелкие сосуды собраны в группы, ясно заметных благодаря светлой окраске. К кольцесосудистым лиственным породам относятся дуб, ясень, ильм, вяз, бархатное дерево и др.
Если крупные и мелкие сосуды более или менее равномерно распределены по всей ширине годичного слоя, такие породы называются рассеяннососудистыми. К этой группе относятся береза, бук, осина, клен, граб, липа, рябина (с мелкими сосудами) и грецкий орех (с крупными). У многих пород сосуды представляют собой путаные каналы, а у некоторых лиственных пород в полость сосудов врастают паренхимные клетки – тиллы. В этом случае крупные сосуды на поперечном разрезе видны не в виде отверстий, а в виде светлых точек.
При определении породы древесины лиственных кольцесосудистых пород нужно знать свойственный поздней древесине характерный рисунок, образованный мелкими сосудами и паренхимными клетками. Различают три основных вида группировок мелких сосудов: радиальную, при которых сосуды образуют светлые радиальные полосы (дуб); тангенциальную, где мелкие сосуды образуют светлые волнистые линии, расположенные параллельно границе годичного слоя (вяз, ильм); беспорядочную, когда мелкие сосуды в поздней древесине расположены в виде светлых отельных точек или черточек (ясень). На продольных разрезах (радиальном и тангенциальном) (например, у грецкого ореха) сосуды видны как продольные бороздки.
В древесине некоторых пород (сосны, лиственницы, ели) имеются вертикальные и горизонтальные смоляные ходы. Породу древесины можно определить по вертикальным смоляным ходам, заметным на поперечном разрезе в виде светлых точек, расположенных в поздней зоне годичных слоев, а на продольных разрезах – в виде темных штрихов, направленных вдоль волокон. Число и размеры смоляных ходов зависят от породы древесины. Так, у сосны ходы крупные и многочисленные, у лиственницы – мелкие и малочисленные. В древесинах пихты, тиса и можжевельника смоляных ходов нет. В результате повреждения растущего дерева насекомыми возникают сердцевинные повторения, имеющие вид бурых черточек, пятнышек, полос и по виду напоминающие сердцевину. Встречаются в нижней части ствола березы, груши, ольхи. В древесине березы они встречаются постоянно и являются характерным диагностическим признаком.

Ход занятия:
1.Изучите основные и вспомогательные макроскопические признаки лиственницы, сосны обыкновенной и с. сибирской, ели, пихты, тиса и их диагностические значения:
- ядро и заболонь;
- годовые слои;
- сердцевинные лучи;
- сосуды;
- смоляные ходы
2. Результаты наблюдений запишите в таблицу.

Таблица- Журнал определения хвойных пород по макроскопическим признакам

Название породы и рисунок
Основные признаки
Вспомогательные признаки

















3. Сделайте вывод по работе.

Лабораторная работа № 2 на тему: «Отличительные признаки макроскопического строения основных лиственных древесных пород»

Цель: научиться определять некоторые лиственные древесные породы на основании макроскопических признаков строения древесины.
Материалы: комплект образцов лиственных пород, ручные лупы 3 - 5-кратного увеличения, плакаты разрезов ствола, карандаши, линейка.

Ход занятия:
1.Изучите основные и вспомогательные макроскопические признаки дуба, ильма, вяза, ясеня, осины, липы, ореха грецкого и их диагностические значения:
- ядро и заболонь;
- годовые слои;
- сердцевинные лучи;
- сосуды;
- смоляные ходы
2. Результаты наблюдений запишите в таблицу.

Таблица - Журнал определения хвойных пород по макроскопическим признакам

Название породы и рисунок
Основные признаки
Вспомогательные признаки

















3. Сделайте вывод по работе.

Лабораторная работа № 3 на тему: «Микроскопическое строение хвойных древесных пород»

Цель: научиться определять микроскопические признаки строения древесины некоторых хвойных пород.
Материалы: комплект схем изучаемых пород, плакаты, световой микроскоп Ломо, постоянные микропрепараты, фотоснимки, образцы пород.

При рассмотрении образцов пород древесины под микроскопом можно видеть, что древесина состоит из отдельных клеток. Растительная клетка состоит из оболочки и протопласта, в состав которого входят цитоплазма и ядро.
Стенка молодой клетки представляет тонкую (0,001 мм) эластичную пленку. Она легко растягивается, пропускает воду и водные растворы. Молодая стенка клетки состоит из органического вещества – целлюлозы. Целлюлоза в клеточной стенке представлена в виде волоконец, которые называются микрофибриллами. Микрофибриллы расположены преимущественно вдоль оси клетки.
В процессе роста клеточные стенки утолщаются, при этом остаются неутолщенные места – углубления, называемые порами. Поры служат для проведения воды с растворенными питательными веществами из одной клетки в другую.
Клетки, образующие древесину, выполняют в растущем дереве различные функции и имеют разную форму и размеры. Все клетки можно разделить на два вида:
1) паренхимные, имеющие округлую или многогранную форму с примерно одинаковыми размерами по трем направлениям (0,01–0,1 мм), оболочки клеток обычно тонкие;
2) прозенхимные, имеющие сильно вытянутую, напоминающую волокно, форму и утолщенные в той или иной мере оболочки.
Клетки одинакового строения, выполняющие в растущем дереве одни и те же функции, образуют ткани. По выполняемым функциям различают следующие типы тканей:
1) покровные – находятся в коре и выполняют защитную роль;
2) проводящие – находятся в стволе, проводят воду с питательными веществами, необходимыми для роста дерева;
3) запасающие – служат для отложения и хранения запасных питательных веществ, находятся в стволе и корнях;
4) механические – находятся в стволе, играют механическую роль и придают устойчивость растущему дереву;
5) образовательные – служат для образования новых клеток путем многократного деления;
6) ассимиляционные – усваивающие углекислоту в процессе синтеза.
Между древесиной и корой находится тонкая прослойка образовательной ткани (камбий). Камбий состоит из двух типов начальных клеток: веретеновидных и лучевых инициалей. В период активности камбия инициали вытягиваются в направлении радиуса ствола и делятся тангенциальными перегородками. При этом одна из вновь образовавшихся клеток остается камбиальной, а другая, после еще одного-двух делений, становится клеткой древесины или луба коры. В сторону древесины клетки откладываются в 4–6 раз чаще, чем в сторону коры; поэтому древесины в стволе значительно больше, чем луба.
Древесина хвойных пород имеет довольно простое и правильное строение. В состав древесины хвойных пород входят трахеиды и паренхимные клетки. Трахеиды представляют собой сильно вытянутые клетки с кососрезанными концами и сильно утолщенными стенками. Они занимают 90–95 % объема древесины. В пределах годичных слоев различают ранние и поздние трахеиды.
Ранние трахеиды образуются весной, выполняют проводящую и запасающую функции и поэтому имеют широкие полости и тонкие оболочки, в стенках которых имеются поры.
Поздние трахеиды образуются в конце лета, выполняют механическую функцию, вследствие чего у них очень маленькие полости и толстые клеточные стенки.
Паренхимные клетки в древесине хвойных пород образуют сердцевинные лучи, смоляные ходы, а у отдельных пород – древесную паренхиму.
Сердцевинные лучи у хвойных пород узкие; на поперечном разрезе состоят из одного ряда клеток, по высоте – из нескольких рядов.
Смоляные ходы представляют собой узкие межклеточные каналы, заполненные смолой. Смоляные ходы бывают вертикальные и горизонтальные.
Вертикальные и горизонтальные смоляные ходы соединяются между собой в единую систему. У вертикальных ходов внутренний слой представляет собой клетки эпителия, выделяющие смолу. За этими клетками, выстилающими полость хода, следует слой пустых мертвых клеток, а снаружи находится слой живых клеток сопровождающей паренхимы.
Диаметр вертикальных смоляных ходов – 0,1 мм, длина – от 10 до 80 см. Древесная паренхима у хвойных пород распространена мало, у сосны ее нет вообще.



Ход занятия:
1.Определите анатомические элементы сосны, изучив рисунки и микропрепараты, дайте краткую характеристику и укажите, какую функцию они выполняют. Зарисуйте микроскопическое строение сосны.
2. Ответьте на вопросы: 1) Какие группы клеток бывают? 2) Назовите типы тканей. 3) Что такое трахеиды? 4) Для чего нужны окаймленные поры? 5) Что такое волокна либриформа? Назначение, функции. 6) У каких групп пород имеются смоляные ходы?
3. Сделайте вывод по работе.

Лабораторная работа № 4 на тему: «Микроскопическое строение лиственных древесных пород»

Цель: научиться определять микроскопические признаки строения древесины некоторых лиственных пород.
Материалы: комплект схем изучаемых пород, плакаты, световой микроскоп Ломо, постоянные микропрепараты, фотоснимки, образцы пород.

Древесина лиственных пород имеет более сложное строение, чем у хвойных. Водопроводящую функцию выполняют в основном сосуды, механическую – волокна либриформа и запасающую – паренхимные клетки.
Сосуды представляют собой трубки, образованные из ряда вытянутых клеток (члеников), у которых поперечные стенки частично или полностью растворены. Длина сосудов отдельных пород может достигать нескольких метров. Стенки сосудов тонкие от нескольких сотых долей миллиметра до 0,5 мм, но имеют утолщения. Отдельные участки боковых стенок не утолщаются. Такие неутолщенные места называются порами. Поры служат для продвижения воды в соседние клетки.
Волокна либриформа – типичные элементы строения древесины лиственных пород, занимают до 76 % общего объема и выполняют механическую функцию. Волокна либриформа представляют собой длинные веретенообразные клетки с заостренными концами, толстыми клеточными стенками и малой (узкой) полостью. Трахеиды у лиственных пород могут быть сосудистые и волокнистые. Сосудистые трахеиды – промежуточные элементы между сосудами и трахеидами, выполняют проводящую функцию. Волокнистые трахеиды – переходный элемент от трахеид к волокнам либриформа, выполняют механическую функцию.
Паренхимные клетки выполняют запасающую функцию, в древесине лиственных пород главным образом образуют сердцевинные лучи. Сердцевинные лучи у лиственных пород развиты сильнее, чем у хвойных. Могут быть узкие однорядные и широкие многорядные. На тангенциальном разрезе однорядные лучи представлены в виде вертикальной цепочки клеток, многорядные лучи имеют форму чечевицы или веретена. Лиственные породы сбрасывают на зиму листья и нуждаются в большом количестве запасных питательных веществ для образования новых листьев весной следующего года, поэтому в древесине лиственных пород содержится больше клеток древесной паренхимы. Эти клетки могут быть собраны в вертикальные ряды, концевые клетки которых имеют заостренную форму. Указанные ряды паренхимных клеток называются тяжами древесной паренхимы. Древесная паренхима у лиственных пород занимает от 2 до 15 % всего объема древесины.

Ход занятия:
1. По данным на рисунке и микропрепарате определите анатомические элементы древесины дуба и берёзы, дайте краткую характеристику и укажите, какую функцию они выполняют.
2. Ответьте на вопросы: 1) Какие группы клеток бывают? 2) Назовите типы тканей. 3) Что такое трахеиды? 4) Для чего нужны окаймленные поры? 5) Что такое волокна либриформа? Назначение, функции.
3. Заполните таблицу.
Таблица - Строение древесины лиственных пород
Строение
Функция
Рисунок

Дуб

Сосуды



Трахеиды



Волокна либриформа



Волокнистые трахеиды



Древесная паренхима



Сердцевинные лучи




4. Сделайте вывод по работе.

Тема 1.3. Физические свойства древесины
Лабораторная работа № 5 на тему: «Установление влажности и плотности древесины»

Цель: научиться определять физические свойства древесины.
Материалы: образцы пород размером 20Ч20Ч30 и 20Ч20Ч200 мм, сушильный шкаф, аналитические весы, штангенциркуль, калькулятор, мерный цилиндр 250 мл, карандаши, линейка.


Физическими называются такие свойства древесины, которые наблюдаются при контакте древесины с внешней средой и не приводят к изменению свойств и целостности древесины. К ним относятся влажность, плотность, пористость.
Начальную массу образца определяют на электронных весах с погрешностью до 0,05 г. Образец помещают в сушильный шкаф с установленной температурой сушки 103±20 С. Контрольное взвешивание производят через 4 ч, повторное – через 1 ч. Высушивание считается законченным, если разность между последними взвешиваниями составляет не более 0,05 г, в противном случае бюксу помещают в сушильный шкаф еще на 1 час.
Влажность древесины и свойства, связанные с ее изменением. Нормальная жизнедеятельность растущего дерева обусловливает наличие в древесине значительного количества влаги. В срубленной древесине в зависимости от условий хранения и транспортировки содержание влаги может увеличиваться или уменьшаться. Для количественной характеристики содержания влаги в древесине используют такой показатель, как влажность.
Под влажностью (абсолютной) древесины (W абс, %) понимается отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах:

W = m – m0 / m0, где
m – масса образца влажной древесины, г;
m0 – масса образца абсолютно сухой древесины, г.
Иногда (например, при определении содержания влаги в дровах) используют показатель «относительной» влажности. Под влажностью (относительной) древесины (Wотн, %) понимается отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе влажной древесины, выраженное в процентах:
W отн. = 100 (m – m0) /m0

Плотность древесины характеризуется отношением ее массы к объему и имеет размерность кг/м3 или г/см3. Плотность влажной древесины (
·w) определяют по формуле:

·w= mw / Vw. где
mw – масса образца древесины при заданной влажности, г или кг;
Vw – объем образца древесины при заданной влажности, см3 или м3.
Плотность древесинного вещества – это объемная масса материала, образующего клеточные стенки (
· д.в, г/см3). Ее определяют по формуле:

· д.в = m д.в / V д.в, где
m д.в – масса древесинного вещества, г;
V д.в – объем древесинного вещества, см3.
Плотность древесинного вещества для всех пород равна 1,53 г/см3, или 1530 кг/м3. Пренебрегая массой воздуха, имеющего на три порядка меньшую плотность, чем древесинное вещество, можно определить достаточно точно массу древесинного вещества, взвешивая небольшой образец абсолютно сухой древесины на аналитических весах. Объем древесинного вещества в образце определить труднее. Для этого применяют способы, основанные на измерении объема вытесненной образцом жидкости или газа. В качестве среды, в которую помещается образец, используют не вызывающие разбухания древесины жидкости (бензол, толуол) и газы (гелий, азот). Точность определения объема древесинного вещества, содержащегося в образце, зависит от возможности проникновения жидкости или газа в пустоты древесины.
Плотность абсолютная (
·0, г/см3 или кг/м3) характеризует массу единицы объема древесины при отсутствии в ней воды, ее вычисляют по формуле:

· 0 = m0 / V0, где
V0 – объем образца древесины при W = 0, см3 или м3.
Среднее значение плотности древесины в зависимости от породы дерева
Пористость древесины определяется объемом внутренних пустот (полостей клеток, межклеточных пространств) и выражается в процентах от объема древесины в абсолютно сухом состоянии. Определив плотность абсолютную в зависимости от породы дерева (
·0) из таблицы, можно подсчитать пористость (П, %) по формуле:
П = (V0 – Vд.в. ) / V0 Ч100.

Упрощенные способы определения плотности древесины

1-й) Из древесины любой породы изготавливают образец в виде бруска размером 20Ч20Ч200 мм и делят его на 10 равных частей. На боковой поверхности образца эти части отмечаются карандашной риской. В наполненный водой стеклянный сосуд диаметром 30мм вертикально погружают образец. По числу целых делений, скрытых под водой, определяют плотность древесины с точностью до 10 кг/м3. Например, если уровень воды находится посередине между пятым и шестым делением, то плотность древесины равна 550 кг/м3. Этот эксперимент необходимо проводить очень быстро, чтобы предотвратить излишнее поглощение воды древесиной. Определенная этим способом плотность примерно на 5% больше, чем ее действительное значение. Указанный способ применим для определения плотности древесины тех пород, у которых плотность меньше плотности воды.

2-й) Перед погружением в воду у отрезка бревна измеряется диаметр D. Затем отрезок погружается в воду и у него измеряется часть h, выступающая над водой. Плотность вычисляется по формуле, кг/м3:


· = D- Dh

Ход занятия:
1.Определите плотность древесины стандартным способом. Результаты занесите в таблицу:

Таблица - Данные по измерению влажности древесины
Порода
Масса, гр.
Влажность, %
Размеры
Объем, см3
Плотность, г / см3




толщина
ширина

длина





















2.Определите плотность древесины упрощенными способами. Результаты занесите в таблицу.

Таблица - Плотность древесины, определенная упрощенными способами
1 способ
2 способ

Порода
Число делений скрытых под водой
Примерная плотность, кг / м3
Порода
Д, см
Погруженная часть, см
Плотность, кг / м3



























3. Определите абсолютную и относительную влажность древесины сосны, если начальная масса образца составляет 12,6 г, масса пробы абсолютно сухой древесины – 4,2 г.
4. Сделайте вывод по работе.

Лабораторная работа № 6 на тему: «Исследование усушки и разбухания древесины»
Цель занятия: научиться определять физические свойства древесины.
Материалы: образцы пород размером 20Ч20Ч30 и 20Ч20Ч200 мм, аналитические весы, штангенциркуль, калькулятор, мерный цилиндр 250 мл, карандаши, линейка.


Усушкой называется уменьшение линейных размеров и объема древесины при высыхании. Усушка начинается с того момента, когда из древесины испарится свободная влага и начнет удаляться связанная, т. е. при снижении влажности древесины от предела гигроскопичности (30%) до абсолютно сухого состояния.
Усушка, которая происходит при удалении всей связанной влаги, называется полной. Уменьшение объема древесины при испарении связанной влаги называется объемной усушкой. Полную усушку (Уmax, %) в радиальном и тангенциальном направлениях вычисляют по формуле:
У max = 100 (a max - a0) / a max, где
аmax – размер образца при пределе насыщения клеточных стенок 30%, мм;
а0 – размер образца при абсолютно сухом состоянии, мм.
Для расчетов удобно пользоваться коэффициентом усушки, который представляет собой величину усушки при снижении связанной влаги на 1%. Зная полную усушку (Уmax), можно вычислить коэффициент усушки (KУ) по формуле:
KУ = У max / W п.н, где
W п.н – предел насыщения клеточных стенок, равный 30%.
Разбуханием называется увеличение линейных размеров и объема древесины при повышении содержания связанной влаги. Это происходит при увлажнении древесины и представляет собой явление, обратное усушке. Разбухание образца древесины при достижении заданной влажности (Pw, %) определяется отношением приращения размеров к размеру древесины в абсолютно сухом состоянии:
Р w = aw – a0 / a0 Ч100%, где
aw – размер образца при заданной влажности, мм.
Полное разбухание (Рmax, %) определяют по формуле:
Р max = a max – a0 / a0 Ч100%

Ход занятия:
1. Изучите методы определения усушки древесины.
2. Решите примеры.
А) Определите полную усушку древесины в радиальном и тангенциальном направлениях. Образец до высушивания имел размеры в радиальном направлении а max = 20,30 мм, в тангенциальном b max = 20,20 мм. После высушивания до абсолютно сухого состояния размеры стали: в радиальном направлении – 19,40 мм и в тангенциальном – 18,85 мм.
Б) Определите коэффициенты усушек в радиальном и тангенциальном направлениях, полученных в первом примере.
3. Ответьте на вопросы: 1) Расскажите об усушке древесины. 2) Что такое разбухание древесины? 3) Какими способами измеряют влажность древесины?
4.Сделайте вывод по работе.

Тема 1.4. Механические свойства древесины
Лабораторная работа № 7 на тему: «Определение прочности при растяжении и ударной твёрдости».


Цель: изучить особенности определения прочности древесины при растяжении и ударной твёрдости.
Материалы: справочные материалы, калькулятор, карандаши, линейка.

Ход занятия:

1.Изучите особенности определения прочности древесины при растяжении вдоль волокон и поперек волокон.
2.Зарисуйте схемы испытания древесины на растяжение вдоль и поперек волокон. Запишите формулы.
3. Законспектируйте схему испытаний на статистическую твердость древесины. Запишите формулы.
4. Решите задачи. 1) Прочность древесины при растяжении вдоль и поперек волокон. Определите прочность древесины ели при растяжении вдоль волокон и пересчитайте ее на влажность 12%, если размеры поперечного сечения рабочей части образца 0,4x2 см, максимальная нагрузка 640 кгс и влажность в момент испытаний 20%.
2) Статическая твердость древесины: торцовая, радиальная и тангенциальная. Определите торцовую твердость древесины сосны при влажности 12 %, если при влажности 7% она была равна 35 Н/мм.
5. Сделайте вывод по работе.

Тема 1.6. Пороки древесины
Практическая работа № 1 на тему: «Изучение сучков и трещин, способов их измерения, влияния на качество древесины».

Цель: исследовать правила измерения пороков I и II групп по ГОСТ 2140-81 и зарисовать схематические рисунки этих измерений в круглых, в пиленых лесоматериалах и в шпоне.
Материалы: справочные материалы, линейка, карандаши.

Ход занятия:
1. По ГОСТ 2140-81 изучите правила измерения открытых, заросших сучков в круглых лесоматериалах и зарисуйте схемы измерений.
2. По ГОСТ 2140-81 изучите правила измерения всех разновидностей сучков в пиленых материалах. Зарисуйте схемы измерений.
3. По ГОСТ 2140-81 изучите правила измерения сучков в шпоне, зарисуйте схемы измерения.
4.По ГОСТ 2140-81 изучите правила измерения трещин в круглых, пиленых лесоматериалах и в шпоне. Зарисуйте схемы измерения трещин.
5. Сделайте вывод по работе.

Практическая работа № 2 на тему: «Изучение правил измерения пороков формы ствола и строения древесины».
Цель: изучить правила измерения пороков формы ствола и строения древесины в круглых, в пиленых лесоматериалах и в шпоне.
Материалы: справочные материалы, линейка, карандаши.


Ход занятия:
1. По ГОСТ 2140-81 изучите правила измерения сбежистости, закомелистости, кривизны, наростов в круглых лесоматериалах и зарисуйте схемы измерений.
2. По ГОСТ 2140-81 изучите правила измерения наклона волокон, крени, завитков, волнистости, глазков и других пороков III группы в пиленых материалах. Зарисуйте схемы измерений.
3. По ГОСТ 2140-81 изучите правила измерения пороков II и III групп в шпоне, зарисуйте схемы измерения.
4. Сделайте вывод по работе.


Практическая работа № 3 на тему: «Изучение правил измерения грибных поражений, биологических повреждений».


Цель: исследовать правила измерения пороков VIII, IX групп и зарисовать схематические рисунки этих измерений в круглых, в пиленых лесоматериалах и в шпоне.
Материалы: справочные материалы, линейка, карандаши.


Ход занятия:
1. По ГОСТ 2140-81 изучите правила измерения химических окрасок, грибных поражений, биологических повреждений в круглых лесоматериалах и зарисуйте схемы этих измерений.
2. По ГОСТ 2140-81 изучите правила измерения химических окрасок, грибных поражений, биологических повреждений в пиленых материалах. Зарисуйте схемы измерений.
3. По ГОСТ 2140-81 изучите правила измерения химических окрасок, грибных поражений, биологических повреждений в шпоне и зарисуйте схемы этих измерений.
4. Сделайте вывод по работе.


Практическая работа № 4 на тему: «Изучение правил измерения механических повреждений, дефектов обработки и деформаций»

Цель: исследовать правила измерения пороков VIII, IX групп и зарисовать схематические рисунки этих измерений в круглых, в пиленых лесоматериалах, в шпоне.
Материалы: справочные материалы, линейка, карандаши.


Ход занятия:
1. По ГОСТ 2140-81 изучите правила измерения инородных включений, механических повреждений, деформаций в круглых лесоматериалах и зарисуйте схемы измерений.
2. По ГОСТ 2140-81 изучите правила измерения инородных включений, механических повреждений, деформаций в пиленых материалах. Зарисуйте схемы измерений.
3. По ГОСТ 2140-81 изучите правила измерения инородных включений, механических повреждений дефектов обработки в шпоне и зарисуйте схемы измерений.
4. Сделайте вывод по работе.


Раздел 2. Материаловедение
Тема 2.1. Древесные материалы
Практическая работа № 5 на тему: «Работа со стандартами:
- Назначение и размеры круглых лесных материалов хвойных пород по ГОСТ 9463-88
- Требования к качеству круглых лесоматериалов хвойных пород по ГОСТ 9463-88
- Требования ГОСТ 9462-88 к круглым л/м лиственных пород»
А). Назначение и размеры круглых лесных материалов хвойных пород по ГОСТ 9463-88

Цель: изучить назначение и размеры круглых лесоматериалов хвойных пород.
Материалы: справочные материалы, линейка, карандаши.

Ход занятия:
1.Изучите ГОСТ 9463-88, размеры и технические требования к круглым лесоматериалам хвойных пород.
2.Заполните таблицу:

Таблица - Назначение и сорт круглых лесоматериалов
Назначение лесоматериалов
Порода
Сорт
Толщина, см
Длина, м
Градация по длине, м

Лесоматериалы для распиловки и строгания

1.Для выработки пиломатериалов и заготовок






Общего назначения






Поставляемых на экспорт






Авиационных






Резонансных






Судостроительных






Карандашных






Для клёпки бочек






Для изготовления брусьев подводников шахтных подъёмов






2. Для шпал






Широкой колеи






Узкой колеи






3. Для переводных брусьев железных дорог






Широкой колеи






Узкой колеи






4.Для выработки строганного шпона






Лесоматериалы для лущения

5. Для выработки лущенного шпона






Лесоматериалы для выработки целлюлозы и древесной массы

6. Для целлюлозы на химическую переработку






7. Для сульфитной и бисульфитной целлюлозы






8. Для целлюлозы, используемой в производстве электроизоляционных видов бумаги и картона






9. Для сульфатной целлюлозы, бисульфитной полуцеллюлозы, термомеханической массы и химической массы






Лесоматериалы для использования в круглом виде

10. Для матч судов






11. Для свай гидротехнических сооружений






12. Для опор линий связи и электропередач






13. Для строительства






14. Для вспомогательных и временных построек






15. Для разделки на рудничную стойку






3. Сделайте вывод по работе.


Б). «Требования к качеству круглых лесоматериалов хвойных пород по ГОСТ 9463-88»

Цель: изучить требования к качеству круглых лесоматериалов хвойных пород.
Материалы: справочные материалы, линейка, карандаши.

Ход занятия:
1.Изучите ГОСТ 9463-88 и требования к качеству древесины круглых лесоматериалов хвойных пород.
2.Заполните таблицу и закрасьте: 1) пороки древесины, которые допускаются зелёным цветом, 2) пороки древесины, которые не допускаются красным цветом, 3) пороки, которые допускаются с ограничением в размерах – синим цветом.

Таблица - Качество древесины круглых лесоматериалов хвойных пород
Наименование сортиментов
Пиловочник общего назначения
Для опор ЛЭП
Бревна для строительства
Подтоварник
Для выработки шпал

Порода






Сорт






Сучки, все кроме табачных






Табачные сучки






Ядровая гниль






Заболонная гниль






Наружная трухлявая гниль






Заболонные грибные окраски






Червоточина глубокая






Червоточина поверхностная






Трещины, кроме усушки






Трещины боковые от усушки






Трещины торцовые от усушки






Кривизна простая






Кривизна сложная






Механические повреждения, рак






Сухобокость, прорость






Грибные ядровые пятна и полосы






3. Сделайте вывод по работе.

В), «Требования ГОСТ 9462-88 к круглым л/м лиственных пород»

Цель: изучить назначение и размеры круглых лесоматериалов лиственных пород.
Материалы: справочные материалы, линейка, карандаши.

Ход занятия:
1.Изучите ГОСТ 9462-88, размеры и технические требования к круглым лесоматериалам лиственных пород.
2.Заполните таблицу:
Таблица - Назначение и сорт круглых лесоматериалов лиственных пород
Назначение лесоматериалов
Порода
Сорт
Толщина, см
Длина, м
Градация по длине, м

Лесоматериалы для распиловки и строгания

1.Для выработки пиломатериалов и заготовок






Общего назначения






Для лыж






Для клёпки бочек






Для вёсел






Для протезов






2. Для шпал






Широкой колеи






Узкой колеи






3. Для переводных брусьев железных дорог






Широкой колеи






Узкой колеи






4.Для выработки строганного шпона






Лесоматериалы для лущения

5. Для выработки лущенного шпона






6. Для производства спичек






Лесоматериалы для выработки целлюлозы и древесной массы

7. Для целлюлозы на химическую переработку






Для белой древесной массы






8. Для сульфитной и бисульфитной целлюлозы






9. Для сульфатной белёной целлюлозы






10. Для сульфатной небеленой целлюлозы, бисульфитной полуцеллюлозы, рафинерной древесной массы, термомеханической массы и химической массы






Лесоматериалы для использования в круглом виде

11. Для строительства






12. Для вспомогательных и временных построек






3. Сделайте вывод по работе.

Практическая работа № 6 на тему: «Составление таблицы требований ГОСТ 9462-88 к круглым лесоматериалам лиственных пород»

Цель: изучить требования к качеству круглых лесоматериалов лиственных пород.
Материалы: справочные материалы, линейка, карандаши.

Ход занятия:
1.Изучите ГОСТ 9462-88 и требования к качеству древесины круглых лесоматериалов лиственных пород.
2.Заполните таблицу и закрасьте: 1) пороки древесины, которые допускаются зелёным цветом, 2) пороки древесины, которые не допускаются красным цветом, 3) пороки, которые допускаются с ограничением в размерах – синим цветом.

Таблица - Качество древесины круглых лесоматериалов лиственных пород
Наименование сортиментов
Пиловочник общего назначения
Для опор ЛЭП
Бревна для строительства
Подтоварник
Для выработки шпал

Порода






Сорт






Сучки, все кроме табачных






Табачные сучки






Ядровая гниль






Побурение






Заболонная гниль






Наружная трухлявая гниль






Заболонные грибные окраски






Червоточина глубокая






Червоточина поверхностная






Трещины, кроме усушки






Трещины боковые от усушки






Трещины торцовые от усушки






Кривизна простая






Кривизна сложная






Механические повреждения, рак






Сухобокость, прорость






3. Сделайте вывод по работе.


Практическая работа № 7 на тему: «Определение сорта круглых лесоматериалов, с использованием составленных таблиц сортовых требований»

Цель: научиться определять сорта круглых лесоматериалов хвойных и лиственных пород.
Материалы: справочные материалы, линейка, карандаши.

В зависимости от качества древесины и ее обработки круглые лесоматериалы хвойных и лиственных пород классифицируют по сортам (первый, второй, третий).
Сорт – показатель качества сырья, полуфабрикатов, удовлетворяющий определенным требованиям потребителя. Нормы требований к круглым лесоматериалам хвойных и лиственных пород различных назначений установлены соответствующими стандартами. Сорт круглых лесоматериалов определяется их назначением и наличием пороков древесины (их количеством, размерами). При наличии нескольких пороков сортность устанавливают по пороку, характеризующему худший сорт. Сорт обозначают римскими цифрами I, II, III (в некоторых случаях арабскими – 1, 2, 3). Для каждого сорта в ГОСТ 9463–88 (по хвойным породам) и ГОСТ 9462–88 (по лиственным) установлены нормы допуска пороков: сучков, пасынка, грибных поражений, червоточины, трещин, кривизны и т. д. Норма допускаемых пороков в стандартах дается либо в абсолютных величинах, либо в относительных, т. е. в долях от толщины или длины сортимента. Для того чтобы установить сорт по данному пороку, надо сравнить величину и количество в сортименте с нормой допуска этого порока в том или другом сорте, установленной в стандарте. Там, где величина и количество порока соответствует норме допуска, тот сорт и назначают сортименту по этому пороку. При наличии в сортименте нескольких пороков сорт определяется по каждому из них. Общий, итоговый, сорт сортимента устанавливается по пороку, характеризующему «худший» сорт. Этот итоговый сорт и указывается при маркировке.
Поштучному обмеру согласно ГОСТ 2292–88 подлежат деловые сортименты длиной более 2 м, дровяное долготье длиной более 3 м и сортименты длиной до 2 м включительно, предназначенные для лущения, строгания, выработки авиационных пиломатериалов, лыжных и ложевых заготовок, а также лесоматериалы ценных пород.
Толщину лесоматериалов определяют как среднее значение замеров двух взаимно перпендикулярных диаметров в верхнем торце. Длину измеряют по наименьшему расстоянию между торцами с точностью до 0,01 м. Толщину и длину лесоматериалов, полученные в результате замеров, приводят к номинальным значениям, а по ним уже определяют объем, используя для этого ГОСТ 2708 –75. При установлении номинальных размеров лесоматериалов учитывают величину градаций и припуск по длине. По толщине для мелких лесоматериалов установлена градация в 1 см, т. е. до 13 см номинальным значением будет каждое целое число; при этом доли менее 0,5 см не учитывают, а доли 0,5 см и более приравнивают к большему целому числу. Например, толщины 10,5 и 11,3 см будут иметь одно минимальное значение – 11 см. Для средних и крупных лесоматериалов установлена градация в 2 см. Это значит, что начиная с 14 см номинальная толщина указанных лесоматериалов может быть только четным числом. При этом доли менее целого при четном числе не учитывают, а нечетное целое или нечетное с любыми долями приравнивают к ближайшему большему четному числу. Например, такие толщины, как 17,0; 17,5; 18,9 см, будут приравнены к номинальному значению 18,0 см.
По длине для круглых лесоматериалов в зависимости от их назначения установлены градации: 0,5; 0,3; 0,25; 0,1 и 0,05 м и др. Часто в стандартах указаны не конкретные значения длины сортиментов, а пределы их изменения и градация. Так, например, лесоматериалы хвойных пород для выработки пиломатериалов общего назначения должны иметь длину от 3,00 до 6,50 м с градацией 0,25 м. В этом случае номинальные значения длины будут 3,00; 3,25; 3,50; 3,75; 4,00 м и т.д. При этом надо учитывать, что все круглые лесоматериалы, за исключением балансов и рудничной стойки должны иметь припуск по длине. Величина припуска в зависимости от назначения принята: для лесоматериалов продольной распиловки и строгания – от 0,03 до 0,05 м; для лущения – от 0,02 до 0,05 м на каждый чурак; для использования в круглом виде – до 0,05 м; для лесоматериалов, предназначенных на экспорт, – от 0,05 до 0,08 м и т. д. При определении объема лесоматериалов припуски и допускаемые отклонения в расчет не принимают. При нарушении градации по длине (включая минимальный припуск) объем бревна определяют по ближайшей длине, установленной в стандартах.
Маркировке согласно ГОСТ 2292–88 подлежат круглые деловые лесоматериалы толщиной 14 см и более. Короткие сортименты длиной до 2 м независимо от толщины не маркируют, за исключением лесоматериалов для лущения и строгания, выработки авиационных пиломатериалов, лыжных и ложевых заготовок, а также сортиментов из древесины ценных пород. Балансы, рудничную стойку и дрова не маркируют. Марка, наносимая на верхние торцы сортиментов краской или мелком, содержит обозначение сорта и толщины лесоматериала. Сорт обозначается арабской или римской цифрой, а толщина (диаметр) – последней цифрой размера. Так цифра 0 в марке означает, что толщина сортимента 20, 30, 40 см и т. д.; цифра 2 означает толщину 22, 32, 42 см и т. д. При выполнении заданий по определению объема круглых лесоматериалов, установлению сорта и их маркировке следует использовать следующие ГОСТ:
- 9463–88 Лесоматериалы круглые хвойных пород.
- 9462–88 Лесоматериалы круглые лиственных пород.
- 2708–75 Лесоматериалы круглые. Таблицы объемов.
- 2292–88 Лесоматериалы круглые. Маркировка, сортировка, транспортирование, методы измерения и приемка.

Ход занятия:

1. Изучите методику определения сорта круглых лесоматериалов.
2.Решите пример. При измерении кряжа из лиственницы для выработки строганого шпона фактические его размеры оказались: длина – 2,75 м, диаметр – 37 см. Кряж поражен: ядровой гнилью диаметром 8 см; кривизной простой со стрелой прогиба 3,5 см; сучками здоровыми диаметром 3 см. Определить стандартные размеры, припуск, объем, степень поражения, сорт и марку кряжа.
3. Сделайте вывод по работе.

Практическая работа № 8 на тему: «Определение сорта пиленых лесоматериалов»

Цель: научиться определять сорта пиленых лесоматериалов хвойных и лиственных пород.
Материалы: справочные материалы, линейка, карандаши.

Ход занятия:

1. Изучите методику определения сорта пиленых лесоматериалов.
2. Решите задачи.
Пример 1. Еловая обрезная доска для применения в строительстве имеет следующие фактические размеры: длину 3,99м, ширину 98мм, толщину 18мм и следующие пороки: сучки пластовые здоровые сросшиеся 4 шт. на 1пог. м диаметром 35–45мм и покоробленность стрелой прогиба 8мм. Определить номинальные размеры, объем, сорт доски и показать схематически ее маркировку на пласти и торце.
Решение.
1) Находим номинальные размеры доски:
Длина для пиломатериалов хвойных пород установлена от 1 до 6,5 м с градацией 0,25 м. Предельные отклонения (в мм) от установленных размеров пиломатериалов не должны превышать по длине +50 мм и –25 мм. Соответственно, ближайший номинальный размер длины пиломатериала 4,0 м. Ширина обрезных хвойных пиломатериалов, согласно ГОСТ 24454–80, находится в диапазоне 75–275 мм с градацией 25 мм. Стало быть, ширина 100 мм. Толщина доски, согласно ГОСТ 24454–80, может быть 16, 19, 22, 32 мм. Ближайший номинальный размер по толщине 19 мм. Значит, толщина 19 мм.
2) Определяем объем доски (V, м3):
V = Lbh = 4,0
· 0,1
· 0,019 = 0,0076 м3
3) Определяем сорт доски по ГОСТ 8486–86.
а) Сучки допускаются размером в долях ширины стороны и в количестве на любом однометровом участке длины на каждой из сторон. Определяем степень сучковатости доски в зависимости от размера сучков (i р.с) по формуле:

i р.с = d max/ b = 45 / 100 = 1/2, где

dmax – наибольший (максимальный) диаметр сучка, мм;
b – ширина доски, мм.
Следовательно, при количестве сучков 4 шт. размер 21 степени сучковатости: сорт III.
б) Покоробленность (К) определяем по формуле:

К = f / L Ч 100% = 8 / 4000Ч 100 % = 0,2
где f – стрела прогиба;
L – номинальная длина доски, мм.
К = 0,2 %, что соответствует отборному сорту.
в) Определяем сорт доски в целом. Сорт доски в целом устанавливается по худшему из сортов, определяемых по каждому пороку в отдельности. Обрезная доска в целом относится к III сорту.

Устанавливаем марку доски. Имеем, что пиломатериалы III сорта общего назначения толщиной менее 25 мм маркируются тремя вертикальными полосками, проставляемыми на торце, а на пласти – римской цифрой III.

Пример 2. Сосновая обрезная доска, используемая в строительстве, имеет следующие фактические размеры: длину 1,73 м, ширину 202 мм, толщину 41 мм, и пороки: сучки пластевые здоровые сросшиеся – 2 шт. на 1 пог. м диаметром 15 и 18 мм, кармашки – 2 шт. на всю длину доски. Определить номинальные размеры, объем, сорт доски и показать схематически ее маркировку на пласти и торце.
3. Ответьте на вопросы: 1) Что такое доска? 2) Каким путем получают пиломатериалы? 3) Что такое обапол? 4) Назовите элементы доски. 5) Что такое заготовка? 6) Как маркируются пиломатериалы на торце, если толщина пиломатериала менее 25 мм?
4. Сделайте вывод по работе.



Практическая работа № 9 на тему: «Определение сорта шпона и клееной фанеры»

Цель: научиться определять сорта шпона и клееной фанеры.
Материалы: справочные материалы, линейка, карандаши.


Согласно ГОСТ 3916.1–89, фанера различается по назначению, виду клея, размерам, породе древесины, качеству и степени обработки. По назначению можно выделить фанеру общего и специального назначений. В зависимости от вида клея и водостойкости различают следующие марки фанеры общего назначения (ГОСТ 3916.1–89):
1) ФСФ – фанера повышенной водостойкости, склеенная фенолформальдегидными клеями при содержании клея 25–30 % от общего объема листа;
2) ФК – фанера водостойкая на карбамидно-фенолформальдегидных клеях при содержании клея не более 70 % от общего объема листа;
3) ФБА – фанера неводостойкая на белковых клеях при содержании клея 1–2 % от общего объема листа.
По степени обработки поверхности фанеру подразделяют на шлифованную с одной (Ш1) или с двух (Ш2) сторон и нешлифованную (НШ).
По содержанию формальдегида фанеру подразделяют на классы эмиссии: Е1, Е2. Класс эмиссии зависит от содержания формальдегида на 100 г абсолютно сухой массы фанеры.
Длина листа фанеры определяется по направлению наружного слоя, а ширина – поперек волокон; при обозначении формата длина ставится на первое место. Наиболее распространенные размеры фанеры следующие (мм): 1525Ч1525, 2440Ч1220. Припуск по длине ±5 мм, по ширине ±4 мм. Номинальная толщина фанеры (мм): 3 (только у хвойных); 4; 5; 6; 8; 10; 12; 15; 18; 24; 27; 30. Количество слоев шпона зависит от толщины фанеры. Припуски по толщине 3, 4 мм: ±0,4 мм; 5, 6, 8 мм: ±0,5 мм; 10, 12 мм: ±0,6 мм; 15, 18 мм: ±0,8 мм. Фанеру изготавливают из древесины березы, ольхи, бука, липы, осины, тополя, дуба, ясеня, сосны, пихты, кедра, лиственницы. Древесная порода, из которой изготовлена фанера, определяется по наружным слоям. Слои шпона, расположенные в фанере симметрично, должны быть из древесины одной породы и одинаковой толщины.
Для наружных слоев фанеры применяется шпон пяти сортов: А, АВ, В, ВВ и С. В зависимости от качества древесины и чистоты обработки листов шпона фанера разделяется на 5 сортов:

1)А / АВ 2) АВ / В 3) В / ВВ 4) ВВ / С 5) С / С

Шпон для наружных и внутренних слоев должен подбираться в зависимости от сорта фанеры следующим образом.
Таблица. Сорт наружных слоев

Лицевого
А
АВ
В
ВВ
С

Оборотного
АВ
В
ВВ
С
С

Сорт фанеры определяется качеством лущеного шпона наружных слоев и обозначается сочетанием сортов шпона лицевого и оборотного слоя. Возможные сочетания приведены ниже.

А/А А/АВ А/В А/ВВ А/С
АВ/АВ АВ/В АВ/ВВ АВ/С
В/ВВ В/С
ВВ/ВВ ВС/С
С/С

При изготовлении шпона из хвойных пород добавляется буква «х»: Ах, АВх, Вх, Сх. Для изготовления фанеры применяют лущеный шпон по ГОСТ 99–89:
– для наружных слоев (лицевого и оборотного) – шпон лиственных пород древесины;
– для внутренних слоев – шпон лиственных и (или) хвойной породы древесины.
Фанера считается изготовленной из той породы древесины, из которой изготовлены ее наружные слои. Условное обозначение фанеры должно включать: наименование продукции, породу древесины наружных и внутренних слоев, марку, сорт, класс эмиссии, шлифованность, размеры, стандарт. Например: «Фанера, береза/сосна, ФСФ, А/АВ, Е1; Ш2; 2440Ч1525Ч12,0 ГОСТ 3916.1–89».
Учет фанеры производится в кубических или квадратных метрах. Объем одного листа определяется с точностью до 0,00001 м3, а объем партии фанеры – с точностью до 0,01 м3. Площадь листа фанеры учитывается с точностью до 0,01 м2.
Ход занятия:

1. Изучите методику определения сорта шпона и клееной фанеры.
2. Решите задачи.
Пример 1. Определите сорт по каждому пороку и общий сорт листа шпона по следующим исходным данным. На 1 м2 березового лущенного шпона имеются следующие пороки:
а) сучки сросшиеся здоровые 10 шт. размером 25 мм;
б) трещина разошедшаяся длиной 300 мм.
Решение.
По ГОСТ 99–89:
- по сучкам (с. 3, табл. 2) – сорт В;
- по трещине (с. 4, продолжение табл. 2) – сорт ВВ.
Определяем сорт фанеры в целом. Сорт фанеры в целом устанавливается по худшему из сортов, определяемых по каждому пороку в отдельности.
Вывод. Общий сорт ВВ.

Пример 2. Определите номинальные размеры, объем, площадь, сорт фанеры по следующим исходным данным: размер фанеры (мм): длина – 2441, ширина – 1525, толщина – 9,9. Лицевой слой шпона имеет следующие пороки:
– сучки сросшиеся диаметром 40–45 мм – 12 шт. на 1 м2;
– сучки частично сросшиеся диаметром 5–6 мм – 6 шт. на 1 м2;
– ложное ядро по всей длине и шириной 600 мм;
– глазки – 15 шт. на 1 м2.
Оборотный слой шпона имеет следующие пороки:
– сучки сросшиеся диаметром 55–60 мм – 15 шт. на 1 м2.
– сучки несросшиеся, заделанные вставками, диаметром 5 мм – 5 шт. на 1 м2.
– разошедшаяся трещина длиной 85 мм, шириной 1,5–2,0 мм.
– подклеенная на ребро полоса шпона шириной 150 мм.
Решение.
1) Согласно ГОСТ 3916.1–89 (с. 2, табл. 1), устанавливаем номинальные размеры (мм): длина – 2440, ширина – 1525, толщина – 10.
2) Объем: 2,44
· 1,525
· 0,01 = 0,03721 м3.
3) Площадь: 2,44
· 1,525 = 3,72 м2.
4) Определяем сорт листа шпона лицевой стороны по порокам (ГОСТ 99–89):
– по сучкам сросшимся – сорт ВВ;
– по сучкам частично сросшимся – сорт В.
Для определения сортности по пороку «ложное ядро» необходимо найти площадь ложного ядра и его процентное отношении к площади листа фанеры.
Площадь ложного ядра: 2,44
· 0,6 = 1,464 м2.
В процентном отношении к площади листа: 1,464 : 3,721
· 100 % = 39,34 %.
– по ложному ядру – сорт ВВ.
Общий сорт по лицевой стороне: ВВ.
5) Определяем сорт листа шпона оборотной стороны по порокам (ГОСТ 99–89):
– по сучкам сросшимся – сорт ВВ;
– по сучкам несросшимся, заделанным вставками, – сорт АВ;
– по трещине разошедшейся – сорт В;
– подклеенная на ребро полоса шпона (ГОСТ 3916.1–89) – сорт В.
Общий сорт по оборотной стороне: ВВ.
Вывод. Сорт фанеры – ВВ/ВВ.
3. Ответьте на вопросы: 1) Что такое шпон лущеный? 2) Что такое шпон строганый? 3) Как вычисляется объем фанеры? 4) Как располагаются слои шпона при изготовлении фанеры относительно друг друга? 5) Что означает класс эмиссии?
4. Сделайте вывод по работе.
























БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК


1. Анисимов П. М. Множительные таблицы для исчисления объема круглых лесоматериалов по ГОСТ 2708–75 [Текст] / П. М. Анисимов, Л. М. Корнеевич. – М.: Лесн. пром-сть, 1978. – 256 с.
2. ГОСТ 17462–84. Продукция лесозаготовительной промышленности. Термины и определения [Текст]. – М.: Изд-во стандартов 1985. – 13 с.
3. ГОСТ 2140–81. Пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы определения и приемки [Текст]. – М.: Изд-во стандартов, 1982. – 111 с.
4. ГОСТ 24454–80. Пиломатериалы хвойных пород. Размеры и технические требования [Текст]. – М. : Изд-во стандартов, 1980. – 3 с.
5. ГОСТ 2695–83. Пиломатериалы лиственных пород. Технические условия [Текст]. – М.: Изд-во стандартов, 1983. – 10 с.
6. ГОСТ 3916.1–89. Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона лиственных пород. Технические условия [Текст]. – М.: Изд-во стандартов, 1989. – 10 с.
7. ГОСТ 5306–83. Пиломатериалы и заготовки. Таблица объемов [Текст]. – М.: Изд-во стандартов, 1980. – 275 с.
8.ГОСТ 8486–86. Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия [Текст]. – М.: Изд-во стандартов, 1986. – 13 с.
9. ГОСТ 9462–88. Лесоматериалы круглых лиственных пород. Технические условия [Текст]. – М.: Изд-во стандартов, 1988 – 15 с.
10. ГОСТ 9463–88. Лесоматериалы круглых хвойных пород. Технические условия [Текст]. – М.: Изд-во стандартов, 1988. – 14 с.
11. ГОСТ 99–89. Шпон лущеный. Технические условия [Текст]. – М.: Изд-во стандартов, 1989. – 11 с.
12. Михайличенко, А. Л. Древесиноведение и лесное товароведение [Текст]: учеб. для сред. проф.-тех. училищ / А. Л. Михайличенко, Ф. П. Садовничий. – М.: Высш. шк. 1983. – 207 с.
13. Михайличенко, А. Л. Практикум по древесиноведению и лесному товароведению [Текст]: учеб. пособие / А. Л. Михайличенко, И. С. Сметанин. – М.: Лесн. пром-сть, 1989. – 104 с.
14. Уголев, Б. Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения [Текст]: учеб. для лесотехн. вузов / Б. Н. Уголев. – Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Издат. центр «Академия», 2011. – 272 с.








СОДЕРЖАНИЕ
Введение
5

1 Перечень лабораторно-практических работ
7

2 Задания на выполнение лабораторно-практических работ:
8

- ЛР № 1 Отличительные признаки макроскопического строения основных хвойных древесных пород
8

- ЛР № 2 Отличительные признаки макроскопического строения основных лиственных древесных пород
11

- ЛР № 3 Микроскопическое строение хвойных древесных пород
12

- ЛР № 4 Микроскопическое строение лиственных древесных пород
14

- ЛР № 5 Установление влажности и плотности древесины
15

- ЛР № 6 Исследование усушки и разбухания древесины
18

- ЛР № 7 Определение прочности при растяжении и ударной твёрдости
19

- ПР № 1 Изучение сучков и трещин, способов их измерения, влияния на качество древесины
20

- ПР № 2 Изучение правил измерения пороков формы ствола и строения древесины
20

- ПР № 3 Изучение правил измерения грибных поражений, биологических повреждений
21

- ПР № 4 Изучение правил измерения механических повреждений, дефектов обработки и деформаций
21

- ПР № 5 Работа со стандартами: А) Назначение и размеры круглых л/м хвойных пород по ГОСТ 9463-88 Б) Требования к качеству круглых л/м хвойных пород по ГОСТ 9463-88 В) Требования ГОСТ 9462-88 к круглым л/м лиственных пород
22

- ПР № 6 Составление таблицы требований ГОСТ 9463-88 к круглым лесоматериалам лиственных пород
26

- ПР № 7 Определение сорта круглых лесоматериалов, с использованием составленных таблиц сортовых требований
27

- ПР № 8 Определение сорта пиленых лесоматериалов
29

- ПР № 9 Определение сорта шпона и клееной фанеры
31

Библиографический список
35





































































HYPER13PAGE HYPER15


HYPER13PAGE HYPER142HYPER15




HYPER15Основной шрифт абзаца

Приложенные файлы

  • doc 17GU
    Размер файла: 333 kB Загрузок: 0