При великому і нерівномірному усиханні деревина розтріскується. Тріщини здебільшого спрямовані вздовж серцевинних променів, а іноді і вздовж річних шарів. При повільному висиханні деревини волога випаровується рівномірніше і матеріал не розтріскується.

Механічні властивості - відмінні сторони матеріалів, які проявляються в здатності чинити опір дії зовнішніх механічних зусиль.

До основних механічних властивостей деревини належать: міцність, твердість, пружність, крихкість, в'язкість, розколюваність і гвоздимість.

Міцністю називається властивість матеріалу чинити опір руйнівній дії зовнішніх сил. Залежно від характеру дії сили поділяються на розтягувальні, стискальні, згинальні, сколюючі, перерізуючі і скручувальні.

Характерною особливістю деревини є чітко виявлена анізотропія -- відмінність механічних та інших властивостей матеріалу в різних напрямах. Опір розтягування вздовж волокон для деревини сосни при 15% вологості становить, в середньому, близько 1100 -1150 кГ/см2, а впоперек - у З0 - 50 раз менше. Опірність деревини розривові впоперек волокон у радіальному напрямі в півтора рази більша, ніж у тангентальному. Дерев'яні деталі найчастіше бувають навантажені на стискання. При цьому найвищу міцність має деревина вздовж волокон. Наприклад, деревина сосни витримує до 440 кГ/см2, а деревина модрини і дуба - 520 кГ/см2. Коли навантажувати на стискання упоперек волокон, міцність деревини знижується в 5 - 10 раз. Деформація згину зовні виражається прогином зразка. При цьому на його опуклому боці волокна розтягуються, а на угнутому стискаються. Руйнування починається на угнутому боці і виражається в появі своєрідних складок, лише після цього починають розриватися або відщеплюватись елементи деревини на опуклому боці. Зсування елементів деревини в напрямі волокон без перерізання їх називається сколюванням, а впоперек волокон з перерізанням - зрізуванням.

У сучасній практиці дуже рідко зустрічаються дерев'яні деталі, навантажені скручувальними силами, бо опірність деревини невелика. Проте серед основних порід найкраще такі зусилля витримує береза.

Твердістю називається властивість матеріалу чинити опір проникненню в нього інших тіл. Твердість деревини визначають удавлюванням в неї стальної загартованої кульки з площею поперечного перерізу 1 см2. Сила в кілограмах, потрібна для вдавлювання кульки на глибину, що дорівнює її радіусу, називається коефіцієнтом твердості. Практично встановлено зв'язок між об'ємною вагою і твердістю: чим більша об'ємна вага, тим вища твердість деревини. В свою чергу твердість є характеристикою зносостійкості. Чим вища твердість і об'ємна вага, тим вища зносостійкість, тим краще деревина працює на стирання.

Пружністю називається властивість матеріалу відновлювати свою форму і об'єм після припинення дії зовнішніх сил. Деревина - досить пружний матеріал, що нерідко застосовується для виготовлення деталей, до яких ставляться вимоги пружності. Такими є рукоятки різних інструментів, рушничні ложа, підкладки під залізничні рейки тощо.

Пластичність - властивість матеріалу під впливом сил змінювати свою форму без ознак руйнування і зберігати цю форму після припинення дії сил. Пластичність деревини підвищується з підвищенням вологості і при нагріванні. З цією метою в деяких виробництвах перед гнуттям деталей застосовують пропарювання і проварювання заготовок.

Крихкість - властивість матеріалу руйнуватися під дією зовнішніх сил без помітних слідів пластичної деформації. Прикладом дуже крихких матеріалів можуть бути скло, загартована сталь, чавун. Будова деревини волокниста, тому цей матеріал має порівняно невелику крихкість.

Властивість, протилежну крихкості, називають в'язкістю. В'язкість тим вища, чим більші залишкові деформації зразка, який піддали руйнуванню. У техніці оцінка крихкості і в'язкості матеріалу ототожнюється з ударною в'язкістю, яку визначають на спеціальному приладі - маятниковому копрі і оцінюють роботою руйнування внаслідок удару, віднесеною до одиниці площі поперечного перерізу зразка. Вимірюється ударна в'язкість у кілограмах на квадратний сантиметр.

Розколюваність - властивість деревини розчленовуватися вздовж волокон. Розколюваність залежить від ступеня зчеплення волокон. Встановлено, що пружна деревина розколюється краще, а в'язка - гірше. Коли підвищується вологість (але тільки до певної межі), розколюваність деревини поліпшується. Наявність сучків та інших вад погіршує розколюваність деревини. Добру розколюваність мають усі хвойні породи, бук, каштан, осика, липа, а в радіальному напрямі - дуб. Розколюваність деревини має значення в бондарному виробництві, будівельній справі, зокрема виготовленні штукатурної драні.

Гвоздимість - властивість деревини тримати в собі цвяхи, нагелі, шурупи, скоби та ін. Забитий у деревину цвях ніби розсуває волокна, які, намагаючись випростатись, тиснуть на бічні поверхні цвяха і за рахунок тертя створюють зусилля, що не дають йому випасти. Шурупи чинять опір витяганню значно сильніше, ніж цвяхи, бо доводиться долати не тільки сили тертя, а й опір зруйнуванню волокон, між якими проходить різьба. Опір деревини забиванню і витяганню цвяхів залежить від щільності, вологості, особливостей будови і напряму забивання цвяха. Цвяхи, забиті в торець деревини, тримаються значно слабкіше, ніж забиті перпендикулярно до волокон у радіальному або тангентальному напрямах. Цвяхи квадратного або багатогранного перерізу тримаються в деревині краще, ніж круглі.

Механічні властивості враховуються при обробці матеріалів та їх практичному застосуванні. Показники механічних властивостей - межа міцності при розтягуванні (тимчасовий опір), відносне видовження (або звуження) та ін.

1.5 Вади деревини

Вади деревини - недоліки окремих її ділянок, що знижують якість і обмежують можливість використання. Розрізняють їх по групах, видах та різновидах.

Для оцінки якості деревини всі її вади підлягають точному обліку і кількісному вимірюванню.

Сучки - частини гілок, замкнені в деревині стовбура. Затрудняють обробку матеріалу, викликають затуплення і пошкодження інструменту.

Тріщини - розриви деревини вздовж волокон. Порушують цілісність деревини, знижують її. Тріщини розрізняють по положенні в сортименті (бокові, торцеві); по глибині ( не скрізні, скрізні); по ширині (замкнуті, розходженні).

Вади форми стовбура являють собою різні відхилення розмірів стовбура (зменшення або збільшення діаметру, викривлення по довжині, різке місцеве потовщення та ін.). Вони збільшують кількість відходів при обробці деревини, затрудняють використання по призначенню круглих лісоматеріалів.

Вади структури деревини являють собою різні відхилення в напрямку волокон від повздовжньої осі матеріалів, у зміні річних шарів, заростаючі рани, заглиблення, накопичення смоли та ін.

Грибкові пошкодження являють собою ненормальну забарвлення ділянки деревини. Плями, забарвлення та буруватість підвищують водопроникність деревини, гнилі та дупла роблять її технічно непридатною.

Біологічні пошкодження являють собою отвори і ходи, що виникають в результаті життєдіяльності комах, паразитуючих рослин, птахів.

По в здутті можна визначити наявність у деревині інородних включень (дроту, цвяхів та ін.). У випадку їх наявності вони можуть бути причиною аварії.

1.6 Основні види і властивості лісоматеріалів

Круглі лісоматеріали. Зрубане і очищене від сучків дерево називається хлистом. Окремі види лісового матеріалу, що мають однакові геометричні ознаки, називаються сортиментами. Оброблення хлиста на стандартні сортименти круглих лісоматеріалів називається розкряжуванням. Розкряжований хлист дає колоди і кряжі. Колодою прийнято називати довгі (понад 4 м) відрізки хлиста. Кряжем називають короткі товсті відрізки хлиста, що мають довжину меншу, ніж 4 м. Кряжі поділяють на фанерні, паркетні, бондарні, лижні та ін. На круглі лісоматеріали листяних порід затверджено ГОСТ 9462-60, хвойних порід - ГОСТ 9463-60. Цими стандартами передбачено розміри і технічні умови на всі круглі лісоматеріали, що використовуються в промисловості і будівництві. Довжина круглих лісоматеріалів встановлена стандартом залежно від призначення сортименту. Будівельні колоди хвойних порід заготовляють переважно завдовжки 4 - 7 м, при цьому основна довжина колоди - 6,5 м.

Для довжини круглого будівельного лісоматеріалу прийнято градацію 0,5 м. Залежно від розміру поперечного перерізу круглі лісоматеріали поділяють на три групи: дрібні, діаметром від 8 до 13 см з градацією через 1 см; середні, діаметром від 14 до 24 см з градацією через 2 см; великі, діаметром від 26 см і більше з градацією через 2 см.

Розмір поперечного перерізу круглих лісоматеріалів визначається як середній діаметр верхнього торця без кори. При цьому для градації через 1 см частки в половину і більше половини сантиметра приймають за цілий сантиметр, наприклад, діаметри від 12,5 см до 13 см приймаються за 13 см. Частки, менші від 0,5 см, не враховуються.

За якістю деревини круглі лісоматеріали поділяють на чотири сорти, при цьому окремо виділяють так званий без сортний матеріал. Сортність матеріалу визначається якістю деревини, відсутністю вад і розмірами поперечного перерізу колод. Дрібні матеріали належать до без сортних, але за якістю деревини вони повинні відповідати лісоматеріалам 2 і 3-го сортів.

Стругані пиломатеріали. На лісопильних заводах поряд із звичайними пиломатеріалами виробляють певну кількість струганих матеріалів (заготовок), які на місці вимагають лише припилювання за розміром та остаточної обробки. До таких матеріалів належать дошки і бруски, обстругані з одного, двох, трьох і чотирьох боків, що мають у перерізі стандартний профіль. Стругані дошки роблять пазованими і фальцьованими.

Пазована дошка обстругана з чотирьох боків і має на одному ребрі паз, а на другому -- гребінь, які забезпечують щільне з'єднання дощок між собою. Паз і гребінь можуть мати прямокутну а, трикутну б або овальну в форму. Різновидністю пазованих дощок є вагонна обшивка (мал. 5-4). Вона являє собою стругані дошки перерізом 22 Ч 99 і 40 Ч 110 мм з пазом і гребенем на ребрах. Крім того, на одній площині вона має ускладнену форму у вигляді невеликого поздовжнього валика і заглибин.

Фальцьовані дошки замість гребеня і паза на обох ребрах мають фальці, які забезпечують щільне з'єднання (мал. 5-5, а). Рустик також являє собою фальцьовану обрізну дошку, але профіль її дещо складніший, ніж звичайних дощок (мал. 5-5, б). Застосовується рустик для обшивання стін.

Коли виготовляють стругані пиломатеріали, з кожної площини знімають шар деревини завтовшки 2мм, а з ребер -- 3мм. Розміри струганих дощок і брусків позначають за стандартними розмірами тих пиломатеріалів, з яких вони зроблені. Тому дошка, обстругана з двох боків, що має фактично товщину 21 мм, вважається 25 - міліметровою. До струганих матеріалів належать також бруски, що в поперечному перерізі мають не прямокутний, а складніший обрис -- так званий струганий погонаж (наличники, плінтуси, галтелі, розкладки, карнизи, поручні, віконні бруски та ін.). Залежно від якості деревини і чистоти обробки погонажні вироби поділяють на три сорти: 1, 2 і 3-й. До струганих пиломатеріалів належить також паркет.

Фанера -- листовий деревний матеріал, який виготовляють з кряжів струганням, лущенням або пилянням. Фанерою називається також шаруватий деревний матеріал у вигляді тонких листів, склеєних між собою (клеєна фанера).

Стругану фанеру виробляють на фанеростругальних верстатах. Вона використовується для фанерування -- обклеювання столярних виробів з деревини малоцінних порід, які не мають гарної текстури. Перед подачею на фанеростругальний верстат кряжі певним чином обробляють: окантовують і пропарюють у спеціальних котлах для розм'якшення деревини. Стругану фанеру роблять з деревини дуба, бука, горіха, клена, ясена та ін. Випускається стругана фанера у вигляді довгих вузьких листів завтовшки 0,7, 0,8, 0,9, 1,0 і 1,2 мм. Стругана фанера буває трьох сортів.

Лущена фанера називається шпоном. Шпон виготовляють розлущуванням відрізків колод на лущильному верстаті, що являє собою потужний токарний верстат, у центрах якого затискують попередньо розпарений чубак. На мал. 5-6 подано схему процесу лущення. Широкий різець 2 під час обертання чубака 1 знімає з нього тонку суцільну стружку 3 по всій довжині.

Для ущільнення деревини і утворення більш гладенької поверхні шпона над різальним ребром різця встановлено притискну лінійку 4. Автоматичні ножиці весь час відрізують листи шпона встановленого розміру. На малюнку умовно показано фанерну зону чурбака, тобто ту частину, яка розгортається в шпон, і центральну (заштриховану) -- олівець 5, що являє собою відходи фанерного виробництва.

Пиляну фанеру дістають розпилюванням кряжів на листи завтовшки від 0,8 до 4 мм і завдовжки до 7 м на спеціальних фанеропильних верстатах. Щоб зменшити втрати деревини, використовують тонкі пилки з незначним розводом, але й за цих умов втрати досягають 60%. Тому виробництво пиляної фанери обмежене і застосовується лише в тих випадках, коли вихідний матеріал (нарости, напливи, сильно завилькувата деревина) втрачає свої художні і фізичні якості при іншій технології. З пиляної фанери виготовляють високоякісні вироби і музичні інструменти.

Клеєну фанеру виготовляють з непарної кількості листів шпона, склеєних білковими або синтетичними клеями. Клеєну фанеру виготовляють з березового, букового, вільхового і соснового шпона. Фанера на білкових клеях має марку ФБ, фанера середньої водостійкості на карбамідних або альбуміно-казеїнових клеях-- марки ФК і ФБА; фанера з підвищеною вологостійкістю, склеєна фенолформальдегідними клеями,-- ФСФ. За кількістю шарів фанеру поділяють на тришарову, п'ятишарову та багатошарову. Зовнішні шари фанери називаються сорочками, а внутрішні -- серединними. Сорочки поділяють на лицьову, що має кращий зовнішній вигляд, меншу кількість вад деревини та дефектів виробництва, і зворотну. За товщиною листів фанеру поділяють на тонку -- зовтовшки 1,5--2 мм, середню -- 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 і 6,0 мм та товсту -- 8, 9, 10 і 12 мм. Товщі листи клеєної фанери називаються фанерними плитами. Товщину листа фанери вимірюють біля кантів посередині кожного боку листа; середнє значення цих вимірювань вважається номінальною товщиною.

Завдяки міцності, пружності, малій схильності до жолоблення і розтріскування, добрій гнучкості і відносній легкості фанера широко застосовується в столярній справі, меблевому і тарному виробництві як будівельний матеріал. Тепер промисловість випускає багато видів високоякісної і спеціалізованої фанери, що має ті чи інші додаткові якості та властивості.

Лицювальна фанера являє собою звичайну клеєну фанеру, що має одну або дві сорочки з деревини цінних порід, наприклад, дуба, горіха, груші. Лицювальну фанеру випускають двох марок: ФОБ і ФОС, з них перша виконана на білкових клеях, а друга -- на смоляних. За якістю деревини і виготовлення лицювальна фанера ділиться на три сорти-- 1, 2 і 3-й.

Лакована фанера -- березова, вкрита нітролаком за спеціальною технологією, що забезпечує створення гарної, водостійкої і значною мірою вогнестійкої плівки. Застосовується в електроприладах, радіоапаратурі, для внутрішнього оздоблення залізничних вагонів та пароплавних кают.

Бакелізована фанера -- листовий матеріал, утворений з кількох шарів березового шпона, вкритих тонким шаром термореактивної смоли і склеєних між собою. Така фанера дуже міцна, водо- і вогнестійка, має високі діелектричні властивості. Промисловість випускає бакелізовану фанеру трьох марок: ВФС, БФВ-1, і БФВ-2.

До спеціальних сортів належать тепла фанера, яка має низьку тепло- і звукопровідність завдяки наявності спеціального заповнювача між листами; дахова фанера, обклеєна з одного або двох боків толем; вогнестійка фанера, просочена антипіринами; ксилотек -- фанера, вкрита з одного або двох боків асбоцементом, що надає їй високої вогнестійкості, водо- і кислотостійкості; армована фанера, обклеєна з одного або двох боків металевими листами, тощо.

Деревні плити та інші матеріали на основі деревини. У практиці столярної справи часто доводиться виготовляти плоскі щитовидні деталі типу кришок столів, бічних стінок, дверей і полиць шаф, кімнатних дверей, легких перегородок тощо.

Заготовки для таких деталей доцільно робити промисловим способом на заводах у вигляді особливих щитів -- деревних плит. На місцях такі плити треба лише розкроїти, припасувати та остаточно обробити деталі з них.

Столярна плита (мал. 5-7) -- досить великий щит, склеєний з вузьких рейок і обклеєний з обох боків 1 - 2 шарами шпона. Щит з рейок називається серединкою, наклеєний шпон -- сорочкою. Серединки столярних плит роблять з хвойних і м'яких листяних порід дерев. Для сорочок застосовують шпон сортом не нижче ВВ з берези, бука, вільхи, сосни. Обидві сорочки роблять однакової товщини. Промисловість випускає також лицювальні столярні плити. Для облицювання застосовують дубовий шпон, з одного або з обох боків.

Фанерні плити відрізняються від клеєної фанери товщиною, яка становить від 13 до 45 мм. Набирають їх з лущеного шпона, склеєного фенол формальдегідними, сечовино формальдегідними і сечовиномеламіновими смолами. Фанерні плити випускають трьох марок: ПФ-А, ПФ-Б і ПФ-В, якими позначають головним чином взаємне розміщення листів шпона. Вони бувають однобічні і двобічні, облицьовані струганою фанерою і необлицьовані.

На столярні і фанерні плити йде багато ділової деревини, тим часом у лісопильному і деревообробному виробництві є значні відходи у вигляді стружки, тирси та обрізків, які можна успішно використати у виробництві деревостружкових, деревоволокнистих та інших матеріалів, які за міцністю та іншими властивостями не поступаються перед матеріалами, виготовленими на основі ділової деревини.

Деревостружкові плити -- це суцільні щити завтовшки від 5 до 100 мм, завширшки від 1200 до 2400 мм та завдовжки до 5,5 м. Сировиною для таких плит є стружка, тирса, обрізки дощок, обривки шпона тощо. Усі ці відходи подрібнюють і сортують за розмірами деревостружкової основи, перемішують у змішувачах із в'яжучою речовиною і пресують при певній температурі та тиску. Як в'яжучу речовину застосовують розчин синтетичних смол у кількості від 6 до 12% від ваги сухої стружки. З підготовленої маси формують рівномірний пласт (килим) і підпресовують його без підігрівання, потім цей килим подають у гарячий прес і обробляють під тиском 5--20 кГ/см2 та температурі 135--140° С. Готові плити витримують на складі 5--10 діб і потім остаточно обробляють: обрізують за розмірами, шліфують, обклеюють шпоном тощо.

Крім плоскопресованих, промисловість випускає деревостружкові плити екструзійного пресування з розміщенням стружок перпендикулярно до площини плити.

Виробляють і якісно нові матеріали -- деревоволокнисті плити з деревини, подрібленої до волокон. Волокно під дією великого тиску і високої температури спресовують в однорідний міцний матеріал. Для виготовлення деревоволокнистих плит використовують не тільки відходи, а й лляну кострицю, очерет, відходи гідролізного виробництва тощо. За щільністю матеріалу деревоволокнисті плити поділяються на надтверді, тверді, напівтверді, ізоляційно-обробні та ізоляційні. Відповідно до цього об'ємна вага матеріалу плит коливається від 0,95 до 0,25 Г/см3.

Склеюючи шари шпона, просоченого синтетичними смолами і спресованого під тиском від 40 до 200 кГ/см2 при температурі 125--150° С, дістають облагороджену деревину (дельта-деревину, лігнофоль, балініт). Випускають ці матеріали у вигляді дощок, плит і брусків. Об'ємна вага облагородженої деревини досягає 1,2 -- 1,45 Г/см3, така деревина має високу міцність, вологостійкість, майже не піддається усушуванню та розбуханню. Штучна деревина на відміну від облагородженої не має волокнистої будови. Це пластична маса, добута глибокою переробкою деревини та її відходів. До таких матеріалів належать фіброліт, ксилоліт, меноніт і ін.

Страницы: 1, 2