«Кафедра технологии деревообрабатывающих производств ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 220301 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям) всех ...»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Сыктывкарский лесной институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный

лесотехнический университет имени С. М. Кирова»

Кафедра технологии деревообрабатывающих производств

ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ

Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)»

всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание Сыктывкар УДК 630. ББК 37. Д Рекомендовано к изданию в электронном виде кафедрой технологии деревообрабатывающих производств Сыктывкарского лесного института Утверждено к изданию в электронном виде советом лесотранспортного факультета Сыктывкарского лесного института Составитель:

преподаватель М. Н. Кочева Ответственный редактор :

к.т.н., доцент Ю. Н. Неверов Древесиноведение [Электронный ресурс] : учеб.-метод. комплекс Д73 по дисциплине для студ. спец. 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)» всех форм обучения : самост. учеб. электрон. изд. / Сыкт. лесн. ин-т ; сост.:

М. Н. Кочева. – Электрон. дан. – Сыктывкар : СЛИ, 2012. – Режим доступа: http://lib.sfi.komi.com. – Загл. с экрана.

Издание предназначено для студентов, изучающих дисциплину «Древесиноведение». Приведены рабочая программа курса, методическое указание по лабораторной работе студентов, методическое указание по самостоятельному изучению дисциплины, методическое указание по текущему контролю знаний.

УДК 630. ББК 37. Самостоятельное учебное электронное издание Составитель: Кочева Мария Николаевна

ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ

Электронный формат – pdf. Объем 4,2 уч.-изд. л.

Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова» (СЛИ), 167982, г. Сыктывкар, ул. Ленина, 39, [email protected], www.sli.komi.com Редакционно-издательский отдел СЛИ.

© СЛИ, Кочева М. Н., составление,

СОДЕРЖАНИЕ

1. Рабочая программа дисциплины 2. Методическое указание по лабораторной работе студентов 3. Методическое указание по самостоятельному изучению дисциплины 4. Методические указания по текущему контролю знаний студентов 5. Библиографический список

I. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

1.1.ЦЕЛЬ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Цель преподавания дисциплины, «Древесиноведение», являющейся базой для усвоения последующих технологических дисциплин, состоит в обеспечении подготовки специалистов, необходимой для активной инженерной и исследовательской деятельности в области лесного хозяйства и лесной промышленности.

1.2. ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Задачи дисциплины состоят в изучении строения и свойств древесины, основ стандартизации и товароведческих характеристик материалов из древесины.

В результате изучения данной дисциплины студент должен знать:

• перспективы использования древесного сырья для развития народного хозяйства;

• особенности макро-и микроскопического строения древесины;

• химический состав древесины и возможности ее использования в качестве химического • физические и механические свойства древесины, необходимые для усовершенствования существующих и создания новых технологических процессов;

• классификацию пороков древесины, причины их возникновения и влияние на качество древесины;

• характеристику древесины основных лесных пород и области их использования;

• классификацию лесных товаров и их основные характеристики;

• организационно-правовые основы стандартизации и особенности стандартизации лесоматериалов;

• товароведческие основы управления качеством продукции из древесины.

Студент должен уметь:

• определять породу древесины по ее внешнему виду;

• определять основные породы по их микроскопическому строению;

• проводить испытания древесины с целью определения основных показателей физикомеханических свойств древесины;

• распознать и измерять пороки древесины;

• определять объем, сорт лесоматериалов и проводить их маркировку, используя действующие стандарты.

1.3. ДОПОЛНЕНИЕ К НОРМАМ ГОСУДАРСТВЕННОГО СТАНДАРТА 2000 ГОДА

Древесиноведение. Лесное товароведение.

Трудоемкость по стандарту –50 часов, аудиторных занятий – 24 часа, самостоятельная работа – 26 часа.

Древесные растения, их жизнь, рост и развитие; макроскопическое строение древесины;

микроскопическое строение древесины; химические и физические свойства древесины и коры; характеристика основных органических веществ; получение и использование целлюлозных материалов; гидролиз древесины; термическое разложение древесины;

физические свойства древесины – цвет, блеск, текстура древесины и коры; тепловые свойства древесины; реологические свойства древесины; пороки древесины; стойкость древесины; идентификация пород древесины. Пороки древесины; характеристики древесины основных лесных пород и их использование; классификация и стандартизация лесных товаров, хлыстов и круглых лесоматериалов, пиленые лесоматериалы, сырье для лесохимических производств, композиционные древесные материалы и модификационная древесина, целлюлоза и бумага, продукция гидролизно-дрожжевых химических производств.

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.

2.1. НАИМЕНОВАНИЕ ТЕМ, ИХ СОДЕРЖАНИЕ, ОБЪЕМ В ЧАСАХ ЛЕКЦИОННЫХ

ЗАНЯТИЙ.

1. Роль древесины в народном хозяйстве. Комплексное ее использование. Достоинства и недостатки древесины…………………………………………………………………………………………0, Строение дерева, его части. Разрезы ствола. Макроскопическое строение древесины…………………………………………………………………………………………0, 3. Анатомическое строение древесины хвойных пород………………………………………0, 4. Химические и физические свойства древесины и коры……………………………………0, 5. Физические свойства, связанные массой………………………………………..…………… 6. Физические свойства, связанные с влагой………………………………………….………… 7. Механические свойства………………………………………………………………………... 8. Пороки древесины. Их классификация. Пороки формы ствола…………………………….. 9. Стойкость древесины…………………………………………………………………………... 10. Классификация и стандартизация лесопродукции…………………………………………… 11. Круглые лесоматериалы, требования, предъявляемые к ним……………………………….. 12. Маркировка, обмер и учет круглых лесоматериалов………………………………………… 13. Продукция лесопильного производства. Пиломатериалы внутреннего рынка. Продукция лесопильного производства. Пиломатериалы экспертные………………………………….. 14. Продукция фанерной промышленности. Композиционные материалы……….……………

2.2. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ, ИХ НАИМЕНОВАНИЕ И ОБЪЕМ В ЧАСАХ.

Макростроение древесины …………………………………………………………………… Физические свойства древесины. Определение влажности древесины…………………… Определение плотности и усушки древесины………………………………………………. Механические свойства древесины……………………………………….………………….. Определение качество круглых лесоматериалов.…………………………………………… Определение качества пиломатериалов……………………………………………………… Маркировка, обмер, приемка круглых лесоматериалов и пиломатериалов……………….. Фанера общего назначения…………………………………………………………………… Работы выполняются в лабораториях:

1. Лаборатория «Древесиноведения». Макростроение и физические свойства древесины.

Микростроение древесины.

1. Лаборатория Сыктывкарского ЛДК. Пороки древесины. Определение качества круглых лесоматериалов и пиломатериалов. Маркировка, обмер, приемка круглых лесоматериалов.

2.3. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА И КОНТРОЛЬ УСПЕВАЕМОСТИ Д/О, З/О и С/О.

конспекту и учебной литературе Выполнение контрольной работы

2.4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО РАЗДЕЛАМ И ВИДАМ ЗАНЯТИЙ ДЛЯ

СТУДЕНТОВ ДНЕВНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО РАЗДЕЛАМ И ВИДАМ ЗАНЯТИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ (З/О - числитель) И СОКРАЩЕННОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ (С/О - знаменатель).

II. МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ СТУДЕНТОВ

Основные термины и определения Балансы – круглый лесоматериал, предназначенный для выработки целлюлозы и белой древесной массы, длиной не менее 0,75 м и диаметром в зависимости от вырабатываемой продукции от 6 до 40 см.

Бревно – отрезок хлыста, не имеющий конкретного назначения.

Бревно строительное – круглый лесоматериал, используемый в строительстве, длиной 3,0…6,5 м и толщиной 14…24 см для хвойных лесоматериалов и длиной 4,0…6,5 м и толщиной 12…14 см для лиственных.

Градация – это интервал между двумя смежными стандартными значениями.

Дрова – круглый или колотый сортимент, который по своим размерам и качеству может быть использован только как топливо.

Жердь – тонкомерный круглый лесоматериал длиной 3,0…9,0 м диаметром 3…7 см, используемый в строительстве, сельском хозяйстве и промышленности.

Кряж – круглый сортимент всех пород, предназначенный для выработки специальных видов лесной продукции, включает в себя один или несколько чураков.

Лесоматериал – материал из древесины, сохранивший свою природную физическую структуру и химический состав, получаемый из поваленного дерева и (или) из его части путем поперечного и (или) продольного деления.

Лесоматериал круглый – отрезок хлыста, применяемый в круглом виде в качестве сырья для механической и химической переработки, отвечающий требованиям ГОСТов или ТУ на соответствующие виды продукции.

пиломатериалов.

Пиломатериал – пилопродукция определенных размеров и качества с двумя плоскопараллельными плоскостями.

компенсирующая уменьшение размеров при сушке (по поперечному сечению), торцовке (по длине) или последующей обработке и обеспечивающая получение стандартных размеров.

Размер номинальный – размер сортимента, указанный в стандартах при установленной влажности.

Сортимент – это лесоматериал установленного назначения (по длине, диаметру и т. д.).

Стойка рудничная – согласно ГОСТу 17462–84, круглый сортимент, предназначенный для крепления всех видов подземных разработок в каменноугольной и горнодобывающей промышленности.

Тюлька – чурак, предназначенный для выработки шпал, древесного угля.

Хлыст – ствол поваленного дерева, отделенный от корневой части и вершины и очищенный от сучьев.

деревообрабатывающего оборудования.

Предисловие В данном издании содержатся описания лабораторных работ по дисциплине «Древесиноведение с основами товароведения».

Лабораторные работы ведут к приобретению практических навыков. Например, выполнение лабораторной работы № 1 поможет студентам приобрести навыки в определении древесных пород по их макроскопическим признакам. Также лабораторные работы включают в себя работу с ГОСТами и выполнение различных вычислений. В ходе работ студенты ознакомятся с методами распознавания сортности древесных материалов по порокам древесины и дефектам изготовления, учета круглых лесо- и пиломатериалов, заготовок и фанеры, а также правилами нанесения маркировки.

Цель работ – сформировать у студентов понимание о физических свойствах древесины, потребительских требованиях, предъявляемых к качеству лесо- и пиломатериалов, а также научить их экономно и рационально использовать древесное сырье.

На всех работах студент должен иметь при себе рабочую тетрадь и ручку.

Предисловие В данном издании содержатся описания лабораторных работ по дисциплине «Древесиноведение с основами товароведения».

Лабораторные работы ведут к приобретению практических навыков. Например, выполнение лабораторной работы № 1 поможет студентам приобрести навыки в определении древесных пород по их макроскопическим признакам. Также лабораторные работы включают в себя работу с ГОСТами и выполнение различных вычислений. В ходе работ студенты ознакомятся с методами распознавания сортности древесных материалов по порокам древесины и дефектам изготовления, учета круглых лесо- и пиломатериалов, заготовок и фанеры, а также правилами нанесения маркировки.

Цель работ – сформировать у студентов понимание о физических свойствах древесины, потребительских требованиях, предъявляемых к качеству лесо- и пиломатериалов, а также научить их экономно и рационально использовать древесное сырье.

На всех работах студент должен иметь при себе рабочую тетрадь и ручку.

ВВЕДЕНИЕ

С древнейших времен и до нынешних дней человек использует древесину для своих нужд: чтобы развести огонь, при изготовлении оружия и орудий труда, в строительстве жилищ и т. д.

Древесина, в отличии от нефти, угля и газа, относится к восстанавливаемым природным ресурсам. Это неоспоримое преимущество древесного сырья перед ископаемыми ресурсами. Следует также отметить возможность повторного использования древесины.

В настоящее время древесина используется также в производстве фанеры, бумаги, целлюлозы, продукции лесохимического и гидролизного производства, древесноволокнистых и древесностружечных плит в виде круглых сортиментов, пиломатериалов (досок, брусьев, шпал и др.). Источником этого ценного сырья служат леса, расположенные на обширных территориях России.

Большой спрос на древесину в настоящее время и расширенное потребление ее в будущем с особой остротой ставят вопрос о рациональном использовании лесных богатств.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРОДЫ

ПО ВНЕШНЕМУ ВИДУ ДРЕВЕСИНЫ

Определить древесную породу на основании макроскопических признаков строения Научить студентов определять породу древесины по ее внешнему виду и Комплект образцов изучаемых пород, ручные лупы 3...5-кратного увеличения, плакаты

ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

СТРОЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ ХВОЙНЫХ И ЛИСТВЕННЫХ ПОРОД

направлениям ее изучают на трех главных разрезах ствола: поперечном, или торцевом, радиальном и тангенциальном (рис. 1.1). 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 (рис. 1.1) на поперечном разрезе имеет вид темного пятнышка диаметром 2… 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 Рис. 1.1. Главные разрезы ствола: увеличивается ее плотность. Ширина заболони П – поперечный, или торцевой;

(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, орех грецкий).

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, из лиственных – бук, осина. Породы, у которых нет различия между внутренней и наружной зоной ни по цвету, ни по содержанию воды, называются заболонными (береза, клен, граб, липа, самшит, груша).

На поперечном разрезе можно видеть концентрические окружности, которые представляют собой ежегодный прирост древесины и называются годичными слоями (рис.

1.2). 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.

Рис. 1.2. Вид годичных слоев на главных разрезах: П – поперечном; Р – радиальном;

их увеличивается. У одной и той же породы ширина неблагоприятных условиях роста (засухе, морозах, заболоченных почвах) образуются узкие годичные слои.

Иногда на противоположных сторонах ствола Например, у растущих на опушке леса деревьев на главных разрезах древесины:

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 (рис. 1.3). 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.

Кроме основных признаков, присущих той или иной породе древесины, необходимо знать и некоторые дополнительные: цвет, блеск, текстуру, плотность и твердость.

Цвет древесины является довольно важным диагностическим признаком. Для некоторых пород цвет настолько характерен, что одного этого признака хватит для определения породы (тис, самшит). Для других пород этого недостаточно. Например: древесины ели и пихты по цвету мало отличаются, но у ели есть смоляные ходы, а у пихты их нет. Цвет древесины некоторых пород изменяется под воздействием света. Так, древесина ольхи в свежесрубленном состоянии белого цвета, а затем на воздухе постепенно становится розовой или красноватой. Древесина бука после пропарки приобретает розовый или красноватый оттенок. Изменение окраски может свидетельствовать о том, что древесина поражена грибками и гнилью.

Блеск сравнительно редко используется в качестве диагностического признака:

шелковистый блеск присущ древесине бархатного дерева; граб имеет матовую поверхность, без блеска. Блеск древесины в известной мере обусловлен сердцевинными лучами, которые создают блики (например, у груши).

Текстура, или рисунок, образуется при перерезании анатомических элементов на радиальном и тангенциальном разрезах. На радиальном разрезе сердцевинные лучи создают характерный рисунок у таких пород, как клен, ильм, вяз, бук. Древесину бука с достоверностью можно определить по виду сердцевинных лучей на тангенциальном разрезе:

сердцевинные лучи видны как темные чечевицеобразные штрихи (рис. 1.4).

Плотность и твердость используют при определении рассеяннососудистых пород вследствие недостаточно выраженных основных признаков. Например, древесина груши по цвету напоминает древесину ольхи, однако первая порода более плотная тяжелая и твердая, а вторая – мягкая и легкая.

Рис. 1.4. Сердцевинные лучи у бука на поперечном (а), радиальном (б), Рассмотрев образцы невооруженным глазом или с помощью лупы, установить, к какой группе древесных пород он относится, написать отчет.

Отчет выполняется студентами по приведенной ниже форме, где в таблицу записываются характерные основные и вспомогательные признаки данной породы древесины.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД

Подгруппа № Ф. И. О. студентов 1. 2. 3. 4. 5. Лабораторно-практическая работа выполняется группой студентов до 15 чел., которая разбивается на подгруппы по 3–5 чел. Каждой подгруппе выдаются 5 образцов пород древесины деревьев, произрастающих в Республике Коми (лиственницы, сосны, осины, ели, березы), а также образцы пород дуба, бука, груши и др.

Рассмотрев образцы невооруженным глазом или с помощью лупы, устанавливают, к какой группе древесных пород относится данный образец: хвойным, лиственным кольцесосудистым или лиственным рассеяннососудистым. Для диагностики пород древесины используют определитель (прил. 1).

Первоначальное определение породы выполняется вместе с преподавателем; в дальнейшем каждая группа работает самостоятельно при консультации преподавателя.

Какие породы называются ядровыми?

Назовите главные разрезы ствола.

Какие породы называются заболонными?

Что такое ранняя древесина?

Что такое поздняя древесина?

Что такое сердцевинные лучи? Какие они бывают?

Какие породы называются к кольцесосудистыми?

Какие породы называются рассеяннососудистыми?

Рекомендуемая литература: [12], [13], [14].

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №

МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ

Изучение микроскопического строения древесины на примере сосны, березы, дуба.

Научить студентов по особенностям микроскопического строения древесины определять породы древесины сосны, березы, дуба.

Комплект схем изучаемых пород, плакаты, микроскоп электронный растровый типа РЭМ-100У, фотоснимки, образцы пород.

ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

СТРОЕНИЕ КЛЕТОЧНОЙ СТЕНКИ

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.

ТКАНИ ДРЕВЕСИНЫ

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 древесины. 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. От первого типа инициалей, имеющих сильно вытянутую в одном направлении форму, в древесине и коре образуются анатомические элементы, ориентированные вдоль оси дерева. От второго типа инициалей, у которых примерно одинаковый размер по всем направлениям, образуются элементы, расположенные в растущем дереве горизонтально.

Преобладают веретеновидные инициали.

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.

СТРОЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ ХВОЙНЫХ ПОРОД

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.

СТРОЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННЫХ 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.

По схемам микроскопического строения древесины определить название древесины (дуб, сосна, береза), к каким породам относится (к хвойным или лиственным).

По данным на рисунке цифрам студент устно рассказывает преподавателю об анатомическом элементе данной породы, дает его краткую характеристику и указывает, какую функцию он выполняет.

При выполнении лабораторно-практической работы преподаватель каждому студенту выдает схему микроскопического строения древесины с цифровыми обозначениями анатомических элементов. Студент должен назвать анатомические элементы и рассказать об их роли в анатомическом строении древесины данной породы.

Для самостоятельной подготовки можно использовать схемы микроскопического строения древесины из [14, с. 34, 38, 40].

1. Какие группы клеток бывают?

Для чего нужны окаймленные поры?

Что такое волокна либриформа? Назначение, функции.

У каких групп пород имеются смоляные ходы?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

Определение физических свойств древесины по заданным размерам и массе в зависимости от состояния влажности образца.

Научить студентов строить график предела насыщения клеточных стенок по полученным результатам расчетных формул.

Образец определенной породы, формы таблицы и графика, калькулятор.

ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

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. 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 (Wабс, %) понимается отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах:

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:

В срубленной древесине содержание влаги складывается из свободной (капиллярной) и связанной, или гигроскопической. Связанная влага пропитывает толщу клеточных стенок, свободная заполняет полости клеток и межклеточное пространство. Связанная влага удерживается молекулярными связями, и ее удаление отражается на многих свойствах древесины. Свободная влага удерживается механическими связями, и она сравнительно легко удаляется из древесины; на свойства древесины она оказывает меньшее влияние. Количество связанной влаги в древесине не зависит от породы и у всех пород примерно одинаково.

Состояние древесины, при котором отсутствует свободная влага, а клеточные стенки содержат максимальное количество связанной влаги, называется пределом гигроскопичности (Wп.г). Предел гигроскопичности при комнатной температуре (20 °С) составляет 30 % и практически не зависит от породы.

Предел насыщения клеточных стенок (Wп.н) характеризует максимальную влажность клеточных стенок в межклеточном пространстве у древесины свежесрубленной или увлажненной, т. е. выдержанной в воде.

В практике по степени влажности (W) различают древесину:

1) мокрую (W > 100 %), длительное время находившуюся в воде;

2) свежесрубленную (W = 50…100 %), сохранившую влажность растущего дерева;

3) воздушно-сухую (W = 15…20 %), выдержанную на открытом воздухе;

4) комнатно-сухую (W = 8…12 %), долгое время находившуюся в отапливаемом помещении;

5) абсолютно сухую (W = 0), высушенную при t = (103 ± 2) °С.

В практике влажность древесины измеряют прямым и косвенным способами, основанными на удалении влаги из древесины.

Пример Определить абсолютную и относительную влажность древесины сосны, если начальная масса образца составляет 12,6 г, масса пробы абсолютно сухой древесины – 4,2 г.

Решение. Подставив эти значения в формулы (3.1), (3.2), получим Высыхание древесины При длительном хранении срубленной древесины на воздухе или в помещении происходит испарение влаги.

В промышленности наиболее широко распространены два способа сушки: атмосферная и камерная. При атмосферной сушке пиломатериалы, уложенные в штабеля, сохнут на открытом воздухе. Камерная сушка осуществляется в сушильных камерах, оборудованных нагревательными устройствами.

Усушка. 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 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 где Wп.н – предел насыщения клеточных стенок, равный 30 %.

Пример Определить полную усушку древесины в радиальном и тангенциальном направлениях.

Образец до высушивания имел размеры в радиальном направлении аmax = 20,30 мм, в тангенциальном bmax = 20,20 мм. После высушивания до абсолютно сухого состояния размеры стали: в радиальном направлении – 19,40 мм и в тангенциальном – 18,85 мм.

Решение. Подставим значения в формулу (3.3) для подсчета усушки:

– полная усушка в радиальном направлении:

– полная усушка в тангенциальном направлении:

Пример Определить коэффициенты усушек в радиальном и тангенциальном направлениях, полученных в первом примере.

Решение. Подставим значения усушки в формулу (3.4):

– коэффициент усушки в радиальном направлении:

– коэффициент усушки в тангенциальном направлении:

Разбухание древесины 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:

где aw – размер образца при заданной влажности, мм.

Полное разбухание (Рmax, %) определяют по формуле Коэффициент разбухания (KР) определяется по формуле Плотность древесины Плотность древесины характеризуется отношением ее массы к объему и имеет размерность кг/м3 или г/см3.

Плотность влажной древесины (w) определяют по формуле 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 где mд.в – масса древесинного вещества, г; Vд.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.

Для некоторых целей удобно пользоваться величиной, которая называется плотность условная (усл). Вычисляют этот показатель как отношение массы образца в абсолютно сухом состоянии к объему образца при пределе насыщения клеточных стенок (Wп.г = 30 %).

Плотность условная не зависит от влажности, ее вычисляют по формуле где m0 – масса образца древесины в абсолютно сухом состоянии, г или кг; Vmax – объем образца при влажности более 30 %, см3 или м3.

Плотность абсолютная (0, г/см3 или кг/м3) характеризует массу единицы объема древесины при отсутствии в ней воды, ее вычисляют по формуле где V0 – объем образца древесины при W = 0, см3 или м3.

Среднее значение плотности древесины различных пород см. в таблице ниже.

Среднее значение плотности древесины в зависимости от породы дерева Плотность абсолютная, Плотность стандартная, Плотность условная, Примечание. 12 – плотность при стандартной влажности, равной 12–15 %.

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 выше, можно подсчитать пористость (П, %) по формуле Пористость зависит от плотности древесины: чем больше плотность, тем меньше пористость древесины. Значение пористости колеблется в пределах от 40 до 77 %.

Задание Определить физические свойства древесины согласно заданным параметрам и массе образца ели или бука, произвести вычисления по приведенным ключевым формулам и данные занести в форму отчета (см. ниже).

Требования к отчету При выполнении работы форма отчета выдается в распечатанном виде, студент лишь заносит полученные вычисления в таблицы и по полученным данным строит график.

Указания по выполнению работы Данные к заданию приведены в прил. 2 (табл. 1). Вариант выбирается по последней цифре номера зачетной книжки.

По полученным результатам построить график зависимости стандартной влажности W (при влажности, равной 15–20 %) от частичного объемного разбухания Pv1 и при полном объемном разбухании Pvmax. По полученным точкам определить предел насыщения клеточных стенок Wп.н данного образца.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

Факультет _ Курс _ Группа _ Ф. И. О. Абсолютно сухая, W = Воздушно-сухая, W = 15– Мокрая, Wmax > 30 % где W1 – стандартная влажность; m1 – масса образца при влажности 15–20 %, г; m0 – масса образца абсолютно сухой древесины, г; Wmax – влажность древесины более 30 %; mmax – масса образца при влажности 30 %, г; 0 – плотность абсолютная, кг/м ; V0 – объем образца при влажности 0 %; 1 – плотность древесины при влажности 15–20 %, кг/см3; V1 – объем образца при влажности 15–20 %; max – плотность древесины при влажности 30 %, кг/см3; Vmax – объем образца при влажности более 30 %, м3; б – плотность древесины при влажности более 30 %, кг/см3; П – пористость древесины; д.в – плотность древесинного вещества, составляет 1,53 г/см3.

Частичное Полное где Pt1 – частичное разбухание при влажности 15–20 % в тангенциальном направлении; t1 – размер образца при влажности 15–20 % в тангенциальном направлении, мм; t0 – размер образца при влажности 0 % в тангенциальном направлении, мм; Pr1 – частичное разбухание при влажности 15–20 % в радиальном направлении; r1 – размер образца при влажности 15– % в радиальном направлении, мм; r0 – размер образца при влажности 0 % в радиальном направлении, мм; Pa1 – частичное разбухание при влажности 15–20 % вдоль волокон; a1 – размер образца при влажности 15–20 % вдоль волокон, мм; a0 – размер образца при влажности 0 % вдоль волокон, мм; Pv1 – частичное объемное разбухание образца при влажности 15–20 %.

Полное разбухание, % где Pmax t – полное разбухание при влажности более 30 % в тангенциальном направлении; tmax – размер образца при влажности более 30 % в тангенциальном направлении, мм; Pmax – полное разбухание при влажности более 30 % в радиальном направлении; rmax – размер образца при влажности более 30 % в радиальном направлении, мм; Pmax – полное разбухание при влажности более 30 % вдоль волокон; аmax – размер образца при влажности более 30 % вдоль волокон, мм; Pmax v – полное объемное разбухание образца при влажности более 30 %.

где KPt – коэффициент разбухания в тангенциальном направлении; KPr – коэффициент разбухания в радиальном направлении; KРv – коэффициент объемного разбухания.

усушки Частичная Полная где Уt1 – усушка частичная при влажности 15–20 % в тангенциальном направлении; Уr1 – усушка частичная при влажности 15–20 % в радиальном направлении; Уа1 – усушка частичная при влажности 15–20 % вдоль волокон; Уv1 –усушка частичная объемная при влажности 15–20 %.

Усушка полная, % объемная.

Коэффициент усушки где KУt – коэффициент усушки в тангенциальном направлении; KУr – коэффициент усушки в радиальном направлении; KУv – коэффициент объемной усушки.

4. Определение предела насыщения (гигроскопичности) клеточных стенок.

где Pv – разбухание объемное; Pv1 – разбухание частичное объемное образца при влажности 15–20 %; W1 – стандартная влажность; Рmaxv – разбухание полное объемное образца при влажности более 30 %; Wп.н – предел насыщения клеточных стенок.

1. Что такое связанная влага? свободная влага?

2. Расскажите об усушке древесины.

3. Что такое разбухание древесины?

4. Какими способами измеряют влажность древесины?

5. Назовите степени влажности.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ

Изучить методы определения объемов, сортов и выбрать назначение круглых лесоматериалов, их маркировку с учетом требований ГОСТ 9463–88, ГОСТ 9462–88 и ГОСТ 2708–75.

Научить студентов определять номинальные размеры, сорт и правильности нанесения маркировки на круглых лесоматериалах.

Таблицы, плакаты, ГОСТы.

ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

КЛАССИФИКАЦИЯ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ

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).

Толщина. Толщину (диаметр) круглых лесоматериалов измеряют в верхнем (вершинном) торце в сантиметрах. Так как поперечное сечение бревна имеет округлую форму, то его диаметр определяют как среднее арифметическое двух замеров (наибольшего (dmax) и наименьшего (dmin)), выполненных во взаимно перпендикулярных направлениях (рис.

4.1).

Круглые лесоматериалы делятся:

– на мелкие – толщиной от 6 до 13 см с градацией 1 см;

– средние – толщиной от 14 до 24 см с градацией 2 см;

– крупные – толщиной от 26 см и более с градацией 2 см.

Следовательно, учетная толщина: Рис. 4.1. Измерение диаметров – для мелких сортиментов – 6, 7, …, 13 ;

– средних сортиментов – 14, 16, …, 24 см;

– крупных сортиментов – 26 см и более.

Длина лесоматериалов зависит от их назначения и колеблется в широких диапазонах – от 0,5 (для заготовки лыж) до 17 м (мачты судов). Наиболее распространенные длины лесоматериалов находятся в диапазоне 4,0–6,5 м. В стандартах часто указывают не конкретные размеры сортимента по длине, а пределы их возможных изменений и градацию.

Для хвойных лесоматериалов длиной 2–3 м и более градация обычно составляет 0, или 0,5 м. Для коротких и лиственных сортиментов градация чаще всего равна 0,1 м. У сортиментов для выработки экспортных пиломатериалов градация равна 0,3 или 0,25 м.

Припуск по длине у лесоматериалов для распиловки, строгания и использования их в круглом виде, а также у балансного долготья и спичечных кряжей должен составлять от 3 до 5 см; для лущения (кроме спичечных кряжей) – от 2 до 5 см на каждый чурак. При этом фактическая длина бревна или кряжа длиной 2 м и более может быть на 5 см больше или меньше нормальной длины вместе с припуском.

Для вычисления объемов лесоматериалов используются таблицы (ГОСТ 2708–75), для этого необходимо знать стандартный диаметр и номинальную длину сортимента.

Учет количества древесины производится по объему в плотных и складочных кубических метрах. Плотный кубический метр (плотн. м3 или просто м3) представляет собой такое количество собственно древесины, которое занимает без промежутков и пустот пространство, равное одному кубическому метру. Складочный кубический метр (скл. м3) – это такое количество древесины, которое занимает то же пространство в одном кубическом метре, но вместе с промежутками и пустотами.

Маркировка, как правило, наносится на вершинном торце лесоматериалов условными знаками, указывающими назначение сортимента, его сорта и диаметра. Если нормативнотехнические документы устанавливают один сорт лесоматериалов, то маркировка должна содержать только знаки назначения и диаметра. Маркировка производится на месте раскряжевки хлыстов.

Маркировке подлежат круглые лесоматериалы толщиной 14 см и более и длиной более 2 м, учитываемые поштучно в плотной мере. Если стандарт или технические условия устанавливают один сорт лесоматериала, то маркировка содержит только знаки назначения и диаметра. Условные знаки, указывающие назначение сортимента, приведены в таблице ниже.

На лесоматериалы, не указанные в таблице, условные знаки на назначение сортимента не наносятся.

При обозначении диаметра, выраженного в сантиметрах, указывают только последнюю цифру. Первая цифра, обозначающая десятки сантиметров диаметра, легко определяется глазомерно.

Условные знаки для указания назначения лесоматериалов I. Лесоматериалы для распиловки и строгания Для выработки резонансных пиломатериалов и брусьев проводников шахтных подъемов Для выработки карандашных пиломатериалов, ложевых и протезных заготовок (отличаются от лесоматериалов, используемых в круглом виде, и различаются между собой породами и Для выработки шпал и переводных брусьев, железных дорог (отличаются от лесоматериалов Для выработки строганого шпона (отличаются от лесоматериала для лущения сортом) II. Лесоматериалы для лущения Для выработки лущеного шпона общего назначения, аккумуляторного шпона, для спичечного Для выработки авиационного шпона (отличаются от лесоматериалов для выработки III. Лесоматериалы для выработки целлюлозы и древесной массы IV. Лесоматериалы для использования в круглом виде Для мачт судов, радио, для свай гидротехнических сооружений и элементов мостов; изготовления плавучих средств Для линии связи и автоблокировки; опор линии электропередач; строительства, вспомогательных и временных построек Для разделки на рудничные стойки (отличаются от резонансных лесоматериалов диаметром) На лесоматериалы, поставляемые в комбинированном виде по толщине сортиментов, на кондиционную часть, отделенную чертой, наносится обозначение соответствующего сортимента и диаметра; на некондиционную – только сорта. На лесоматериалы для лущения, поставляемые в долготье или в комбинированном виде по длине, наносятся обозначения сортимента, сорта каждого чурака и диаметр. Пример маркировки лесоматериалов показан на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Примеры маркировки лесоматериалов: 1 – бревна и кряжи II сорта диаметром 14, 24, 34 см и т. д. для выработки пиломатериалов общего назначения; 2 – бревна I сорта диаметром 22, 32, 42 см и т. д. для выработки экспортных пиломатериалов; 3 – бревна II сорта диаметром 24, 34, 44 см и т. д.

для изготовления брусьев, проводников шахтных подъемов или диаметром 14 и 24 см для разделки на рудничные стойки; 4 – лесоматериала III сорта диаметром 26, 36, 46 см и т. д. для выработки шпал и переводных брусьев, железных дорог или диаметром 16 см для выработки целлюлозы и древесной массы Сосновое бревно длиной 5,05 м максимальным и минимальным диаметрами в верхнем торце 21 и 20 см имеет здоровые сучки размером 4 см, заруб глубиной 2 см и местную крень.

Установить номинальные размеры, определить объем, сорт, назначение и показать схему маркировки.

Решение.

1. Определяем номинальные размеры по ГОСТ 9463–88:

– длина (с. 7, п. 1.6) – 5,00 м (0,05 м – припуск);

– диаметр (с. 1, табл. 1) – 20 см.

2. Определение объема по множительной таблице ГОСТ 2708–75: V = 0,190 м3.

3. Определяем сорт по порокам ГОСТ 9463–88:

– по сучкам (с. 7, табл. 3) – II сорт;

– по зарубу (с. 9, продолжение табл. 3) – I сорт;

– по местной крени (примечание) – допускается.

Сорт бревна устанавливается по наихудшему.

Общий сорт бревна – II.

4. Определяем назначение по ГОСТ 9463–88 (с. 2, табл. 2).

Исходя из полученных данных (порода сосна, сорт – II, длина 5,0 м, диаметр 20 см с градацией 0,25 м), выбираем назначение: для выработки пиломатериалов и заготовок черноморской сортировки, поставляемых на экспорт.

Согласно таблице «Условные знаки для указания назначения пиломатериалов», условный знак будет «Э».

5. Маркировка:

Расшифровка. Сосновое бревно: длина 5,0 м, диаметр 20 см, объем 0,190 м3, II сорт, для выработки пиломатериалов черноморской сортировки, поставляемых на экспорт.

Согласно данным варианта, определить номинальные размеры, объем, сорт, назначение круглых лесоматериалов и показать схему маркировки.

Один из примеров разбирается совместно с преподавателем, а далее работа по заданному варианту должна быть выполнена письменно в рабочей тетради студента и сдана преподавателю для проверки.

Данные к заданию приведены в прил. 2 (табл. 2, 3). Вариант задания преподаватель выдает каждому студенту в индивидуальном порядке.

Как определить номинальный диаметр круглых лесоматериалов?

Как определяется объем круглых лесоматериалов?

На сколько сортов делятся круглые лесоматериалы по качеству?

Рекомендуемая литература: [1], [2], [3], [9], [10], [12], [13], [14].

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА

КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ,

УЧИТЫВАЕМЫХ В СКЛАДОЧНОЙ МЕРЕ

Изучить метод определения объема круглых лесоматериалов, учитываемых в складочной мере.

Научить студентов выполнять расчеты по определению объема в складочной мере с переводом в плотную.

Схема поленницы, плакаты, калькулятор.

ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Деловые лесоматериалы длиной до 2 м и дровяное долготье до 3 м независимо от толщины подлежат учету в складочной мере с последующим переводом в плотную меру.

Складочный кубический метр представляет собой количество древесины, которая занимает геометрический объем прямоугольной призмы со сторонами 1 м вместе с промежутками.

Дрова укладываются в прямоугольные поленницы на подкладки. Высота поленницы должна быть 1 м и более с градацией 0,5 м. Если дрова имеют влажность более 20 %, то при укладке их на складах, в вагонах и судах дают надбавку на усушку и укладку по 3 см на каждый метр высоты поленницы. Поленницы укрепляются по концам клетками. Клетки применяются в поленницах длиной более 10 м, причем на каждые 10 м допускается одна клетка.

Лесоматериалы укладываются в штабеля, и их объем определяется в складочной кубической мере перемножением длины штабеля на его высоту и номинальную длину сортиментов, т. к. припуски и допуски в расчет не принимаются. Длина штабеля измеряется посередине по его высоте с точностью до 0,01 м, причем длина клеток, применяемых для укрепления штабеля, вследствие меньшей плотности их укладки включается в длину штабеля не полностью, а только в размере 0,8 фактической протяженности.

Для перевода складочной меры в плотную без учета коры при нормальной укладке лесоматериалов в беспрокладочный штабель установлены специальные переводные характеризуют отношение объема плотной массы древесины, заключенной в штабеле, к общему объему штабеля.

Породы Переводные коэффициенты при укладке лесоматериалов При нормальной плотности кладки дров в поленнице фактический коэффициент полнодревесности должен соответствовать стандартному (табл. 5.2). Если коэффициент полнодревесности не соответствует стандартному и отклоняется от него более 0,02, то производится перекладка или перерасчет объема поленницы.

В одном складочном м содержится поленьев I. Круглых Тонких (толщиной 3–10 см) Средних (толщиной 11–14 см) II. Колотых (из поленьев толщиной 15 см и более) III. Смесь из круглых (40 %) и колотых (60 %) Пересчет объема древесины в плотную меру (Vпл) производят умножением геометрического объема штабеля в складочной мере (Vгеом) на табличный коэффициент (K ), который находят по табл. 5.1 или 5.2 в зависимости от выбранного полнодревесности п.д варианта задания:

Если в поленнице количество кривых и сучковатых поленьев более 25 %, стандартный коэффициент полнодревесности уменьшается для кругляка на 0,07, для смеси круглых и колотых – на 0,05.

диагоналей с учетом коры по формуле где xi – сумма отрезков диагонали на торцах, Lд – длина диагонали поленницы, м.

Высота штабеля (hш, м) определяется как среднее арифметическое результатов измерения высоты через каждый метр длины штабеля с точностью до 0,01 м:

где h1, h2, …, hn – высота штабеля в метрах измерения, м; n – число измерений.

Vскл.м = Vскл.м + 0,8mV скл.м = bшт hшт (L mLпол ) + 0,8mbкл hкл Lпол, (5.4) где Vскл.м – объем складочной меры штабеля, м3; 0,8 – коэффициент фактической протяженности клетки; m – число клеток в штабеле; Vскл.м – объем складочной меры клетки, м3; bшт – ширина штабеля, равна длине уложенных сортиментов, м; hшт – высота штабеля, м; L – длина всей поленницы, м; Lпол – длина полена, м; bкл – ширина клетки, м; hкл Определить в складочной и плотной мерах объем поленницы лиственных колотых дров длиной 1,5 м. Длина поленницы 26 м, высота 2,0 м, в том числе 2 клетки. Длина диагонали 9,1 м, сумма отрезков диагонали 5,7 м.

Подставим данные в формулу (5.4), получим Вычислим фактический коэффициент полнодревесности по формуле (5.2):

полнодревесности (табл. 5.2): K п.д Так как фактический коэффициент полнодревесности отличается от табличного на 0,02, значит, поленница уложена плотно.

Если коэффициент полнодревесности более 0,02, то перекладываем поленницу с целью увеличения фактического коэффициента полнодревесности или делаем перерасчет.

полнодревесности п.д Определить объем поленницы в складочных метрах согласно данным выбранного варианта.

Один из примеров разбирается совместно с преподавателем, а далее работа по выбранному варианту должна быть выполнена письменно в рабочей тетради студента и сдана преподавателю для проверки.

Данные к заданию приведены в прил. 2 (табл. 4, 5, 6). Вариант выбирается по последней цифре номера зачетной книжки и по согласованию с преподавателем.

Как определить фактический коэффициент полнодревесности?

Учитывается ли влажность при укладке дров?

Когда необходимо произвести перекладку дров или перерасчет их объемов?

Как определяется высота поленницы?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОРТНОСТИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

И ИХ МАРКИРОВКА

Изучить методы определения объемов, сортов и маркировки пилопродукции с учетом требований ГОСТ 8486–86, ГОСТ 2695–83 и ГОСТ 24454–80.

Научить студентов определять номинальные размеры, сорт пиломатериалов и правилам нанесения маркировки.

Таблицы, плакаты, ГОСТы.

ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

ПИЛОМАТЕРИАЛЫ

Пиломатериалы получают путем поперечного и продольного раскроя бревна, заготовки вырабатываются из пиломатериалов и имеют конкретное назначение, а детали – из заготовок или непосредственно из круглых лесоматериалов. Пиленые заготовки отличаются от пиломатериалов тем, что по размерам и качеству соответствуют будущим конкретным деталям с припуском на усушку и механическую обработку. Пиленые детали в отличие от заготовок не требуют дальнейшей механической обработки по форме и размерам поперечного сечения пиломатериалы делятся:

1) на доски – это пиломатериалы, у которых ширина вдвое больше толщины;

2) брусья – ширина и толщина более 100 мм;

3) бруски – ширина и толщина 50…100 мм;

4) рейки – сторона сечения менее 50 мм;

5) шпалы – пилопродукция в виде бруса, предназначенная для укладки под рельсы железнодорожных дорог;

6) обапол – пилопродукция, получаемая из боковой части бревна и имеющая одну пропиленную, а другую непропиленную или частично пропиленную поверхность.

Пиломатериалы общего назначения изготавливаются из древесины хвойных и лиственных пород согласно следующим ГОСТам.

В пиломатериалах продольная широкая сторона называется пласть, узкая продольная сторона – кромка, а линия пересечения пласти и кромки – ребро, концевое поперечное сечение – торец (рис. 6.1).

У необрезных пиломатериалов кромки не пропилены. У обрезных пиломатериалов пропилены все четыре стороны или же на кромках в допустимых размерах сохранилась часть поверхности бревна – обзол. Обзол может быть: а) тупым; б) острым (рис. 6.2).

Торец Согласно ГОСТ 24454–80, хвойные пиломатериалы бывают 16 размеров по толщине.

Доски могут быть толщиной 16, 19, 22, 25 и 32 мм, доски и бруски 40, 44, 50, 60, 75, 100 мм, брусья – 120, 150, 175, 200 и 250 мм. У лиственных пиломатериалов стандартизировано размеров по толщине: 19, 22, 25, 32, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 мм.

Пиломатериалы толщиной до 32 мм включительно условно называются тонкими, а бльших размеров – толстыми.

Ширина обрезных хвойных пиломатериалов находится в диапазоне 75–275 мм с градацией 25 мм. Ширина обрезных лиственных пиломатериалов находится в диапазоне 60– 110 мм с градацией 10 мм, а также 130, 150, 180 и 200 мм.

Номинальные размеры пиломатериалов по толщине и ширине даны для древесины влажностью 20 %.

Пиломатериалы из хвойных пород изготавливают длиной от 1 до 6,5 м с градацией 0, м, для тары – от 0,5 м с градацией 0,1 м, а для экспорта – от 0,9 до 6,3 м.

Среди лиственных пиломатериалов можно выделить короткие длиной от 0,5 до 0,9 м, средние – от 1 до 1,9 м и длинные – от 2 до 6,5 м. Из древесины твердых лиственных пород изготавливают короткие, средние и длинные пиломатериалы с градацией 0,1 м. Из древесины мягких лиственных пород и березы изготавливают короткие и средние пиломатериалы с градацией 0,1 м, а длинные – 0,25 м.

Заготовки хвойных и лиственных пород до 1 м имеют градацию 0,05 м, свыше 1 м – 0, Если фактическая длина пиломатериалов или заготовок отличается от стандартной в бльшую или меньшую сторону, то номинальную длину устанавливают по меньшему стандартному ближайшему размеру с учетом допускаемых отклонений.

Пределы отклонений (мм) от установленных размеров пиломатериалов не должны превышать по длине +50 и –25; по толщине: для тонких до 32 мм ±1,0, а для толстых более 32 мм ±2,0; по ширине обрезных, если ширина пиломатериалов соответственно меньше или больше 100 мм, ±2,0 или ±3,0.

Объем пиломатериалов и заготовок вычисляется согласно их геометрическим формам. Составлены специальные таблицы ГОСТ 5306–83 для определения объемов. Объем вычисляется с точностью до 0,0001 м3.

В зависимости от качества древесины для хвойных пиломатериалов – досок и брусков – установлено пять сортов: О (отборный), I, II, III, IV, а для брусьев – I, II, III.

У лиственных пиломатериалов установлено три сорта: I, II и III.

Сортность пиломатериалов и заготовок общего назначения устанавливают по норме допускаемых пороков согласно ГОСТ 2140–81. При определении сортности по порокам принимают сорт более низкого качества. В условном обозначении пиломатериалов указывают его вид, сорт, породу, сечение, длину, стандарт. Например: «Доска – II – сосна – 321006 – ГОСТ 8486–86».

МАРКИРОВКА

Маркировке подлежат пиломатериалы длиной 1 м и более и заготовки любой длины.

Маркировка содержит условный знак сорта пиломатериалов или группы качества заготовок и наносится на торце и на пласти отбойным клеймом или несмывающейся краской.

Сорт пиломатериалов и заготовок толщиной менее 25 мм указывается на торце вертикальными полосками, а толщиной 25 мм и более – точками. Отборный сорт указывается на торце пиломатериалов одной горизонтальной полоской, а при пакетной погрузке – на пласти буквой «О».

Пиломатериалы IV сорта не маркируются. При пакетной погрузке I–III сорта указываются на пласти пиломатериалов римскими цифрами, а на пласти заготовок – арабскими цифрами. Строганые материалы маркируются только на торце.

Примеры маркировки пиломатериалов см. на рис. 6.3 и 6.4.

Рис. 6.3. Маркировка пиломатериалов и заготовок на торце:

а) маркировка сортов и групп качества для пиломатериалов и заготовок толщиной 25 мм и более; б) маркировка сортов и групп качества Рис. 6.4. Маркировка пиломатериалов и заготовок на пласти:

а) маркировка сортов пиломатериалов любой толщины;

б) маркировка групп качества для заготовок любой толщины, Еловая обрезная доска для применения в строительстве имеет следующие фактические размеры: длину 3,99 м, ширину 98 мм, толщину 18 мм и следующие пороки: сучки пластовые здоровые сросшиеся 4 шт. на 1 пог. м диаметром 35–45 мм и покоробленность стрелой прогиба 8 мм. 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):

где L – длина пиломатериала, м; b – ширина пиломатериала, м; h – толщина пиломатериала, 3) Определяем сорт доски по ГОСТ 8486–86.

а) По сучкам (с. 3, п. 1.1).

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 (iр.с) по формуле где dmax – наибольший (максимальный) диаметр сучка, мм; b – ширина доски, мм.

Следовательно, при количестве сучков 4 шт. размер степени сучковатости: сорт III.

б) По покоробленности (с. 9, п. 7.1).

Покоробленность (К) определяем по формуле 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.

Маркировка доски показана на рис. 3, 4.

4) Маркировка (рис. 6.5).

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.

Решение.

1) Согласно ГОСТ 24454–80, устанавливаем номинальные размеры доски (заготовки):

длина – 1,7 м (берем как заготовку) с градацией 0,1 м;

ширина – 200 мм (припуск по ширине ±3 мм);

толщина – 40 мм (припуск по толщине ±2 мм).

2) Определяем объем (V, м3) доски (заготовки):

где L – длина заготовки, м; b – ширина заготовки, м; h – толщина заготовки, м.

3) Определяем сорт доски (заготовки) по ГОСТ 8486–86.

а) По сучкам (с. 3, п. 1.1).

Сучки допускаются размером в долях ширины стороны и в количестве на любом однометровом участке длины на каждый из сторон.

Определяем степень сучковатости доски в зависимости от размера сучков (iр.с) по формуле При сравнении степени сучковатости с нормами, допускаемой в ГОСТ 8486–86, имеем, допускаемой для пиломатериалов отборного сорта.

что Следовательно, при количестве сучков 2 шт. размер степени сучковатости по сучкам: отборный сорт.

б) По кармашкам (с. 6, п. 3.3) – сорт I.

Определяем сорт доски в целом. Сорт доски в целом устанавливается по худшему из сортов, определяемых по каждому пороку в отдельности. Общий сорт доски (заготовки) – Устанавливаем марку доски. Имеем, что доски (заготовка) I сорта общего назначения толщиной 25 мм и более маркируются одной точкой, проставляемой на торце, а на пласти – арабской цифрой 1, цифра наносится по биссектрисе угла.

4) Маркировка доски (заготовки) (рис. 6.6).

Рис. 6.6. Маркировка доски (заготовки) на торце (а), на пласти (б) пиломатериалов и показать схему маркировки на пласти и торце.

Один из примеров разбирается совместно с преподавателем, а далее работа по указанному варианту должна быть выполнена письменно в рабочей тетради студента и сдана преподавателю для проверки.

Данные к заданию приведены в прил. 2 (табл. 7, 8). Вариант задания выдается преподавателем каждому студенту в индивидуальном порядке.

Каким путем получают пиломатериалы?

Назовите элементы доски.

Как маркируются пиломатериалы на торце, если толщина пиломатериала менее Рекомендуемая литература: [2], [3], [4], [5], [7], [8], [12], [13], [14].

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №

ФАНЕРА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ С НАРУЖНЫМИ СЛОЯМИ

ИЗ ШПОНА ЛИСТВЕННЫХ ПОРОД

Изучить методы определения объема, площади, сорта и маркировки фанеры с учетом требований ГОСТ 3916.1–89, ГОСТ 99–89.

Научить студентов определять номинальные размеры, сорт фанеры.

Таблицы, плакаты, ГОСТы.

ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФАНЕРЕ

Фанера представляет собой слоистый материал, получаемый путем склеивания трех и более листов лущеного шпона при взаимно перпендикулярном расположении волокон древесины в смежных листах.

Лущеным шпоном называются тонкие листы древесины, срезаемые с вращающегося чурака по всей его длине (рис. 7.1).

Строганым шпоном называются тонкие листы древесины, от-личающиеся красивой текстурой и цветом. Изготовляют в основном из древесины ценных пород из трехкантных брусьев (рис. 7.2).

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-фенолформальдегид-ных 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): 15251525, 24401220.

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:

А АВ В ВВ С

АВ В ВВ С С

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

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

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; 2440152512,0 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.

Определить 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.

- 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.

Определить 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;

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.

1. Согласно ГОСТ 3916.1–89 (с. 2, табл. 1), устанавливаем номинальные размеры (мм): длина – 2440, ширина – 1525, толщина – 10.

4. Определяем сорт листа шпона лицевой стороны по порокам (ГОСТ 99–89, с.

3, табл. 2):

– 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:

В процентном отношении к площади листа:

– по ложному ядру (с. 4, продолжение табл. 2) – сорт ВВ.

Общий сорт по лицевой стороне: ВВ.

5. Определяем сорт листа шпона оборотной стороны по порокам (ГОСТ 99–89, с. 3, табл. 2).

– 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, с. 5, п. 1.3.8) – сорт В.

Общий сорт по оборотной стороне: ВВ.

Вывод. Сорт фанеры – ВВ/ВВ.

Согласно данным варианта, определить номинальные размеры, объем, площадь, сорт фанеры и шпона.

Один из примеров разбирается совместно с преподавателем, а далее работа по указанному варианту должна быть выполнена письменно в рабочей тетради студента и сдана преподавателю для проверки.

Данные к заданию по фанере и шпону приведены в прил. 2 (табл. 9, 10). Вариант задания выдается преподавателем каждому студенту в индивидуальном порядке.

Как вычисляется объем фанеры?

Как располагаются слои шпона при изготовлении фанеры относительно друг друга?

Что означает класс эмиссии?

Рекомендуемая литература: [2], [3], [6], [11], [12], [13], [14].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

После выполнения всех заданий лабораторного практикума студенты будут досконально ознакомлены со строением и свойствами древесины, влиянием на них различных факторов, особенностями промышленного использования древесины различных пород. Для будущего специалиста важно знать разнообразные виды продукции из древесины, их специфические особенности, пороки, дефекты обработки и их влияние на качественный выход сортиментов, правила маркировки, обмера, учета.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Использованной и рекомендуемой литературы 1. Анисимов, 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 промыш-ленности. 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. 3-е, перераб. и доп. – М. : МГУЛ, 2002. –

ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ ПОРОД

ПО ВНЕШНЕМУ ВИДУ ДРЕВЕСИНЫ

Годовые слои хорошо заметны на всех разрезах. Сосудов нет. Сердцевинные лучи не видны. У некоторых пород имеются смоляные ходы. Поздняя древесина темнее ранней – это хвойные.

Годичные слои хорошо видны из-за резкого различия между ранней и поздней древесиной. В ранней зоне годичных слоев крупные сосуды образуют сплошное кольцо, хорошо видимое простым глазом. Поздняя зона годичных слоев плотного строения и в ней заметны мелкие сосуды, собранные в группы в виде светлых радиальных полосок, отдельных черточек или точек. У большинства пород видны сердцевинные лучи. Все породы ядровые – это кольцесосудистые лиственные.

Годичные слои у большинства пород видны плохо. Сосуды на поперечном разрезе совсем не видны простым глазом, а если видны, то не образуют сплошного кольца, а равномерно разбросаны по всему годовому слою. У некоторых пород видны сердцевинные лучи – это рассеяннососудистые лиственные.

Установив группу пород, определяют породу древесины образца по определителю «Макроскопические признаки основных древесных пород» (см. таблицу ниже), выявляют характерные особенности для данного образца.

Основными признаками при определении породы по древесине являются: ширина заболони и степень резкости перехода от ядра к заболони; степень видимости годичных слоев, разница между ранней и поздней древесиной; наличие и размеры сердцевинных лучей; размеры сосудов и характер их группировок; наличие сердцевинных повторений в древесине некоторых пород.

Для определения пород древесины необходимо знать и дополнительные признаки, к которым относятся цвет, блеск, текстура (рисунок), плотность и твердость.

Пример. На образце годичные слои хорошо заметны на всех разрезах, сердцевинные лучи не видны, сосуды незаметны, имеются смоляные ходы.

Согласно определителю пород по внешнему виду, образец относится к хвойным породам. Заболонь узкая, желтоватого цвета, резко отличается от ядра. Древесина твердая и тяжелая. Текстура (рисунок) четкий, ярко выраженный.

Порода образца – лиственница.

Основные макроскопические признаки древесины Каждая порода отличается строением древесины, тесно связанным с ее свойствами.

Оценка физико-химических и технологических свойств древесины с достаточной для практики точностью может быть сделана по справочным данным, если известна порода.

Для установки рода, а иногда и вида древесного растения (идентификации пород) используют признаки, характеризующие макростроение древесины. В число таких признаков входят: наличие ядра, ширина заболони и степень резкости перехода от ядра к заболони, степень видимости годичных слоев и их очертание на поперечном разрезе, а также четкость границ между ранней и поздней древесиной годовых слоев, наличие, размеры, окраска и качество сердцевинных лучей; размеры, характер группировки и состояние (пустые и заполненные) сосудов в древесине лиственных пород; наличие, размеры и количество вертикальных смоляных ходов в древесине хвойных пород; сердцевинные повторения в древесине некоторых пород.

Кроме основных признаков, при определении пород учитывают некоторые дополнительные. Необходимость использования дополнительных признаков возникает в случае, когда основные признаки выражены нечетко. К дополнительным признакам относятся: цвет; блеск; текстура; плотность; твердость.

Древесина некоторых пород обладает характерным цветом, что позволяет легко определить породу (например, у осины древесина белая со слабым зеленоватым оттенком).

Однако не всегда цвет древесины может служить достаточным основанием для идентификации породы.

При перерезании анатомических элементов на поверхности продольных разрезов образуется тот или иной рисунок. Особенно характерный рисунок – текстуру – образуют сердцевинные лучи. Например, по текстуре поверхности тангенциального разреза бука эта порода определяется безошибочно.

КРАТКИЙ ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ

«Макроскопические признаки основных древесных пород»

Порода Заболонь Широкая, жел- Узкая, белого Широкая, Широкая, желтовато-белого Порода Группа древесных пород – кольцесосудистые лиственные Признаки Заболонь Узкая, светло-жел- Широкая, жел- Узкая, Широкая, жел- Узкая, Порода Группа древесной породы – рассеяннососудистые лиственные Признаки Сердцевин Узкие, плохо заметны На поперечном Ложноширокие, На поперечном Цвет ядра Коричневато-серый. Ядра нет.

Разрез На продольных разрезах На радиальном На поперечном На радиальном признаки серовато-бурого цвета, «ложное ядро» сердцевинные слабо отличается от красновато-бурого повторения.

Порода Группа древесной породы – рассеяннососудистые лиственные Признаки Сердцевин Узкие, видны на Узкие, видны Узкие, видны только Не видны ни на одном Сосуды Мелкие.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Таблица 1. Варианты заданий по определению физических свойств древесины (варианты 1–7 – ель, 8–0 – бук) Порода Сучки:

а) здоровые сросшиеся:

б) табачные:

Ядровая гниль протяженностью на Варианты заданий по лиственным круглым лесоматериалам Порода Сучки здоровые сросшиеся:

Грибные ядровые пятна и полосы Червоточина:

Порода Сучки здоровые сросшиеся диаметром, мм 100 75 80 30 15 25 10 20 Грибные ядровые пятна и полосы Червоточина:

Варианты заданий по хвойным круглым лесоматериалам Порода Сучки здоровые сросшиеся Трещина торцевая от усушки Данные измерений Сумма отрезков Данные измерений Сумма отрезков Порода Сумма отрезков Наличие коры Сортимент, порода задачи Номер Доска, береза Сортимент, порода задачи Номер Заготовка, береза листа Слои Лице Оборотный Лицевой Оборотный

III. МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОМУ ИЗУЧЕНИЮ

ДИСЦИПЛИНЫ

3.1.Методические рекомендации по самостоятельной подготовке теоретического материала по древесиноведению с основами лесного товароведения.

Самостоятельная работа студентов по изучению отдельных тем дисциплины включает поиск учебных пособий по данному материалу, проработку и анализ теоретического материала, самоконтроль знаний по данной теме с помощью нижеприведенных контрольных вопросов и заданий.

ие темы Роль 1.Какое экологическое значение леса?

древесины в 2.Какая лесопарковая площадь у России?

народном 3.Что такое фотосинтез?

хозяйстве 4.К каким природным ресурсам относится древесина?

Строение 1. Из каких основных частей состоит дерево?

древесины. 2. Дайте определение, что такое камбий.

3. По каким основным разрезам изучают ствол?

4. Какие три зоны можно выделить в стволе дерева по степени 5. Какие два слоя различают в коре взрослых деревьев?

Химический 1. Что содержит органическая часть древесины и неорганическая?

состав 2. Из каких компонентов состоит химический состав древесины?

древесины.

Физические 1. Какие признаки входят в описание внешнего вида древесины?.

свойства Приведите примеры.

древесины. 2. Что такое показатели макроструктуры, чем они характеризуются?

3. Что такое влажность древесины? Какая она бывает? Отчего зависит?

5.Что такое предел насыщения клеточных стенок? В чем он выражается?

6. Что такое усушка? Что такое разбухание?

7. Что такое коробление древесины? Виды коробления.

Механическ 1. Что такое прочность древесины?

ие свойства 2. Что такое деформативность?

древесины 3. Что такое анизотропность?

Пороки 1. Что понимается под пороком древесины?

древесины 2 Назовите группы пороков древесины?

10.Что такое инородные включения?

Стойкость и 1.Что понимается под стойкостью древесины?

защита 2.Какие способы защиты древесины вы знаете?

древесины Круглые 1. Какие виды сортиментов получают при разделке хлыста?

лесоматериа 2.На какие группы делятся по толщине круглые лесоматериалы?

лы 3.Что такое градация?

4.Что называется припуском, для чего он необходим?

5.Как маркируются круглые лесоматериалы?

6.Как вычисляется объем у круглых лесоматериалов?

З. 2. Методические рекомендации по самостоятельной подготовке к лабораторным работам по древесиноведению с основами лесного товароведения Самостоятельная работа студентов по подготовке к лабораторным работам, оформлению отчетов и защите лабораторных работ включает проработку и анализ теоретического материала, описание проделанной экспериментальной работы с приложением графиков, таблиц, расчетов, а и также самоконтроль знаний по теме лабораторной работы с помощью нижеприведенных контрольных вопросов и заданий.

ние темы Анотомичес 1. Какие породы называются ядровыми?

кое строение 2. Назовите главные разрезы ствола?

древесины. 3. Какие породы называются заболонными?

7.Что такое сердцевинные лучи? Какие они бывают?

9.Какие породы называются кольцесосудистыми?

10.Какие породы называются рассеяннососудистыми?

Микрострое 1. Что такое трахеиды?

древесины 3. Что образуют смоляные ходы?

Физические 1. Как определить абсолютную влажность?

свойства 2. Учитывается ли влажность при укладке дров?

древесины. 3. Что такое связанная влага?

Определени 4. Что такое влага свободная?

е влажности 5. Как определяется высота поленицы?

древесины Определени 1. Как определить плотность древесинного вещества?

е плотности 2. Как определить плотность абсолютно сухой древесины?

и усушки 3. Что такое усушка?

древесины 4. Какие виды усушки вы знаете?

5. Что такое покоробленность?

Механическ 1.Какие виды нагрузок вы знаете?

ие свойства 2.Как испытывают древесину на сжатие?

древесины. 3.Кикие требования при испытании древесины на сжатие?

4.Что понимается под статической нагрузкой?

5. Какие требования при испытании древесины на изгибе?

Пороки 1.Назовите группы пороков древесины?

древесины 2.Что называется пороком древесины?

5. Что такое инородное включения?

Определени 1.Что такое градация?

е качества 2.Что такое допуск?

лесоматериа 3.Как определяется номинальный размер?

5. Как определяется сортность?

Маркировка, 1.Сколько условных знаков в маркировке?

обмер, 2.Где маркируется круглый лесоматериал?

приемка 3.Кая цифра диаметра наносит при маркировке?

круглых 4. Как определяется объем бревна?