Электрический способ

Более быстро определяют влажность древесины с помощью специальных приборов — электровлагомеров. При этом влажность древесины определяется косвенным путем, на основании измерения ее омического сопротивления, которое зависит от величины гигроскопической влажности древесины.

За пределами гигроскопической влажности зависимость между величиной влажности и электрическим сопротивлением сильно ослабевает, поэтому погрешность измерения электрическим способом влажности древесины выше точки насыщения волокна значительно возрастает.

Ток, проходящий через испытываемую древесину, усиливается и затем измеряется микроамперметром, шкала которого отградуирована в процентах влажности древесины.

Для достоверного суждения о влажности целой доски необходим мо произвести замеры в большом количестве точек по длине и ширине доски, взяв среднее значение из этих показаний. При достаточно большой длине проводника между датчиком и прибором электровлагомер может быть использован для дистанционного измерения влажности древесины, находящейся в камере. При этом контрольные образцы с заглубленными иглами датчика укладываются внутрь штабеля, а прибор помещается вне камеры. При таких замерах обязательно делают поправку на истинную температуру древесины.

Однако опыт показывает, что дистанционный метод замера не дает верных результатов, в частности из-за того, что иглы датчика доставляют лишнее тепло к древесине в местах заглубления. Из-за подсушки древесины в этих местах контакт между датчиком и материалом нарушается, и показания прибора искажаются.

54 Разбухание древесины и его практическое значение.

При увлажнении древесины в результате увеличения содержания связанной влаги микрофибриллы в клеточных оболочках раздвигаются. Это вызывает увеличение размеров (объема) анатомических элементов и древесины в целом — разбухание. Мерой разбухания является влажностная деформация, отнесенная к размеру (объему) образца в абсолютно сухом состоянии:

где P_w — разбухание образца при достижении данной влажности W, %; aw— размер (объем) образца при данной влажности W, мм (мм³); а_о — размер (объем) образца в абсолютно сухом состоянии (W=0%), мм (мм³);

Разбухание представляет собой явление, обратное усушке, и практически подчиняется одним и тем же количественным закономерностям. Полное разбухание Р наступает при увлажнении древесины от абсолютно сухого состояния до предела гигроскопичности. Дальнейшее увеличение влажности древесины вследствие повышения содержания свободной влаги разбуханием не сопровождается. Объем разбухшей древесины получается несколько меньше суммы объемов древесины до разбухания и поглощаемой ею воды. Это уменьшение объема системы (древесина — вода) называется контракцией и объясняется сжатием (уплотнением) воды, происходящим под большим давлением. Вода в оболочке клеток находится под давлением 3000—4000 ат и имеет поэтому повышенную плотность. Полученные данные указывают на то, что контракция происходит при увеличении влажности от 0 до примерно 6%; последующие количества поглощаемой воды не претерпевают сжатия. Коэффициент разбухания К_р, если известно частичное P_w или полное Р разбухание, определяется по формулам:

где W влажность образца в области до W_nT =30%.

Для характеристики явления разбухания ограничиваются непосредственным экспериментальным определением полного линейного радиального и тангенциального разбухания Р. Часто совмещают определение разбухания и водопоглощения (см. ниже). Соблюдая ранее отмеченные требования к расположению годичных слоев, изготовляют образец в виде прямоугольной плитки размером 30X30X10 мм (наименьший размер вдоль волокон). Образцы высушивают в сушильном шкафу при температуре, постепенно (во избежание растрескивания) поднимающейся к 103±2°С, до абсолютно сухого состояния. При высушивании и взвешивании образцы находятся в бюксах. На торцовой поверхности высушенных и охлажденных в эксикаторе с безводным хлористым кальцием образцах наносят карандашные риски по двум взаимно перпендикулярным (радиальному и тангенциальному) направлениям. Измеряя расстояние между продольными плоскостями образца в местах, отмеченных рисками, определяют радиальный и тангенциальный размеры образца до с точностью до 0,01 мм. Затем образцы помещают в закрываемый крышкой сосуд с дистиллированной водой, имеющей температуру 20±2° С. Образцы выдерживают в сосуде до тех пор, пока два контрольных измерения тангенциального размера не покажут повторения результатов. После окончания выдерживания вновь в тех же местах определяют радиальный и тангенциальный размеры образца а_пг. Полное разбухание в радиальном и тангенциальном направлениях вычисляют по формуле:

Величину частичного разбухания Pw (линейного и объемного) обычно определяют путем высушивания образцов 20X20X30 мм с начальной влажностью 12—15% до абсолютно сухого состояния и проведения соответствующих измерений до и после сушки. Значения коэффициентов разбухания для наиболее распространенных пород приведены в табл. 16. Кинетику радиального и тангенциального разбухания можно установить путем измерения индикатором часового типа деформаций образцов, погруженных в воду. По результатам наблюдений строят диаграммы изменения деформации разбухания во времени. Если воспрепятствовать свободному увеличению размеров и объема древесины при влагопоглощении, вследствие стеснения влажностных деформаций возникнут усилия — давление набухания. Для березы в радиальном направлении давление набухания составило 10 кГ/см².

С увеличением температуры давление набухания существенно снижается. Для сосны повышение температуры от 20 до 80° приводит к уменьшению давления набухания более чем в 2 раза. Разбухание древесины происходит и при поглощении других жидкостей, но в меньшей степени, чем воды.

Данные этой таблицы показывают, что разбухание тем больше, чем выше диэлектрическая постоянная поглощенной жидкости. Из веществ, составляющих клеточную оболочку, сильнее всего разбухают пентозаны; при пропаривании древесины количество пентозанов уменьшается, вследствие чего несколько снижается разбухание пропаренной древесины. Пропитка древесины веществами, уменьшающими ее влагопоглощение, вызывает также снижение разбухания. Пропитка древесины березы хлористым алюминием снижает влагопоглощение и разбухание вдвое, пропитка же искусственной смолой снижает влагопоглощение в 3 раза, а тангенциальное разбухание — в 5 раз. Кривые усушки и разбухания для данной древесины не совпадают, т. е. имеет место гистерезис разбухания, аналогично гистерезису равновесной влажности. Разбухание — отрицательное свойство древесины, но в некоторых случаях оно играет положительную роль, обеспечивая плотность соединений в бочарной таре под жидкие товары, деревянных трубах, судах и т. д.

55 различия в микроскопическом строении древесины хвойных и лиственных пород

Древесина хвойных пород имеет определенную микроструктуру, которую можно установить, применяя микроскопы, а также химические и физические методы исследования Древесина хвойных пород отличается от лиственной сравнительно правильным строением и простотой. В структуру древесины хвойных пород входят так называемые ранние и поздние трахеиды.

Как установлено исследованиями, ранние трахеиды выполняют функцию проводников воды с растворенными в ней минеральными веществами, которая поступает от корней дерева.

Трахеиды имеют форму сильно вытянутых волокон с ко—сосрезанными концами. Исследования показали, что в растущем дереве только последний годичный слой содержит живые трахеиды, а остальные – мертвые элементы.

В результате исследований выявлено, что сердцевинные лучи образованы паренхимными клетками, по которым поперек ствола перемещаются запасные питательные вещества и их растворы.

Эти же паренхимные клетки участвуют в образовании вертикальных и горизонтальных смоляных ходов. Вертикальные смоляные ходы в древесине хвойных пород, обнаруженные в поздней зоне годичного слоя, образованы тремя слоями живых и мертвых клеток. Горизонтальные смоляные ходы выявлены в сердцевинных лучах.

По результатам исследований профессора В. Е. Вихрова, древесина сосны имеет следующее микроскопическое строение:

1) поперечный разрез;

2) радиальный разрез;

3) тангенциальный разрез.

Рис. 1. Разрезы ствола дерева: П – поперечный, Р – радиальный, Т – тангенциальный

Как установлено исследованиями, микроструктура древесины лиственных пород по сравнению с хвойными имеет более сложное строение.

В древесине лиственных пород сосудистые и волокнистые трахеиды служат проводниками воды с растворенными в ней минеральными веществами. Эту же функцию выполняют и другие сосуды древесины. Механическую функцию выполняют волокна либриформа и волокнистые трахеиды. Эти сосуды имеют форму длинных вертикальных трубок, состоящих из отдельных клеток с широкими полостями и тонкими стенками, причем сосуды в общем объеме лиственной древесины занимают от 12 до 55 %. Наибольшую часть объема лиственной древесины составляют волокна либриформа как основная механическая ткань.

Волокна либриформа представляют собой вытянутые клетки с заостренными концами, узкими полостями и мощными стенками, имеющими щелевидные поры. Волокнистые трахеиды, так же как и волокна либриформа, имеют толстые стенки и малые полости. Кроме того, выявлено, что сердцевинные лучи лиственной древесины объединяют основную часть паренхимных клеток, причем объем этих лучей может достигать 28–32 % (этот показатель относится к дубу).

56 Разновидности клееной древесины, их свойства и использование

Сегодня в строительстве большой популярностью пользуются изделия из клееной древесины. Техника изготовления этой продукции уже давно изучена и часто используется. Эта продукция наиболее распространена в Европе, поэтому в статье расскажем о классификации клееной древесины в Германии.

Наиболее простой тип строительныхпилометриалов называют конструкционной древесиной, который изготавливают из сосны или ели.В современном строительстве этот материал получил широкое применение. Первый этап изготовления материала – сушим бревно, разделенное по сердцевине. Сушка производится до необходимого уровня (не более 15 %). Во время сушки нужно следить за состоянием древесины, потому что она может деформироваться. Далее доски отправляются в строгальную линию, а после сортируются по прочности. Одновременно с этим устраняются дефекты. Прежде всего сортировка нужна для того, чтобы обеспечить нужный уровень качества (нормы DIN 4074 – сортировка по прочности). Во время сортировки учитываются даже эстетические требования, которые нужны для производства клееной продукции и внутренней отделки помещений. Потом происходит сращивание заготовок на зубчатый шип.

После того, как высохнет клей, материал проходит через строгальную линию, а потом торцуются по длине. Конструкционная древесина часто используется в производстве деревянных конструкций, требующих высокого качества материалов.

Клееную древесину используют для следующих строительных работ:

-внутренняя отделка;

-каркасные конструкции;

-опалубки; пристройки, надстройки;

- потолочные перекрытия;

Классы сортировки: S10 (10 - допустимое напряжение на изгиб в ньютонах на мм²).

Клееные балки (трехслойные и двухслойные)

Данный строительный материал получается методом склеивания двух (трех) досок между собой. Необходимым условием изготовления является условие того, что сердцевина одной из досок должна быть снаружи. Такой способ очень помогает уберечь древесину от повреждений и трещин. Кроме того, в области сердцевины обычно меньше всего повреждений, что дает преимущество эстетической стороне вопроса. Трехслойные балки изготовляются таким же образом, отличие только в том, что в этом случае склеивают три, вместо двух досок. В процесс изготовление клееных балок входит операция склейки ламелей по пласте и строгании балок. В остальном он аналогичен процессу производства конструкционной древесины.

Оптимальные размеры сечений ламелей:

- максимальная ширина - 240 мм;

- максимальная площадь сечения - 150 кв. см;

- максимальная толщина - 80 мм;

Классы сортировки: S10, S13.

Применение:

- опоры;

-стропила;

-рамочные конструкции;

-каркасные сооружения;
Многослойная клееная древесина

Из названия можно судить о способ производства этого материала. Заготовки склеиваются по длине и толщине друг с другом. Например, в Германии многослойную клееную древесину производят из ели или сосны.

Применение:
– балочные конструкции;

– зимние сады;
– стропила;

– мосты;
– складские, спортивные и производственные сооружения;
– перила;

– опоры;
– стойки;

– навесы;
– беседки и галереи.

Без специальных климатических требований толщина ламелей для прямых строительных элементов – 6 – 33 мм, с климатическими требованиями – 6 - 42 мм.

Толщина для прямых ламелей со специальными климатическими условиями может быть от 6 мм и до 33 мм.

Классы прочности: BS11, BS14, BS18.

57 Разновидности круглых лесоматериалов (бревна, кряжи, балансы, подтоварник, жерди)

Круглые лесоматериалы представляют собой отпиленные от корневой части, очищенные от сучьев, часто и от коры отрезки ствола разной толщины, круглые в сечении, которые получают поперечным делением (распилом). Процесс этот называется раскряжевкой.
Кряжи - это круглые деловые отрезки ствола от нижней комлевой части, которые могут служить сырьем лля пиломатериалов. Кряжи делят еще на более мелкие отрезки - чураки или полена.
Диаметр ствола измеряют в тонком конце, выбирая из всего ассортимента наименьший и наибольший диаметр без учета коры. При подсчете объема принимают средний диаметр, равный полусумме меньшего и большего диаметров. Размеры ствола записывают так: 6,15х17; первое число указывает длину в м, второе - диаметр в см.
Наименьший диаметр бревен, применяемых в строительстве, 12см в верхнем конце, а длина - 4-9 м.Градация диаметра - через каждые 2 см, а в длину - через 50 см.
Бревна учитываются поштучно, а объем рассчитывается в м3.

Балансы ~ круглые лесоматериалы годный для изготовления целлюлозы, древесной массы и древесных плит.

Подтоварник - круглый лесоматериал (тонкие брёвна) диам. в верхи, отрезе 6 - 13 см у хвойных, 8 - 11 см у листе, пород древесины. Подтоварник применяется для вспомогат. и врем.построек разл. назначения.

Жердями называют тонкомерные круглые лесоматериалы длиной от 3 до 6,5 м, толщиной от 3 до 7 см, используемые в строительстве, промышленности и сельском хозяйстве без переработки (ОСТ 13—5—70). Градация размеров жердей: по длине 0,5 м, с отклонениями ±10 см, по толщине — 1 см. Жерди разрешается заготовлять из всех пород древесины. На сорта жерди не разделяются, но к качеству их древесины предъявляются определенные требования. Заготавливают жерди по ОСТ России. Объем жердей исчис­ляется по их длине и диаметру в верхнем отрезе без коры по специальной таблице приложения к ОСТ.

58 Свойства, определяющие внешний вид древесины – цвет, блеск, текстура, макроструктура и их значение при практическом применении древесины.

Цвет зависит от породы, возраста, района и условий произрастания и состояния (наличия пороков) древесины. Древесина может иметь различные оттенки. Например, дуб насчитывает до 20 цветовых оттенков, а орех — до 40. Цвет учитывается в производстве мебели и художественных работах.

Блеск зависит от плотности, количества и размеров сердцевинных лучей и плоскости разреза. Красивым блеском обладают дуб, бук, ильм, клен и другие древесные породы. К потере блеска приводит загнивание. Блеск древесины учитывается при изготовлении изделий без подкраски.

Запах зависит от содержания в древесине смолистого эфирового масла, дубильных и ароматических веществ. Наиболее cильным запахом обладают деревья хвойных пород (сосна, кедр), содержащие смолу, из лиственных — дуб. Поражение грибами, а также загнивание и длительное хранение вызывают выветривание ароматических веществ и потерю естественного запаха. Запах древесины учитывается при изготовлении тары под пищевые продукты. Для этой цели применяют в основном древесину липы и тополя, которая не имеет запаха.

Текстура — естественный рисунок, получаемый на поверхности древесины в результате перерезания ее волокон, годичных слоев и сердцевинных лучей. Характер рисунка зависит от направления разреза, расположения волокон, размера сердцевинных лучей, ширины годичных слоев и различий в окраске между ранней и поздней древесиной. Древесину с красивой текстурой имеют дуб, ясень, орех, красное дерево. Химические окраски и грибные поражения вызывают изменение этого свойства. Текстура древесины имеет существенное значение при изготовлении мебели и в художественных работах.

Влажность. Она характеризуется содержанием влаги в древесине. Наличие влаги связано с ростом дерева. Влажность древесины срубленного дерева и неверные условия хранения являются причинами ее гниения. В зависимости от степени влажности древесина делится на: мокрую — длительное время находившуюся в воде, ее влажность выше 100%; свежесрубленную — влажность 50—100%; воздушно-сухую — долгое время хранившуюся на воздухе, влажность 15—20%; комнатно-сухую — влажность 8—12%; абсолютно сухую — влажность 0%. Влажная древесина труднее поддается отделке, но лучше гнется.

Макроструктура характеризуется шириной годичных слоев - числом годичных слоев, приходящихся на 1 см отрезка, отмеренных в радиальном направлении на поперечном срезе. Древесина хвойных пород имеет хорошие физико – механические показатели при числе слоев от 3 до 25. По образцам древесины хвойных пород определяют содержание поздней древесины в процентах. Более высокое содержание поздней древесины обусловливает большую плотностью и лучшие механические свойства древесины.

59 Содержание и структура унифицированных стандартов на круглые лесоматериалы.

Одним из первых объектов государственной стандартизации ещё во времена СССР были лесоматериалы, используемые в качестве сырья во многих отраслях промышленности. Нормирование качества лесоматериалов — одна из наиболее важных и трудных задач стандартизации лесного сырья: с одной стороны необходимо удовлетворить обоснованные требования широкого круга потребителей, с другой — стремиться к наиболее полному и рациональному использованию всего многообразия лесных ресурсов, увеличению выхода лесоматериалов высших сортов.

В 1960 г. вместо большого количества ранее действовавших стандартов были созданы только 2 стандарта на круглые лесоматериалы лиственных (ГОСТ 9462) и хвойных (ГОСТ 9463) пород по возможности с унифицированными, требованиями к качеству и размерам продукции лесозаготовок. Эти стандарты в литературе получили название уни­фицированных. С учетом опыта применения указанных стандартов, а также результатов научных исследований, унифицированные ГОСТы были уточнены. В результате около 90...95 % общего объема деловой древесины заготавливается по двум стандартам: ГОСТ 9462 «Лесоматериалы круглые лиственных пород. Размеры и технические условия» и ГОСТ 9463 «Лесоматериалы круглые хвойных пород».

Лесоматериал определенного установленного назначения называют сортиментом. Под качеством того или иного сортимента подразумевается совокупность свойств, удовлетворяющих определенным требованиям в соответствии с его назначением. Чем полнее сортимент удовлетворяет предъявляемым к нему ГОСТом требованиям, тем выше его качество.

В стандартах на различные виды круглых лесоматериалов отражаются следующие тех. требования к сортиментам: обязательно порода древесины, размеры, допуски и припуски к номинальным размерам, качество обработки, сорт, пороки древесины и их допускаемые размеры, технические свойства самой древесины (без пороков). Кроме того, ГОСТ 2292 (СТ СЭВ 813) регламентирует правила маркировки, сортировки, транспортирования, обмера, учета и приемки лесоматериалов. Хранение лесоматериалов производится согласно требованиям ГОСТ 9014.0.

По качеству круглые лесоматериалы разбиты унифицированными стандартами на четыре сорта. В пределах каждого сорта даны общие для всех сортиментов нормы допуска пороков древесины, что облегчает работу разметчиков, раскряжевщиков и бракеров и способствует более рациональной раскряжевке хлыстов и повышению качества выпускаемой продукции. Однородность качественных признаков в пределах каждого сорта для многих сортиментов дает возможность лесозаготовительным предприятиям лучше маневрировать имеющимися на складе запасами древесины при ее отгрузке. В случае совпадения породного состава, размеров, сортов и цены одни сортименты могут быть заменены другими.

60 Способы хранения круглых лесоматериалов

Круглые лесоматериалы в соответствии с ГОСТ 9014.0—75 по стойкости пород древесины при хранении к поражению грибами, насекомыми и растрескиванию подразделяются на два класса: нестойкие и стойкие.

Сохранить древесину в теплое время года на складах от повреждений грибами, насекомыми, а также от появления трещин можно, применяя различные способы хранения и специальные защитные средства. Основными способами хранения круглых лесоматериалов в штабелях на складах (ГОСТ 9014.0—75) являются влажный и сухой. Влажный способ хранения применяют для круглых лесоматериалов, предназначенных для распиловки, лущения и строгания, а также для производства рудничной стойки и балансов. Зашита древесины способом дождевания осуществляется по ГОСТ 9014.1—78.

Влажный способ должен обеспечить сохранение влажности древесины в коре в продолжение всего теплого периода. К влажным способам хранения и защиты относятся: плотная укладка с сохранением коры в хлыстах, плотная укладка с окоркой, защитные торцовые замазки, затенение торцов и укрытие межштабельных интервалов, замораживание и снегование, дождевание, затопление. Выбор того или иного способа хранения зависит от производственных возможностей. При хранении круглых лесоматериалов в плотных штабелях производят дождевание мелким искусственным дождем с помощью механизированного дождевального устройства. Древесину подвергают дождеванию с наступлением устойчивой теплой погоды (при температуре воздуха 5°С и выше). При дождевании лесоматериалов лиственных пород не менее половины воды направляют на полив торцов кряжей или чураков.

Дополнительная мера сохранения влаги в древесине — обмазывание торцов влагозащитными замазками. Перед нанесением влагозащитных замазок торцы лесоматериалов очищают от льда, снега, грязи и подсушивают.

Для постоянного сохранения влажности древесины применяют метод затопления. Для затопления лесоматериалов используют водные пространства судоходных и сплавных рек, озера и пруды с устойчивым уровнем воды и искусственные наливные бассейны. Искусственные бассейны загружают сырьем при отсутствии воды.

Сухой способ хранения применяют для предварительно окоренных лесоматериалов сухопутной доставки и лесоматериалов, используемых в круглом виде. Для хранения сухим способом лесоматериалы укладывают в штабеля с рядовой укладкой, затеняют и замазывают торцы.

При выборе способа хранения и средств защиты необходимо учитывать данные о стойкости древесных пород против грибов, вызывающих поверхностные повреждения лесоматериалов, насекомых и растрескивания.

Влагозащитными и влагозащитно-антисептическими покрытиями (ГОСТ 9014.2—79) защищают хвойные и лиственные породы, не стойкие к поражению грибами и растрескиванию, в которых не допускаются или ограничиваются торцовые трещины и гнили. Для влагозащитно-антисептического покрытия применяют следующие составы: карбафен—16, ПФК—У—12, карбафен—11, лак бакелитовый, ПК-15, ПМК-15, нефтебитум марки 3, пекосмоляную смесь, сосновую или газогенераторную смолу, сухоперегонные смолы.

61. Стандарт. Стандартизация лесных товаров.

Принятый в 2004 г. закон РБ «О техническом нормировании и стандартизации» регулирует отношения, возникающие при разработке, утверждении (принятии) и применении технических требование к продукции, процессам ее разработки, производства, эксплуатации (использовании), хранения, перевозки, реализации и утилизации или оказанию услуг, определяет правовые и организационные основы технического нормирования и стандартизации и обеспечивает единую государственную политику в этой области.

В процессе стандартизации разрабатываются стандарты. При этом обращается внимание, чтобы все разрабатываемые в республике стандарты были гармонизированы с европейскими или международными стандартами.

В принятом законе к техническим нормативным и правовым актам в области технического нормирования и стандартизации относятся:

-технические регламенты,

-технические кодексы,

-стандарты, в том числе государственные стандарты,

-технические условия.

Согласно новому закону «О техническом нормировании и стандартизации», меняется статус стандартов. Если ранее государственные стандарты были обязательными для исполнения, то по новому закону они являются добровольными для исполнения.

Государственный стандарт - это документ, утвержденный признанным органом, в котором для общего многократного применения приводятся правила, руководства или характеристики продукции и связанные с ней процессы или методы производства, соответствие которым не является обязательным.

Применение стандартов, согласно закону, является добровольным, и их можно не соблюдать. Но в этом случае производитель продукции должен привести техническое обоснование, подтверждающие выполнение требований технического регламента на основе анализа и оценки риска, необходимые расчеты, результаты испытаний и т.д.

Если в техническом регламенте дана ссылка на государственный стандарт, то требование этого государственного стандарта становится обязательным для соблюдения. Стандарты разрабатываются техническими комитетами по стандартизации республиканских органов государственного управления. Право официального издания государственных стандартов принадлежит Государственному комитету по стандартизации, метрологии и сертификации при Совете Министров РБ.

В настоящее время, кроме государственного стандарта РБ (СТБ), применяются: международные стандарты, утвержденные Международной организацией стандартизации, межгосударственные (региональные) стандарты, принятые региональной организацией по стандартизации, и стандарты предприятий (СТП).

В зависимости от объекта стандартизации выделяют следующие виды стандартов:

1) основополагающие стандарты,

2) стандарты на продукцию,

3) стандарты на процессы (работы),

4) стандарты на методы испытаний и контроля.

Основная особенность стандартизации лесоматериалов заключается в том, что они учитывают особенности структуры и физико-механических свойств древесины.

При разработке стандартов на лесоматериалы учитывают следующие факторы:

-условия потребления лесоматериала,

-лесосырьевые ресурсы и их возможности,

-строение, физико-механические и технологические свойства древесины,

-встречаемость пороков древесины и их развитие у отдельных пород,

-процессы производства лесопродукции,

-достижения науки и техники передовых предприятий в лесной отрасли,

-европейские стандарты на аналогичную продукцию,

-рекомендации Международной организации стандартизации (ИСО), Европейского комитета по стандартизации (СЕН) и другие материалы технических комитетов этих организаций.

Выбор древесной породы. В стандартах на отдельные виды лесоматериалов строго регламентируется вид древесной породы, древесина которой наиболее полно отвечает установленным требованиям, предъявляемым к данной продукции. В стандартах для заготовки отдельных лесоматериалов предпочтение отдается группе близких по свойствам древесных пород, древесина которых наиболее полно отвечает потребительским требованиям выпускаемой продукции. При разработке стандартов на лесоматериалы также учитывается наличие эксплуатационных запасов конкретных древесных пород, их состояние в лесах республики с тем, чтобы обеспечить более полное и рациональное использование древесины каждой породы на основе современных знаний о свойствах древесины, уровне техники и прогрессивных технологий производства продукции, ее хранения, реализации и утилизации.

Размеры лесоматериалов. При установлении размерных характеристик круглых лесоматериалов (их длины и диаметра в верхнем отрезе) исходят из их назначения, технических и экономических соображений, а также из принципа рационального и полного использования лесосырьевых запасов древесных пород.

Качество древесины. Большое внимание в стандартах на лесоматериалы отводится их качеству. Они в зависимости от комплекса предъявляемых требований подразделяются на определенные качественные категории - сорта. Основным показателем качества большинства круглых лесоматериалов служит наличие и степень развития пороков. Для каждого сорта лесоматериала определенного назначения установлены предельные нормы допускаемых пороков древесины. Таким образом, в стандарте устанавливаются требования к качеству лесоматериала каждого сорта и тот минимальный уровень, ниже которого производить данную продукцию не рекомендуется.

Припуски и допуски. Для лесоматериалов предусматривают обязательные прибавки к номинальным размерам – припуски, которые компенсируют уменьшение размера при оторцовке и последующей обработке. В стандартах также указываются допуски – отклонения от номинальных размеров лесоматериала в сторону уменьшения или увеличения, обусловленные неточностью работы деревообрабатывающих станков, машин, инструментов и рабочих.

Степень обработки и влажность. В стандартах на круглые лесоматериалы регламентируются требования к степени их обработки. Например, сучья должны быть обрублены вровень с поверхностью бревна. Концы сортиментов должны быть опилены под прямым углом к их продольной оси. Влажность древесины круглых лесоматериалов не нормируется.

62. Строение годичных слоев. Ранняя и поздняя древесина. Деление лиственных пород на кольце – и рассеяно-сосудистые.

На поперечном разрезе ствола деревьев, произрастающих в умеренном климатическом поясе, можно заметить концентрические слои, окружающие сердцевину. В большинстве случаев каждое такое кольцо есть ежегодное нарастание древесины, вследствие чего называется оно годичным слоем. Эти слои заметны у многих пород, но особенно хорошо — у хвойных. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных параллельных полос, а на тангенциальном — извилистых линий. Число годичных слоев на поперечном разрезе ствола уменьшается по мере поднятия вверх по стволу, что объясняется ростом дерева не только в толщину, но и в высоту. По числу годичных слоев можно, следовательно, узнать возраст той части ствола, где прошел разрез. Однако наблюдаются случаи, когда за год образуется два слоя, и случаи, когда образования слоев не происходит.

Последнее обычно наблюдается в нижней части ствола и является следствием недостаточного питания дерева, например у декоративных деревьев при слишком сильной обрезке ветвей; то же самое возможно в лесу у плохо питающихся и сильно отставших в росте деревьев. Чаще встречается удвоение годичного слоя, которое происходит, например, в том случае, когда молодая листва объедается насекомыми или побивается весенними заморозками и вместо нее из запасных почек развиваются новые листья. В этом случае появляется ложный годичный слой, но границы его обычно менее резки, чем настоящего; иногда он не занимает всей окружности ствола, постепенно теряясь в настоящем годичном слое.

Ширина годичных слоев сильно колеблется в зависимости от многих факторов — породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе. Наиболее узкие годичные слои (до 1 мм) образуются у медленно растущих пород (самшита), а наиболее широкие (1 см и больше) характерны для быстрорастущих пород (тополя, ивы). В стволе дерева годичные слои шире, чем в ветвях. В молодом возрасте так же, как и при благоприятных условиях роста, образуются более широкие годичные слои. По радиусу ствола ширина годичных слоев изменяется так: у сердцевины располагается ряд сравнительно узких слоев, затем следует зона более широких слоев, а дальше, по направлению к коре, ширина годичных слоев постепенно уменьшается.

У многих пород можно ясно заметить, что годичный слой состоит из двух частей Внутренняя, обращенная к сердцевине, более светло окрашенная и мягкая часть называется ранней древесиной (она образуется в первой половине вегетационного периода), а наружная, обращенная к коре, более темная и твердая часть — поздней древесиной.

Различие между ранней и поздней древесиной сильнее выражено у хвойных пород (особенно в лиственнице) и в меньшей мере — у многих лиственных пород, поэтому годичные слои хорошо видны в хвойных породах и часто слабо заметны в лиственных.

По ранней древесине годичных слоев в растущем дереве происходит передвижение воды вверх по стволу, а поздняя древесина выполняет преимущественно механические функции. В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе соотношение между ранней и поздней древесиной может сильно изменяться. В стволе дерева хвойных пород содержание поздней древесины в годичных слоях сначала увеличивается в направлении от сердцевины к коре, достигает максимума, а затем в слоях, расположенных ближе к коре, уменьшается; по высоте ствола содержание поздней древесины убывает по направлению от комля к вершине. Так как поздняя древесина плотнее, тяжелее и тверже ранней, от количества именно поздней древесины зависят цвет, плотность и прочность древесины в целом.

На поперечном разрезе древесины некоторых лиственных пород (дуба, грецкого ореха и др.) можно заметить мелкие отверстия, представляющие собой поперечные разрезы сосудов. Сосуды имеют форму трубок разной величины и являются характерным элементом строения древесины лиственных пород (у хвойных пород сосудов нет). Сосуды делятся на крупные, ясно заметные невооруженным глазом, и мелкие, неразличимые невооруженным глазом. В некоторых породах мелкие сосуды собраны в группы, которые можно обнаружить без микроскопа. Крупные сосуды чаще сосредоточены в одной ранней зоне годичных слоев, образуя на поперечном разрезе пористое кольцо (например, у дуба); реже крупные сосуды распределены по годичному слою равномерно (например, у грецкого ореха). Собранные в группы мелкие сосуды при наличии крупных сосудов в ранней зоне сосредоточены в поздней зоне, где они заметны благодаря более светлой окраске. Если крупных сосудов нет, мелкие сосуды у большинства пород рассеяны по всему слою; однако их количество и величина несколько уменьшаются по направлению к внешней границе слоя. Описанное распределение сосудов позволяет разделить лиственные породы на кольцесосудистые, с кольцом крупных сосудов в ранней зоне годичных слоев, и рассеяннососудистые, у которых сосуды независимо от величины распределены по годичному слою более или менее равномерно. Резкая разница между ранней и поздней зоной делает хорошо заметными годичные слои в кольцесосудистых породах. В то же время у рассеяннососудистых пород нет различия между этими зонами, поэтому годичные слои имеют однородное строение и границы между ними плохо заметны.

Кольцесосудистыми среди наших лиственных пород являются дуб, ясень, каштан съедобный, вяз, ильм, карагач, бархатное дерево, фисташка и некоторые др. К рассеяннососудистым относится большинство лиственных пород, среди них с крупными сосудами — грецкий орех и хурма, а с мелкими — остальные: береза, осина, ольха, липа, бук, клен, платан, тополь, ива, рябина, груша, лещина и др.

63. Термическое разложение (пиролиз) древесины и получаемые продукты. Теплота сгорания древесины.

Пиролиз (сухая перегонка древесины) - разложение древесины при нагревании без доступа воздуха с образованием газообразных и жидких продуктов, а также твердого остатка - древесного угля. Для осуществления процесса в настоящее время обычно применяют древесину лиственных пород, реже -древесину хвойных пород.

Предпочтительным сырьем для углежжения является твердолиственная древесина. В новых условиях сырьем для углежжения чаще становятся отходы хвойных пород, осина, кустарниковые. Сделать из них качественный уголь можно, если производить уголь по отработанной технологии и брикетировать. Процесс разложения древесины (пиролиз) происходит в результате нагрева древесины в газовой атмосфере с низким содержанием кислорода и осуществляется, как правило в замкнутом сосуде (реторте), нагреваемом через стенки. В реторте имеется патрубок для вывода образующихся в процессе производства угля газов, в дальнейшем эти газы конденсируются и сжигаются.

В среднем в результате пиролиза древесины. получают около (в % от веса воздушно - сухой древесины):

- газообразных продуктов около 20 %

- жидких продуктов (жижки) около 50 %

- древесного угля около 30 %.

При переработке жижки получают уксусную кислоту, метиловый спирт и другие продукты, при разгонке древесной смолы - ингибиторы (богатая фенолами фракция) для стабилизации крекинг-бензинов и масел, флотационное масло для обогащения руд.

Уксусную к-ту извлекают из жижки чаще всего экстракцией и путем ректификации и химической очистки перерабатывают в пищевой продукт.

Уголь используется для получения активного угля, сероуглерода и других продуктов.

На выход продуктов пиролиза влияют величина кусков и влажность древесины, температура и скорость процесса.

Теплотой сгорания биомассы называется количество тепла, выделяемое при сгорании 1 кг вещества. Различают высшую и низшую теплоту сгорания.

Высшая теплота сгорания — это количество тепла выделившееся при сгорании 1 кг биомассы при полной конденсации всех паров воды, образовавшихся при горении, с отдачей ими тепла, израсходованного на их испарение (так называемой скрытой теплоты парообразования). Высшая теплота сгорания Qв определяется по формуле Д. И. Менделеева (кДж/кг):

Qв=340Ср+1260Нр—109Ор.

Низшая теплота сгорания (НТС) — количество тепла, выделившееся при сгорании 1 кг биомассы, без учета тепла, израсходованного на испарение влаги, образовавшейся при сгорании этого топлива. Ее значение определяется по формуле (кДж/кг):

Qр=340Cр+1030Hр—109Ор—25Wр.

Теплота сгорания стволовой древесины зависит только от двух величин: зольности и влажности. Низшая теплота сгорания горючей массы (сухой беззольной!) стволовой древесины практически постоянна и равна 18,9 МДж/кг (4510 ккал/кг).

64. Усушка древесины, методы её определения и практическое значение.

При высыхании древесины удаление связанной влаги приводит к уменьшению линейных размеров и объема. Это явление называется усушкой древесины. Уменьшение содержания свободной влаги, т. е. снижение влажности от свежесрубленного или мокрого состояния до предела гигроскопичности не вызывает усушки.

Связанная влага, как отмечалось, находится в клеточных оболочках, преимущественно в промежутках между микрофибриллами и частично внутри самих микрофибрилл. Поскольку микрофибриллы в основном ориентированы по направлению продольной оси клетки, удаление связанной влаги приведет к уменьшению толщины клеточных оболочек и уменьшению поперечных размеров клетки. Отсюда ясно, что наибольшая усушка древесины должна быть в поперечных направлениях. Продольная усушка, которая обусловлена некоторым наклоном микрофибрилл, значительно меньше, так как составляет лишь долю от основной поперечной деформации. Поперек волокон также наблюдается анизотропия усушки. Давно установлено, что тангенциальная усушка в 1,5—2 раза больше радиальной; причины этого различия еще недостаточно выяснены.

Отдельные элементы древесины при высыхании ведут себя по- разному. Размеры сосудов и паренхимных клеток обычно уменьшаются в тангенциальном направлении и несколько увеличиваются в радиальном; древесные же волокна усыхают примерно одинаково в обоих направлениях. Сердцевинные лучи сильнее усыхают по ширине, чем по длине. Установлено, что у хвойных пород между радиальной и тангенциальной усушкой древесины поздней зоны годичных слоев существует небольшое различие, а тангенциальная усушка древесины ранней зоны годичных слоев в 2—3 раза превосходит радиальную. При этом поздняя древесина поперек волокон усыхает значительно больше, чем ранняя, а вдоль волокон, наоборот, поздняя древесина усыхает меньше, чем ранняя.

Усушка древесины в целом занимает среднее положение между усушкой ранней и поздней древесины, но выше средней арифметической; из этого следует, что усушка поздней зоны для тангенциального направления имеет особо важное значение. Если учесть, что сердцевинные лучи по ширине усыхают больше, чем по длине, этими двумя причинами уже можно удовлетворительно объяснить различие между радиальной и тангенциальной усушкой древесины. При этом для древесины хвойных пород главное значение имеет повышенная тангенциальная усушка поздней зоны годичных слоев, а для древесины лиственных пород — усушка сердцевинных лучей по ширине.

Усушку древесины следует также рассматривать как результат деформирования некоторой ячеистой конструкции. При этом большое значение приобретает упругая анизотропия такой системы, обусловленная главным образом особенностями расположения ячеек — полостей клеток. Большая усушка должна быть в направлении меньшей жесткости системы и наоборот. Как будет показано далее, в радиальном направлении жесткость (модуль упругости) выше, чем в тангенциальном направлении. Это также должно служить объяснением большей усушки в тангенциальном направлении. Мерой усушки является относительная несиловая влажностная деформация. Для исчисления усушки уменьшение размеров (объема) образца, т. е. его влажностная деформация, должна быть отнесена к размеру (объему) образца при пределе гигроскопичности:

где Уw — усушка образца при достижении данной влажности, %; апг — размер (объем) образца при пределе гигроскопичности Wm, мм (мм3); aw— размер (объем) образца при данной влажности W, мм (мм3).

Под полной усушкой У понимают уменьшение линейных размеров или объема древесины при удалении всего количества связанной влаги. Следовательно, для установления полной усушки влажность должна быть снижена от предела гигроскопичности до нуля. Наибольшая полная линейная усушка, равная 6—10%, наблюдается в тангенциальном направлении; в радиальном направлении полная усушка составляет 3—5%, а вдоль волокон величина усушки в десятки раз меньше и равна 0,1—0,3%. Полная объемная усушка в среднем составляет 12—15%. Для расчетов влажностных деформаций древесины удобен коэффициент усушки, определяющий величину усушки при снижении содержания связанной влаги в древесине на 1%. С достаточной степенью приближения можно полагать, что между усушкой и убылью связанной влаги имеется линейная зависимость. Зная частичную Уw или полную усушку У, коэффициент усушки Кy можно определить по формулам:

где W — влажность образца в области до Wпг = 30 %.

С увеличением плотности древесины величина усушки, как правило, увеличивается. Средняя величина усушки поперек волокон (радиальной и тангенциальной) хвойных пород меньше, чем лиственных, однако неравномерность усушки, т. е. отношение тангенциальной усушки к радиальной, наоборот, у хвойных пород больше, чем у лиственных. Об усушке наиболее распространенных пород можно судить по данным, приведенным в табл. 16. Приводимые в справочной литературе коэффициенты определены по усушке, величина которой исчислялась как отношение уменьшения размеров (объема) образца к его размеру (объему) в абсолютно сухом состоянии. Таким образом, в справочниках даются не коэффициенты усушки, а коэффициенты разбухания (см. ниже).

65.Формы влаги в древесине. Количественная характеристика влажности. Степени влажности древесины, различаемые в практике.

Наличие влаги в древесине обусловлено нормальной жизнедеятельностью живого растущего организма. В древесине срубленного дерева содержание влаги (в зависимости от условий хранения, и эксплуатации изделий) может увеличиваться или уменьшаться. В большинстве случаев практики влагу из древесины удаляют, чтобы избежать ряда отрицательных явлений. Для количественной характеристики содержания влаги в древесине используют показатель влажности древесины. Под влажностью (абсолютной) древесины понимают выраженное в процентах отношение массы влаги, содержащейся в данном объеме древесины, к массе сухой древесины:

где m — масса пробы (образца) влажной древесины; m0 — масса пробы (образца) абсолютно сухой древесины, г.

Для измерения влажности древесины применяют прямые и косвенные методы. Прямые методы основаны на выделении тем или иным способом влаги из древесины. Влагу можно отделить путем высушивания и определить влажность с высокой точностью, осуществляя следующую процедуру. В лабораторных условиях небольшие образцы древесины взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,001 г и определяют начальную массу. С такой точностью взвешивают образцы, если масса их не превышает 5—6 г. Для того чтобы влажность образцов древесины во время взвешивания не изменялась, их помещают в стеклянные бюксы с притертыми крышками. Масса каждой бюксы определяется заранее на тех же весах. Образцы находятся в бюксах (но с открытыми крышками) и во время высушивания.

Образец высушивают в сушильных шкафах, представляющих собой обогреваемые камеры с автоматическими регуляторами температуры. Из большого разнообразия конструкций сушильных шкафов наилучшими эксплуатационными свойствами обладают электрические шкафы, которые и находят повсеместное применение. Высушивание проводится при температуре воздуха 103±2°С; бюксы с образцами находятся в шкафу до тех пор, пока не будет достигнуто постоянное значение массы, устанавливаемое контрольными определениями при помощи весов. Если разница в отсчетах по весам при двух последних с интервалом 1—2 ч определениях составляет менее 0,002 г, считают, что достигнуто абсолютно сухое состояние древесины. Перед каждым определением массы бюксы закрывают крышками и охлаждают в сухом воздухе в эксикаторах — сосудах с безводным хлористым кальцием или серной кислотой при концентрации 94—100%. Влажность вычисляют с точностью до 0,1% по формуле:

где m — масса бюксы, г; m2 — масса бюксы с образцом до высушивания, г; m3 — масса бюксы с образцом после высушивания, г. В производственных условиях (на складах, в сушильных камерах и пр.) обычно ограничиваются меньшей точностью: пробу берут массой примерно 50 г, взвешивают с точностью до 0,1 г, а влажность подсчитывают с точностью до 1%.Косвенные методы определения влажности основаны на измерении показателей других физических свойств древесины, которые функционально зависят от содержания влаги в древесине. Поскольку влага оказывает влияние по существу на все физические свойства древесины, косвенных методов измерения влажности древесины может быть очень много. Однако не все из них могут быть с равным успехом использованы для создания быстродействующих, точных, простых по конструкции и удобных, в эксплуатации приборов — влагомеров. Для создания влагомеров очень широко используются достаточно строгие зависимости между влажностью и электрическими параметрами древесины. Наибольшее распространение получили кондуктометрические электровлагомеры, основанные на измерении электропроводности древесины. Различают две формы влаги, содержащейся в древесине: связанную (или гигроскопическую) и свободную. Связанная (адсорбционная и микрокапиллярная) влага находится в толще клеточных оболочек, свободная влага содержится в полостях клеток и в межклеточных пространствах. Связанная влага удерживается в основном физико-химическими связями; ее удаление сопряжено со значительными затратами энергии и существенно отражается на большинстве свойств древесины. Свободная влага удерживается только физико-механическими связями, удаляется значительно легче и оказывает меньшее влияние на свойства древесины. Состояние древесины, при котором в клеточных оболочках содержится максимальное количество связанной влаги, а свободной влаги нет, называется пределом гигроскопичностиWnr.

По степени влажности древесину различают на следующие виды:

- Мокрая древесина. Ее влажность составляет более 100%. Это возможно только при условии, что древесина долгое время находилась в воде.

- Свежесрубленная. Ее влажность составляет от 50 до 100%.

- Воздушно-сухая. Такая древесина обычно долгое время хранится на воздухе. Ее влажность может составлять 15-20%, в зависимости от климатических условий и времени года.

- Комнатно-сухая древесина. Ее влажность обычно равна 8-10%.

- Абсолютно сухая. Ее влажность равна 0%.

66. Части дерева и ствола, их функциональное назначение и практическое использование. Главные разрезы и, основные структурные направления в древесине.

В каждом растущем дереве можно выделить три части: крону (совокупность ветвей, одетых листьями), ствол и корни эти части имеют различное назначение при жизни дерева и различное промышленное использование.

В листьях кроны при жизни дерева образуются сложные органические вещества, необходимые для питания и роста; эти вещества образуются из углерода, поглощаемого из воздуха и почвы в виде углекислоты, и воды, получаемой из почвы. Указанный процесс может происходить только под влиянием лучистой энергии солнца (на свету), поэтому он называется фотосинтезом. Процесс этот имеет очень важное значение для жизни на Земле. Практически можно считать, что органические вещества на земном шаре обязаны своим происхождением и развитием именно этому процессу; весь животный мир, включая и человека, получает необходимые для питания органические вещества прямо или косвенно из растений.

Промышленное использование частей кроны до последнего времени было ограниченно. Теперь из древесной зелени изготовляют витаминную муку — ценный продукт для животноводства и птицеводства, лекарственные препараты (хвойная хлорофиллокаротиновая паста и др.), технологическую щепу для производства тарного картона и древесноволокнистых плит. Однако до сих пор проблема полного использования частей кроны (ветвей, хвои, вершины), являющихся главными отходами при лесозаготовках, окончательно не решена.

Корни при жизни дерева выполняют несколько функций: тонкие корешки всасывают из почвы воду с растворенными в ней минеральными питательными веществами; толстые корни удерживают дерево в вертикальном положении, проводят воду и хранят запасные питательные вещества. Промышленное использование корней ограниченно. Крупные корни, как и ветви, являются второсортным топливом. Пни и крупные корни сосны через несколько лет после валки деревьев обогащаются смолой и используются для получения скипидара и канифоли. В местах перехода ствола в корни древесина имеет обычно неправильное строение, обусловливающее у некоторых пород (березы, карагача, ореха, платана) красивую текстуру на разрезах; из такой древесины изготовляют художественные и бытовые предметы.

Ствол при жизни дерева служит прежде всего для проведения засосанной корнями из почвы воды с растворенными минеральными веществами (восходящий ток) и растворенных в воде органических пластических веществ, выработанных в листьях (нисходящий ток); кроме того, ствол служит для размещения и поддержания кроны с органами размножения, а также для хранения запасных питательных веществ. Ствол дает основное количество древесины, образуемой растущим деревом, и поэтому имеет главное промышленное значение.

Вследствие слоисто-волокнистого строения древесину следует изучать на трех главных разрезах ствола: поперечном (или торцовом) —в плоскости, перпендикулярной оси ствола; радиальном — в плоскости, проходящей вдоль оси ствола через сердцевину, и тангенциальном — в плоскости, проходящей вдоль ствола на том или ином расстоянии от сердцевины. На границе между древесиной и корой находится тонкий, неразличимый невооруженным глазом слой, называемый камбием. Камбий выполняет важную роль, обусловливая прирост в толщину древесины и коры. Сердцевина сравнительно редко находится в геометрическом центре сечения ствола; обычно она более или менее смещена в сторону, занимая эксцентрическое положение. Диаметр сердцевины большей частью колеблется в пределах 2—5 мм (у бузины достигает 1 см); у многих пород она округлая или овальная, у ольхи треугольная, у ясеня четырехугольная, у тополя пятиугольная, у дуба звездчатая. На продольном разрезе направление сердцевины у хвойных пород более или менее прямое, у лиственных — извилистое; по высоте ствола диаметр сердцевины, наименьший у пня, увеличивается вверх по стволу до кроны, а в пределах, кроны снова уменьшается.

Кора на поперечном разрезе ствола имеет форму кольца, окрашенного обычно значительно темнее древесины. В толстой коре на взрослых деревьях можно различить два слоя с постепенным или резким переходом от одного к другому: наружный, называемый коркой (его назначение предохранять дерево от резких колебаний температуры, испарения влаги и механических повреждений), и внутренний, непосредственно прилегающий к камбию и древесине, лубяной, особенно хорошо развитый и заметный у липы; назначение его в растущем дереве — проводить органические питательные вещества вдоль ствола.

У молодых деревьев кора гладкая, иногда покрыта тонкими опадающими чешуями; при утолщении ствола в коре появляются трещины, углубляющиеся с возрастом.

67. Композиционные материалы: ДВП, ДСтП, арболит. Их состав, свойства, применение, достоинства и недостатки.

Древесностружечные плиты (ДСтП). Этот композиционный материал получают путем горячего прессования древесных частиц, смешанных со связующим. Древесностружечные плиты широко используются в производстве мебели, строительстве и других областях.

Древесные частицы получают путем переработки технологического сырья (низкокачественной древесины), технологической щепы, а также отходов деревообрабатывающих и фанерных производств, частично опилок. В качестве связующего для производства древесностружечных плит применяют чаще всего карбамидные, а также фенолформальдегидные и меламиноформальдегидные смолы. У однослойной плиты размеры древесных частиц и содержание связующего примерно одинаковы по всей ее толщине. У трехслойной плиты внутренний слой отличается от наружных слоев размерами частиц и содержанием связующего. У многослойной плиты - более трех слоев, симметрично расположенных относительно среднего слоя.

Для придания древесностружечным плитам био-, водо- и огнестойкости в них вводят антисептики. Перспективны плиты с ориентировочными частицами - для строительства, плиты с пониженной материалоемкостью и высоким качеством поверхности - для мебельного производства и тонкие однослойные плиты непрерывного прессования - для тары, панелей.

Древесноволокнистые плиты (ДВП). Это слоистый материал, изготовленный в процессе горячего прессования или сушки сформированной в виде ковра массы из древесных волокон. Древесными волокнами условно названы клетки, их обрывки и группы, получающиеся при разломе древесины (щепы).

Древесноволокнистые плиты применяют в строительстве, при изготовлении стандартных деревянных домов, в производстве мебели, автомобилей, вагоно-, судостроении и в других отраслях промышленности в качестве конструкционного, изоляционного и отделочного материала.

Арболит. Это строительный материал, относящийся к категории легких бетонов, иногда его называют «деревобетоном». В состав арболита входит древесный заполнитель, неорганическое вяжущее и вода. В качестве древесного заполнителя используют дробленые отходы лесозаготовительной, лесопильной и деревообрабатывающей промышленности. Ветви, сучья, вершинки, горбыли, рейки, срезки сначала перерабатывают в щепу, которую, в свою очередь, на молотковых мельницах превращают в дробленку.

В качестве вяжущего используют портландцемент. Для нейтрализации действия водорастворимых веществ, замедляющих схватывание и твердение цемента, а также снижающих прочность материала, в арболитовую массу вводят минерализаторы: хлористый кальций, жидкое стекло и сернокислый алюминий совместно с известью. Арболит био- и огнестоек, обладает хорошими звуко- и теплоизоляционными свойствами, удерживает гвозди, морозостоек.

68. Продукция целлюлозно-бумажной промышленности.

Целлюлозно-бумажное производство - технологический процесс, направленный на получение целлюлозы, бумаги, картона и других сопутствующих продуктов конечного или промежуточного передела.

Поскольку для производства требуется древесина и много воды, целлюлозно-бумажные комбинаты обычно размещают на берегах больших рек, тогда появляется возможность использовать реки для сплава древесины, служащей основным сырьем для производства.

Для получения бумаги и картона используются следующие волокнистые полуфабрикаты:

макулатура — 43%

сульфатная целлюлоза — 36%

древесная масса — 12%

сульфитная целлюлоза — 3%

полуцеллюлоза — 3%

целлюлоза из недревесного растительного сырья — 3%.

Волокнистые полуфабрикаты: целлюлоза, сульфитная целлюлоза, сульфатная целлюлоза, полуцеллюлоза, макулатура, древесная масса (белая, бурая, химическая, термомеханическая и химико-термомеханическая).

69. Композиционные материалы: ДСП, ЦСП, фибролит. Их состав, свойства, применение, достоинства и недостатки.

Древесно-стружечная плита (ДСП)— листовой композиционный материал, изготовленный путем горячего прессования древесных частиц, преимущественно стружки, смешанных со связующим неминерального происхождения с введением при необходимости специальных добавок (6—18 % от массы стружек) на одно- и многоэтажных периодических прессах (0,2—5 МПа, 100—140 °С) или в непрерывных ленточных, гусеничных либо экструзионных агрегатах. Плотность — 0,5—1,0 г/см³, набухание в воде — 5—30 %, предел прочности при растяжении — не менее 0,2—0,5 МПа, предел прочности при изгибе не менее — 10—25 МПа, влажность — 5—12 %.Материал экологически небезопасен: связующие смолы, которые применяются при его производстве, выделяют вредный для человека формальдегид. Поэтому немаловажным параметром плит является предельно-допустимая концентрация вредных веществ на удельный объем, определяемый санитарными нормами. Применяются для изготовления корпусной, мягкой и другой мебели, строительных элементов, вагонов и в производстве тары.

Плиты могут быть облицованы шпоном, бумагой, полимерными пленками, пластиком.

Фибролит. Это также строительный материал, представляющий собой смесь древесной стружки, портландцемента, химических добавок. Для фибролита из древесины преимущественно хвойных пород изготавливается специальная стружка толщиной от 0,25 до 0,5 мм шириной 2-6 мм. Стружку смешивают с вяжущим и добавками (хлористым кальцием, жидким стеклом и др.), затем смесь формируют и прессуют. Фибролитовые плиты легко обрабатываются, био- и огнестойки, удерживают гвозди. Применяются для строительства каркасных домов.

Плиты цементно-стружечные. Более правильное название: цементно-древесностружечные плиты (ЦДСтП). Это строительный материал, который изготавливают прессованием древесных частиц (таких же, как и для ДСтП) с портландцементом и химическими добавками. Плиты предназначаются для ограждающих конструкций деревянных домов. Плиты водо-, морозо-, био- и огнестойки, нетоксичны, хорошо обрабатываются.

70. Продукция лесохимических производств.

Отдельную подотрасль лесопромышленного комплекса составляет лесохимический подкомплекс, объединяющий предприятия, которые производят древесный уголь, уксусную кислоту, канифоль, скипидар, эфирное масло, формалин, карбамид, метиловый спирт, кормовые дрожжи. Сырьем для лесохимического производства являются дрова лиственных видов, сосновая живица, пневый сосновый осмол, дубовая кора и др.

Живица, терпентин, смолистое вещество, выделяющееся при ранении хвойных деревьев; содержится в смоляных ходах, пронизывающих древесину сосны, кедра, ели, лиственницы. Застывшая на поверхности ствола Ж. предохраняет древесину от проникновения короедов, грибов и др., "заживляет" рану (отсюда название).

Ж. — основное сырьё для получения канифоли и скипидара. Для добычи Ж. на стволах растущих деревьев делают ряд неглубоких надрезов (т. н. подсочка). Выход Ж. в основном зависит от породы или вида дерева и климатических условий. В СССР наиболее пригодна для подсочки сосна обыкновенная (Pinus silvestris); одно дерево даёт от 0,9 до 2,0 кг Ж. в год. Сосновая Ж. — вязкая прозрачная жидкость с приятным хвойным запахом; состоит из летучей части — скипидара и нелетучих смоляных кислот (канифоли), в качестве примеси содержит поду. Вследствие испарения скипидара и кристаллизации смоляных кислот Ж. на воздухе густеет, становится мутной, напоминающей засахаренный мёд. На заводы поступает Ж., содержащая около 75% канифоли, 18% скипидара и 6% воды. Переработка Ж. заключается в её очистке, отгонке (с паром) скипидара и одновременном сплавлении твёрдых смоляных кислот.

Пихтовый бальзам, вязкая прозрачная желтоватая жидкость, содержащаяся в желваках коры пихты (сибирской). Для получения П. б. желваки прокалывают и жидкость из них выдавливают. Используют П. б. главным образом для склеивания оптических стекол и изготовления микропрепаратов.

Древесный уголь, твёрдый пористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при нагревании древесины без доступа (или при незначительном доступе) воздуха в печах и ретортах (иногда также в кострах, "кучах"). В зависимости от вида древесины из 1 м3 получают 140—180 кг угля, 280—400 кг жидкихпродуктов и около 80 кг горючих газов (см. Сухая перегонка древесины). Теплота сгорания Д. у. 30000—35000 кдж/кг (7000—8100 ккал/кг). Плотность берёзового угля 380 кг/м3, менее плотные угли дают сосна (300 кг/м3) и ель (260 кг/м3). Большая пористость Д. у. обусловливает его высокие адсорбционные свойства, Д. у. обладает способностью при обычной температуре соединяться с кислородом воздуха; этим объясняются случаи его самовозгорания. При выгрузке из печей и реторт влажность Д. у. составляет 2—4%; при хранении она повышается до 7—15%. Зольность Д. у. должна быть не более 3%, содержание летучих — не более 20%. Особенность Д. у. — низкое содержание таких примесей, как фосфор и сера, что делает его необходимым для некоторых металлургических процессов.

Д. у. широко применяют в производстве кристаллического кремния, сероуглерода, активного угля, электроугольных изделий и др., а также как топливо в быту.

Уксусная кислота представляет собой бесцветную жидкость с характерным резким запахом и кислым вкусом. Гигроскопична. Неограниченно растворима в воде. Уксусную кислоту, концентрация которой близка к 100 %, называют ледяной. 70-80 % водный раствор уксусной кислоты называют уксусной эссенцией, а 3-15 % — уксусом. Водные растворы уксусной кислоты широко используются в пищевой промышленности (пищевая добавка E260) и бытовой кулинарии, а также в консервировании.

Поиск по сайту: