Определение содержания поздней древесины

На торцовом разрезе ствола при небольшом увеличении можно заметить значительное количество концентрически расположенных слоев. Каждый такой слой образуется в течение вегетационного периода и соответствует одному году жизни дерева, почему и носит название годового слоя. В зависимости от условий роста годовые слои бывают различной ширины.

Весной образуются тонкостенные клетки поздней древесины (более темные плотные слои).

Ее содержание свыше 20 % указывает на хорошие механические свойства древесины.

Определение производится на стандартном образце размером 2×2×3 см. Содержание поздней древесины устанавливается следующим образом. На торцовой поверхности образца по радиальному направлению на протяжении примерно 2 см отмечают границы целых годовых слоев (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Изображение торцовой поверхности древесины по радиальному направлению

Расстояние l между отмеченными точками измеряют с точностью до 0,5 мм. В каждом годовом слое на отрезке между отмеченными точками измеряют ширину поздней зоны с точностью до 0,1 мм. Для повышения точности отсчетов пользуются лупой. Затем все величины на данном отрезке суммируют. Процент поздней древесины вычисляют по формуле

,

где – общая ширина поздних зон; l – общая длина годовых слоев.

Оценка прочности при сжатии по содержанию поздней древесины. Прочность при сжатии древесины обычно определяют путем механических испытаний (п. 3.2.5). На практике иногда необходимо установить прочность по содержанию поздней древесины.

Зависимость предела прочности древесины при сжатии от процентного содержания в ней поздней древесины, МПа, определяют по формулам:

для сосны

,

,

для дуба

,

МПа

где R¹² – прочность древесины при влажности 12 %; m – процентное содержание поздней древесины.

3.2.5. Определение предела прочности
при сжатии вдоль волокон древесины

Испытание прочности древесины на сжатие вдоль волокон ГОСТ 16483.10–73 производится на образцах в форме прямоугольной призмы с основанием 20×20 мм и высотой вдоль волокон 30 мм. Фактические поперечные размеры определяют в их средней части с точностью до 0,1 мм. Образец помещают в приспособление (рис. 3.6), обеспе­чивающее равномерное приложение сжимающего усилия по всей его торцовой поверхности.

Приспособление с образцом ставят на нижнюю плоскую опору реверсора. Включают привод машины и устанавливают скорость нагружения образца (25000 ± 5000) Н/мин регулятором или перемещением верхней подвижной траверсы со скоростью 4 мм/мин. Испытание продолжают до разрушения образца, что об­наруживается по движению рабочей стрелки силоизмерителя в обратном направлении. Положение контрольной стрелки указывает величину максимальной нагрузки, достигнутой в процессе испыта­ния. Эта нагрузка отсчитывается с точностью до 50 Н. Схема нагружения образца представлена на рис. 3.7.

Рис. 3.6. Приспособление для испытания древесины на сжатие вдоль волокон:
1 – образец; 2 – корпус; 3 – пуансон; 4 – шаровая опора;
5,6 – съемные опоры

Рис. 3.7. Схема нагружения образца древесины при определении предела прочности при сжатии

После испытания обращают внимание на характер разрушения образца, который зависит от качества и состояния древесины. Образование вкладки разрушения на тангенциальной и радиальной поверхностях под углами соответственно около 60 и 90° к продоль­ной оси соответствует образцам из плотной и сухой древесины, об­ладающей высокой прочностью. У образцов из рыхлой и влажной древесины невысокая прочность, поэтому у них чаще всего проис­ходит смятие волокон у торцов.

Предел прочности при сжатии вдоль волокон , МПа, определяется по формуле:

,

где F – максимальное разрушающее усилие, кгс; a b – площадь поперечного сечения образца, см².

Испытания производятся согласно ГОСТ 16483.10–73.

Нормальной равновесной условно считается влажность 12 %, и при определении физических свойств древесины результаты приводятся к этому значению (для проведения сравнительного анализа показателей):

,

где – предел прочности образцов соответственно при 12 %-ной и фактической (W) влажности в момент испытаний;
a – поправочный коэффициент на влажность, равный 0,04 на 1% влажности.

Результаты определений представляют в виде таблицы (форма табл. 3.8).

Форма таблицы 3.8

Оценка предела прочности древесины при сжатии вдоль волокон

Результаты испытаний древесины на сжатие вдоль волокон (табл. 3.8) сравнивают с данными, приведенными в табл. 3.9.

Таблица 3.9

Прочность древесины при сжатии вдоль волокон (МПа)