Дослідження січних модулів листяних та хвойних порід деревини з різним показником вологості

Abstract

Більшість матеріалів, елементів, виробів та конструкцій на основі деревини працюють як в неагресивних, так і в агресивних середовищах. До агресивних відносять і середовища з підвищеною вологістю. Вологість деревини у таких умовах є вище стандартної (в незахищеному стані), тобто більше 12 %. Вологість деревини безпосередньо впливає на її фізико-механічні властивості, зокрема на початковий модуль пружності та модуль деформацій. Детально наведено методику експериментальних досліджень дерев’яних призм розміром 30х30х120 мм на стиск вздовж волокон за жорсткого режиму навантажень (за приростом переміщень пресу випробувальної машини). Випробуванню піддавались такі породи деревини: хвойні породи — модрина, сосна, ялина; листяні — береза, вільха, ясен. Дерева, з яких виготовлені зразки, вирощені, зокрема: сосна, ялина — в лісах Рівненської області; береза, вільха, ясен — в лісах Волинської області; модрина — в лісах Івано-Франківської області. Деревина, яка піддавалась випробуванню, мала вологість: 30 %, 21 %, 12 % за віку деревини 60 років І сорту без вад і пошкоджень. Заготовки деревини попередньо висушували в лабораторних умовах до усередненої вологості 30 % та у спеціальних сушильних камерах до вологості, відповідно, 21 % та 12 %. Вологість деревини контролювалась за допомогою вологоміра MD-814. Експериментальні дослідження проводили на сервогідравлічній випробувальній машині СТМ-100 з автоматизованою системою керування і запису даних. На основі експериментальних досліджень побудовані діаграми (січний модуль—рівень напружень) суцільних листяних (берези, вільхи, ясена) та хвойних (модрини, сосни, ялини) порід деревини з різним показником вологості. Експериментально-теоретичним шляхом отримані початкові модулі пружності та січні модулі різних порід деревини в межах від 30 % до 12 % вологості. Встановлено, що зі зменшенням вологості від 30 % до 12 %, початковий модуль пружності та січний модуль суттєво збільшуються.

Most wood-based materials, elements, products and structures work in both non-aggressive and aggressive environments. Aggressive also include environments with high humidity. Humidity of wood in such conditions is higher than standard (in an unprotected condition), that is more than 12 %. The humidity content of wood directly affects its physical and mechanical properties, in particular the initial modulus of elasticity and the modulus of deformation. The method of experimental researches of wooden prisms in the size of 30×30×120 mm on compression along fibers at a rigid mode of loadings (on increase of movements of a press of the testing machine) is in detail given. The following species of wood were tested: coniferous species — larch, pine, spruce; deciduous — birch, alder, ash. The trees from which the samples were made were grown, in particular, pine, spruce — in the forests of Rivne region; birch, alder, ash — in the forests of Volyn region; larch — in the forests of Ivano-Frankivsk region. The tested wood had a humidity content of 30 %, 21 %, 12 % at the age of 60 years and grade without defects and damage. Wood blanks were pre-dried in the laboratory to an average humidity of 30 % and in special drying chambers to a humidity of 21 % and 12 %. The humidity of the wood was controlled using a humidity meter MD-814. Experimental studies were performed on a servo-hydraulic testing machine STM-100 with an automated control and data recording system. On the basis of experimental researches diagrams (secant modulus—stress level) of continuous deciduous (birch, alder, ash-tree) and coniferous (larch, pine, spruce) breeds of wood were constructed. The initial modulus of elasticity and modulus of deformation of different types of wood in the range from 30 % to 12 % of humidity were obtained experimentally and theoretically. It is established that with a decrease in humidity from 30 % to 12 %, the strength of wood of all species increases the initial modulus of elasticity and the modulus of deformation increases significantly.

Большинство материалов, элементов, изделий и конструкций на основе древесины работают, как в неаг-рессивных, так и в агрессивных средах. К агрессивным относят также среды с повышенной влажностью. Влаж-ность в таких условиях является выше стандартной (в незащищенном состоянии), то есть более 12 %. Влаж-ность непосредственно влияет на ее физико-механические свойства, в частности на начальный модуль упруго-сти и модуль деформаций. Подробно изложена методика экспериментальных исследований деревянных призм размером 30×30×120 мм на сжатие вдоль волокон по жесткому режиму нагрузок (по приросту перемещений пресса испытательной ма-шины). Испытанию подвергались такие породы древесины: хвойные породы — лиственница, сосна, ель; лист-венные — береза, ольха, ясень. Деревья, из которых изготовлены образцы, выращены, в частности, сосна, ель — в лесах Ровенской области; береза, ольха, ясень — в лесах Волынской области; лиственница — в лесах Ивано-Франковской области. Экспериментальные исследования проводили на сервогидравлической испытательной машине СТМ-100 с автоматизированной системой управления и записи данных. На основе экспериментальных исследований построены диаграммы (секущий модуль—уровень напряжений) сплошной лиственных (березы, ольхи, ясеня) и хвойных (лиственницы, сосны, ели) пород древесины с разным показателем влажности. Экспериментально-теоретическим путем получены начальные модули упругости и модули деформаций раз-личных пород древесины в пределах от 30 % до 12 % влажности. Установлено, что с уменьшением влажности от 30 % до 12 %, начальный модуль упругости и модуль де-формаций существенно увеличивается.