Titlul lucrării: Proprietăți ale lemnului ca material structural. Tipuri și proprietăți ale placajului de construcție
Specializare: Arhitectură, Proiectare și Construcții
Descriere: Rezervele de lemn din pădurile noastre sunt de aproximativ 80 de miliarde de tone de lemn comercial, însă această cantitate nu epuizează creșterea naturală anuală a lemnului în zone îndepărtate din Siberia și Orientul Îndepărtat.
Mărime fișier: 1,39 MB
Lucrarea a fost descărcată: 24 de persoane.
Proprietățile lemnului ca material structural.
Tipuri și proprietăți ale placajului de construcție.
Protecția structurilor din lemn de la decolorare și aprindere.
Țara noastră este prima din lume în ceea ce privește suprafața de pădure, care ocupă aproape jumătate din Rusia- aproximativ 12,3 milioane. km 2. Cea mai mare parte a pădurilor rusești, okolo3 / 4, situat în regiunile din Siberia și Orientul Îndepărtat, în regiunile nordice ale părții europene a țării . Speciile predominante sunt conifere: 37% din pădure sunt zada, 19% - pin, 20% - molid și brad, 8% cedru. Lemnul tare ocupă aproximativ 1/4 din suprafața pădurilor noastre. Cea mai comună rasă este mesteacăn, ocupând aproximativ 1/6 din suprafața totală a pădurii.
Rezervele de lemn din pădurile noastre sunt de aproximativ 80 miliarde m 3. Se recoltează anual aproximativ 280 milioane m 3 de lemn. potrivite pentru fabricarea structurilor și produselor. Cu toate acestea, această sumă nu epuizează creșterea naturală anuală a lemnului în zone îndepărtate din Siberia și Orientul Îndepărtat.
Lemnul recoltat sub formă de lungimi de butoaie de lungime standard este livrat prin transport rutier, feroviar și naval sau prin rafting pe râuri și lacuri pentru întreprinderile de prelucrare a lemnului. Acolo este făcut din materiale tăiate, placaj, plăci de lemn, structuri și componente de construcție. În timpul exploatării și prelucrării lemnului, se generează o mare cantitate de deșeuri, a cărei utilizare efectivă este de mare importanță economică. Producția de fibre de lemn și PAL din lemn din deșeuri lemnoase este larg utilizată în construcții, economisește o cantitate mare de lemn comercial.
Lemnul de conifere este utilizat pentru fabricarea elementelor de bază ale structurilor din lemn și a pieselor de construcție. Tronsoanele mari de copaci conifere cu un număr mic de noduri permit obținerea cherestelei drepte, cu un număr limitat de defecte. Lemnul de conifere conține gudron, așa că rezistă umidității și se descompune mai bine decât lemnul de foioase.
Lemnul tare de cele mai multe specii este mai puțin simplu, are mai multe noduri și este mai predispus la decădere decât coniferele. Acesta nu este aproape utilizat pentru fabricarea elementelor de bază ale structurilor de construcție din lemn.
Materialul din lemn de stejar se remarcă printre speciile de lemn tare, cu rezistență sporită și rezistență la dezintegrare. Cu toate acestea, din cauza lipsei și a costului ridicat, acesta este utilizat numai pentru piesele mici de conectare.
Lemnul de mesteacăn se referă, de asemenea, la specii tari de foioase. Este utilizat în principal pentru producția de placaj de construcție. Necesită protecție împotriva decăderii.
Ca urmare a originii vegetale, lemnul are o structură fibroasă laminată tubulară. Greutatea principală a lemnului este realizată prin fibrele lemnoase situate de-a lungul portbagajului. Ele constau din mucegaiuri alungite ale celulelor moarte (traheide, de aproximativ 3 mm lungime) de substanțe organice (celuloză și legină).
Fibrele de lemn sunt aranjate în straturi concentrice în jurul axei trunchiului, numite straturi anuale. fiecare strat crește pe tot parcursul anului. Ele sunt vizibile în mod clar sub forma unei serii de inele pe secțiunile transversale ale trunchiului, în special a copacilor conifere. Prin numărul lor, puteți stabili vârsta arborelui.
Fiecare strat anual cuprinde două părți. Stratul interior (mai larg și mai ușor) constă din lemn moale timpuriu, format în primăvară, când pomul crește rapid. Celulele din lemn precoce au pereți mai subțiri și cavități mai largi. Celulele din lemn târziu au pereți mai groși și cavități înguste. Rezistența și densitatea lemnului depind de conținutul relativ al lemnului târziu în el.
Partea de mijloc a trunchiurilor din lemn de conifere are o culoare mai închisă, conține mai multă rășină și se numește miez. Apoi vine alburnul și, în final, coaja.
În plus, lemnul are grinzi orizontale de bază, miez moale, drifturi de rășini, noduri.
Dimensiuni, defecte și calitatea lemnului
Cherestea, obținută prin construcție, este împărțită în cherestea rotundă și cherestea.
Lemn rotund. numite, de asemenea, bușteni, sunt părți ale trunchiurilor de copaci cu capete netede # 150; se termină. Buștenii au o formă conică trunchiată și conică. Reducerea grosimii lor de-a lungul lungimii se numește alergare. În medie, scurgerea este de 0,8 cm pe 1 m lungime (pentru zada 1 cm pe 1 m lungime) a jurnalului. Bustenii medii au o grosime de 14-24 cm # 150; până la 26 cm. Bustenii cu grosimea de 13 cm și mai puțin sunt utilizați pentru construcții temporare.
Cheresteaua este obținută ca urmare a tăierii longitudinale a bustenilor pe ferăstraie sau ferăstraie circulare. Acestea au o secțiune dreptunghiulară sau pătrată. Latura mai largă a lemnului tăios este denumită strat și îngustă # 150; margini. Cherestele au o lungime standard de 1 # 150; 6,5 m cu gradare la fiecare 0,25 m. Lățimea cherestei variază între 75 și 275 mm, grosimea # 150; de la 16 la 250 mm.
Calitatea lemnului este determinată, în principal, de gradul de omogenitate al structurii lemnului, de care depinde puterea sa. Gradul de omogenitate a lemnului este determinat de dimensiunea și numărul de zone în care uniformitatea structurii sale este ruptă și puterea este redusă. Asemenea zone sunt numite vicii.
Principalele defecte inacceptabile ale lemnului sunt: putregai, găuri de vierme și fisuri în zonele de scindare a articulațiilor.
Defectele cele mai comune și inevitabile ale lemnului sunt noduri # 150; Vestigiile rămase din fostele ramuri ale unui copac. Nodurile sunt admise cu limitările defectelor.
Panta fibrelor (oblică) față de axa elementului este, de asemenea, acceptabilă cu o limitare a defectelor. Se formează ca urmare a aranjamentului natural al șuruburilor în portbagaj, precum și la tăierea bustenilor ca rezultat al fugării lor.
Fisurile care apar atunci când lemnul se usucă aparțin, de asemenea, numărului de defecte cu toleranță limitată.
Viciile includ, de asemenea, un miez moale, noduri de cădere și alte tulburări mai puțin obișnuite în omogenitatea structurii lemnului.
Calitatea lemnului este determinată de varietatea (alegerea, II, III, IV), care se stabilește în funcție de tipul, dimensiunea, locația și numărul defectelor. Lemnul pentru elementele portante ale structurilor din lemn trebuie să îndeplinească cerințele claselor II și III.
Lemnul din clasa I este folosit în cele mai importante elemente tensionate tensionate. Acestea sunt tije individuale și plăci întinse de zone întinse de grinzi lipite cu o înălțime a secțiunii transversale mai mare de 50 cm
Diametrul total al nodurilor la o lungime de 20 cm d ≤ 1/4 b.
Clasa II a lemnului este utilizată în elemente comprimate și îndoite. Acestea sunt tije individuale comprimate, plăci din zonele extreme ale grinzilor lipite cu o înălțime mai mică de 50 cm; bord în zona comprimată și o zonă întinsă situată deasupra plăcilor clasa 1 în grinzi laminate, inaltime 50 cm scînduri zone de lucru extreme lipite comprimate, îndoit și strivită - tije curbate..
Diametrul total al nodurilor la o lungime de 20 cm d ≤ 1/3 b.
Structura lemnului III este utilizată în elemente cu presiune medie, lipite, presate, îndoite și comprimate, precum și în elementele mai puțin importante ale terasei și lăzilor.
Diametrul total al nodurilor la o lungime de 20 cm d ≤ 1/2 b.
Densitate. Lemnul face parte din clasa materialelor structurale ușoare. Densitatea acesteia depinde de volumul relativ al porilor și de conținutul de umiditate din acestea. Densitatea standard a lemnului trebuie determinată la o umiditate de 12%. cherestea Svezherublenaya are o densitate de 850 kg / m 3 a fost asumat lemn moale densitate calculată în construcții în clădiri cu o umiditate normală a aerului de 12% să fie de 500 kg / m 3 într-o umiditate a aerului de peste 75%, și în aer liber # 150; 600 kg / m3.
Extinderea temperaturii. Extinderea liniară la încălzire, caracterizată prin coeficientul de dilatare liniară, în lemn este diferită de-a lungul și la unghiuri față de fibre. Coeficientul de expansiune liniară α de-a lungul fibrelor este (3 ÷ 5) ∙ 10 -6. care permite construirea de clădiri din lemn fără cusături de temperatură. Prin fibrele lemnului, acest coeficient este mai mic de 7 # 150; De 10 ori.
Conductivitatea termică a lemnului datorită structurii sale tubulare este foarte mică, în special în interiorul fibrelor. Coeficientul de conductivitate termică a lemnului uscat pe fibre λ ≈ 0,14 W / m ∙ ºС. O bară cu grosime de 15 cm este echivalentă în ceea ce privește conductivitatea termică a peretelui de cărămidă de 2,5 cm grosime (51 cm) la voință, precum și la tăierea bustenilor ca urmare a fugarii lor.
rigle, mașini de rumegus. - fețe finale.
Capacitatea termică a lemnului este semnificativă, capacitatea termică a lemnului uscat este C = 1,6 KJ / kg ∙ ºС.
O altă proprietate valoroasă a lemnului este rezistența sa la multe medii chimice și biologice agresive. Este chimic mai rezistent decât metalul și betonul armat. La temperaturi normale, acizii fluorhidric, fosforic și clorhidric (concentrație scăzută) nu distrug lemnul. Majoritatea acizilor organici nu slăbesc lemnul la temperaturi normale, deci este adesea folosit pentru structuri în medii agresive chimic.
Proprietățile mecanice ale lemnului
Forța de aderență. Lemnul se referă la materiale cu rezistență medie, totuși, rezistența sa relativă la toleranța la densitate scăzută face posibilă compararea acestuia cu oțelul.
Lemnul este un material anisotropic, deci forța sa depinde de direcția de acțiune a forțelor asupra fibrelor. Când forțele sunt exercitate de-a lungul fibrelor, membranele celulare funcționează în cele mai favorabile condiții, iar lemnul prezintă cea mai mare rezistență.
Rezistența medie la tracțiune a lemnului de pin fără defecte de-a lungul fibrelor este:
Când se întinde # 150; 100 MPa.
Când se îndoaie # 150; 80 MPa.
Când comprimați # 150; 44 MPa.
Când se întinde, se comprimă și se fortează fibrele, această valoare nu depășește 6,5 MPa. Prezența defectelor este semnificativă (
cu 30%) reduce rezistența lemnului în timpul comprimării și îndoirii și în special (
cu 70%) atunci când este întins. Durata sarcinii afectează semnificativ rezistența lemnului. Cu o încărcare nelimitată, rezistența sa este caracterizată de limita de rezistență pe termen lung, care este de numai 0,5 rezistență la tracțiune la încărcarea standard. Cea mai mare rezistență, de 1,5 ori pe termen scurt, lemnul arată la cel mai scurt impact și sarcini explozive. Vibrațiile, care determină variabilele prin semnul tensiunii, reduc puterea.
Rigiditatea lemnului (gradul său de deformabilitate sub acțiunea unei sarcini) depinde în principal de direcția de acțiune a sarcinilor în raport cu fibrele, durata lor și umiditatea lemnului. Rigiditatea este determinată de modulul de elasticitate E.
Pentru speciile de conifere de-a lungul fibrelor, E = 15.000 MPa.
În SNiP II-25-80, modulul de elasticitate pentru orice specie de lemn este E o = 10.000 MPa. E 90 = 400 MPa.
La umiditate ridicată, temperatură și, de asemenea, la acțiunea simultană a sarcinilor constante și temporare, valoarea lui E este redusă cu coeficienții condiției de funcționare m in. m t m d <1.
Efectul umidității. O schimbare a umidității între 0% și 30% duce la o scădere a rezistenței lemnului cu 30% din valoarea maximă. Modificările ulterioare ale umidității nu conduc la scăderea rezistenței lemnului.
Schimbarea transversală a umidității (contracția și umflarea) duce la deformarea lemnului. Cea mai mare contracție are loc pe fibre, perpendicular pe straturile anuale. Deformările de contracție se dezvoltă neuniform de la suprafață până la centru. Cu contracție, apare nu numai flambarea, ci și crăpăturile în crăpături.
Pentru a compara rezistența și duritatea lemnului, conținutul standard de umiditate de 12%
B12 = BW [1 + a (W-12)],
unde α # 150; factor de corecție, cu compresie și îndoire α = 0,04.
Influența temperaturii. Pe măsură ce crește temperatura, rezistența la tracțiune și modul de elasticitate scad, iar fragilitatea lemnoasă crește. Rezistența lemnului Gt la o temperatură t în intervalul de la 10 la 30 ° C poate fi determinată din rezistența inițială - G 20 la o temperatură de 20 ° C cu un factor de corecție β = 3,5 MPa.
Gt = G20 # 150; β (t-20).
Constructii de placaj # 150; acesta este un material din panouri din lemn prefabricat. Se compune, ca regulă, dintr-un număr impar de straturi subțiri # 150; furnire. Fibrele din furnir vecin sunt situate în direcții reciproc perpendiculare.
SNiP II-25-80 privind proiectarea structurilor din lemn recomandă următoarele tipuri de placaj impermeabil ca o construcție:
1. Placaj de gradul FSF. lipite cu cleiuri de fenol-formaldehidă. Acest placaj este produs:
- din lemn de mesteacan (5 și 7 straturi, grosime 5 # 150; 8 mm și mai mult).
- din lemn lichtvennitsy (7-strat, grosime 8 mm și mai mult).
Foi de placaj cu o grosime mai mare de 15 mm se numesc plăci de placaj. Rezistența placajului lipit pe tăiere în planul perpendicular pe foaie este de aproximativ 3 ori mai mare decât rezistența lemnului atunci când se rupe fibrele, ceea ce reprezintă avantajul său important.
Modulul de elasticitate al placajului de mesteacan de-a lungul fibrelor este de 90%, și peste # 150; 60% din modulul elastic al lemnului de-a lungul fibrelor. Modulele de elasticitate a placajului din zada sunt de 70%, respectiv 50% din E de lemn.
- Placajul banalizat (FBS) diferă de PSF din placaj, prin faptul că straturile sale exterioare sunt impregnate cu rășini solubile în apă rezistentă la apă. Are o grosime de 7 # 150; 18 m. Rezistența sa de-a lungul fibrelor este de 2,5 ori, iar de-a lungul fibrelor este de două ori rezistența lemnului de conifere. Se folosește în condiții de umiditate deosebit de nefavorabile.
Rotarea și protejarea structurilor din lemn de decădere
putrezi # 150; aceasta este distrugerea lemnului de către cele mai simple organisme de plante # 150; ciuperci distrugătoare de lemn. Unele ciuperci uimesc încă în creștere și uscarea copacilor în pădure. Ciupercile din depozit distrug cherestea în timpul depozitării în depozite. House Ciuperci # 150; (merilius, porii etc.) distrug cherestea structurilor de construcții în timpul funcționării.
Ciupercile se dezvoltă din celule # 150; Sporii care sunt ușor de transportat prin mișcarea aerului. Prirostaia, sporii formează corpul fructifer și miceliul ciupercii # 150; o sursă de noi argumente.
Protecție împotriva decăderii
1. Sterilizarea lemnului în procesul de uscare la temperaturi înalte. Încălzirea lemnului la t> 80 о С, ceea ce duce la moartea sporiilor de fungi, miceli și fungi.
2. Protecția constructivă presupune un mod de funcționare, atunci când conținutul de umiditate al lemnului W <20% (наименьшая влажность при которой могут расти грибы).
2.1. Protecția lemnului împotriva umidității atmosferice # 150; acoperiri impermeabile, panta acoperișului necesar.
2.2. Protecție împotriva umezelii de condensare # 150; bariera de vapori, ventilarea structurilor (produse de dezumidificare).
2.3. Protecția împotriva umezelii cu umiditate capilară (de la sol) # 150; dispozitivul de impermeabilizare. Structurile din lemn trebuie să fie susținute de o fundație (cu izolație de bitum sau acoperiș) deasupra nivelului solului sau podelei cu cel puțin 15 cm.
3. Protecția chimică împotriva decăderii este necesară atunci când umezirea lemnului este inevitabilă. Protecția chimică constă în impregnarea cu substanțe otrăvitoare pentru ciuperci # 150; antiseptice.
Antiseptice solubile în apă (fluorură, silicofluorură de sodiu) # 150; ele sunt substanțe care nu sunt nici color, nici miros, inofensive pentru oameni. Utilizat în camere închise.
Antiseptice uleioase # 150; Acestea sunt uleiuri minerale (cărbune, antracen, șisturi, creozot din lemn etc.). Ei nu se dizolvă în apă, ci sunt dăunători oamenilor, deci sunt folosiți pentru structuri exterioare, în pământ, peste apă.
Impregnarea se realizează în autoclave sub presiune ridicată (până la 14 MPa).
Protecție împotriva bug-urilor de gândaci # 150; încălzirea la t> 80 o C sau fumigarea cu gaze otrăvitoare, cum ar fi hexacloranul.
Combustia si protectia structurilor din lemn de foc
Caracterizată de limita rezistenței la foc (aproximativ 40 de minute pentru o bară de 17 x 17 cm, încărcată la o tensiune de 10 MPa).
1. Constructiv. Eliminarea condițiilor favorabile incendiilor.
2. chimice (impregnarea sau colorarea la foc). Impregnate cu substanțe, numite agenți ignifuge (de exemplu, sare de amoniu, acid fosforic și acid sulfuric). Impregnarea se efectuează în autoclave în același timp cu antisepticele. Atunci când sunt încălzite, substanțele ignifuge sunt topite pentru a forma un film ignifug. Vopselele de protecție sunt realizate prin compoziții pe bază de sticlă lichidă, superfluor etc.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: