В этом случае темная часть ствола называется ложным ядром.

Вопрос 20. Получение и использование производных целлюлозы

ОТВЕТ

Древесина состоит преимущественно из органических веществ (99% общей массы). Элементный химический состав древесины разных пород практически одинаков. Абсолютно сухая древесина в среднем содержит 49% углерода, 44% кислорода, 6% водорода, 0,1-0,3% азота. При сжигании древесины остаётся её неорганическая часть - зола. В состав золы входят кальций, калий, натрий, магний и другие элементы.

Целлюлоза - природный полимер, полисахарид с длинной цепной молекулой. Формула целлюлозы (C6H10O5)n, где n - степень полимеризации, равная 6000-14000. Это очень стойкое вещество, нерастворимое в воде и обычных органических растворителях (спирте, эфире и др.), белого цвета. Пучки макромолекул целлюлозы - тончайшие волоконца называются микрофибриллами. Они образуют целлюлозный каркас стенки клетки. Микрофибриллы ориентированны преимущественно вдоль длинной оси клетки, между ними находится лигнин, гемоцеллюлозы, а также вода.

В качестве сырья древесину потребляют три отрасли химической промышленности: целлюлозно-бумажная, гидролизная и лесохимическая.

Целлюлозно-бумажная промышленность вырабатывает целлюлозу для изготовления бумаги, картона и целого ряда целлюлозных материалов (производных целлюлозы), а также древесноволокнистых плит.

Основываясь на высокой химической стойкости целлюлозы, путём воздействия различных агентов на древесину переводят в раствор сопровождающие её менее стойкие вещества. Различают три группы способов промышленного получения производных  целлюлозы: кислотные, щёлочные и нейтральные. Выбор того или иного способа зависит в основном от породного состава перерабатываемого древесного сырья.

К группе кислотных способов относятся сульфитный и бисульфитный. При сульфитном способе в качестве сырья используется древесина малосмолистых хвойных (ели, пихты) и ряда лиственных пород. Бисульфитный способ позволяет использовать для получения  производных целлюлозы древесину практически любых пород.

К группе щёлочных способов относятся сульфатный и нейтральный. Наибольшее распространение получил сульфатный метод. Варка щепы ведется в растворе едкого натра и сернистого натрия. Сульфатный способ позволяет получать более прочные волокна. К достоинствам этого способа относится меньшая продолжительность варки, а также возможность осуществлять процесс по замкнутой схеме (путем регенерации щелока), что уменьшает опасность загрязнения водоемов. Этим способом получают более половины производимой в мире целлюлозы и ее производных, так как он позволяет использовать древесину любых пород.

Нейтральный - способ получения целлюлозы и ее производных из древесины лиственных пород, при котором варочный раствор содержит вещества (моносульфиты), имеющие реакцию, близкую к нейтральной.

Широкое применение находят производные целлюлозы. При взаимодействии целлюлозы с растворами едкого натра, азотной и серной кислот или уксусным ангидридом можно получить искусственные ткани (штапель, вискозный и ацетатный шёлк), кордонное волокно для изготовления автомобильных и авиационных шин, целлофан, целлулоид, кино- и фотоплёнки, нитролаки, нитроклеи и другие продукты.

При взаимодействии водных растворов кислот с древесиной происходит гидролиз целлюлозы и гемицеллюлоз, которые превращаются в простые сахара (глюкозу, ксилозу и др.) Эти сахара можно подвергать химической переработке, получая ксилит, сорбит и другие продукты. Однако гидролизная промышленность в основном ориентируется на последующую биохимическую переработку сахаров.

Реакция гидролиза происходит при довольно высокой температуре (150-190°С). При охлаждении гидролизата (водного раствора простых сахаров) образуются пары, из конденсата которых получают фурфурол. Он применяется в производстве пластмасс, синтетических волокон (нейлона), смол, изготовления медицинских препаратов (фурацилина и др.), красителей и других продуктов.

При дальнейшей переработке гидролизата получают кормовые дрожжи, этиловый спирт (этанол), углекислый газ. Этанол получают только из хвойной древесины, используют как растворитель и, всё больше, как топливо.

При нагревании древесины без доступа воздуха происходит пиролиз. В результате пиролиза образуется уголь, жижка и газы.

Древесный уголь, отличающийся высокой сорбционной способностью, применяют для очистки промышленных растворов, сточных вод, в производстве сахара, при выплавке цветных металлов, при изготовлении медицинских препаратов, полупроводников, электродов и для многих других целей.

Жижка - раствор продуктов разложения, используется в производстве антисептиков, фенолов, уксусной кислоты, метилового спирта, ацетона. Газы, образующиеся при пиролизе древесины, используют в качестве топлива.

Сырьём для лесохимической промышленности помимо низкокачественной древесины являются экстрактивные вещества. Добыча смолы (живицы) из хвойных пород достигается путём подсочки. Для этого на поверхности стволов сосны или кедра осенью наносят специальную рану (карру), из которой живица вытекает в конический приёмник. Переработка живицы осуществляется на лесохимических предприятиях, где происходит отгонка с водяным паром летучей части - скипидара и уваривание канифоли.

Скипидар широко применяется как растворитель в лакокрасочной промышленности для производства синтетической камфары. Камфара используется в производстве целлюлозы, лаков и киноплёнки. Канифоль применяют в производстве каучука, бумаги, нитролаков, электроизоляционных материалов и др.

Дубильные вещества (танниды), используемые при выделке кож получают из коры ивы, ели, лиственницы, пихты, а также из древесины дуба и каштана.

Вопрос 25. Цвет, блеск и текстура древесины различных пород

ОТВЕТ

К физическим свойствам древесины относятся: внешний вид и запах, влажность и связанные с ней изменения - усушка, разбухание, водопоглощение,  растрескивание и коробление. К физическим свойствам древесины относятся также ее плотность,  электро-, звуко- и теплопроводность, показатели макроструктуры.

Цвет древесине придают находящиеся в ней дубильные, смолистые и красящие вещества, которые находятся в полостях клеток.

Древесина пород, произрастающих в различных климатических условиях, имеет различный цвет - в жарких и южных районах она более яркая по сравнению с древесиной пород умеренного пояса. В пределах климатического пояса каждой древесной породе присущ свой особый цвет. Под влиянием света и воздуха древесина многих пород теряет свою яркость, приобретая на открытом воздухе сероватую окраску.

Древесина ольхи, имеющая в свежесрубленном состоянии светло-розовый цвет, вскоре после рубки темнеет и приобретает желтовато-красную окраску. Древесина дуба, пролежавшая долгое время в воде, приобретает темно-коричневый и даже черный цвет (мореный дуб). Меняется окраска древесины и в результате поражения ее различными видами грибов. На окраску древесины оказывает влияние также возраст дерева. У молодых деревьев древесина светлее, чем у более старых.

Цвет древесины имеет важное значение в производстве мебели, музыкальных инструментов, столярных и художественных изделий. Насыщенный богатством оттенков цвет придает изделиям из древесины красивый внешний вид. 

Блеск древесины зависит от ее плотности, количества, размеров и расположения сердцевинных лучей. Сердцевинные лучи обладают способностью направленно отражать световые лучи и создают блеск на радиальном разрезе.

Текстура - рисунок, который получается на разрезах древесины при перерезании ее волокон, годичных слоев и сердцевинных лучей. Текстура зависит от особенностей анатомического строения отдельных пород древесины и направления разреза.

Хвойные породы на тангентальном разрезе из-за резкого различия в цвете ранней и поздней древесины дают красивую текстуру. Особенно красивый рисунок имеет древесина с неправильным расположением волокон (свилеватость волнистая и путаная).

Вопрос 43. Прочность древесины  при сжатии вдоль и поперек волокон. Влияние влажности на прочность древесины

ОТВЕТ

Механические свойства древесины выражают сопротивляемость ее действию внешних сил (нагрузок), а также характеризуют развитие вызываемых ими деформаций. Для строительных деревянных конструкций наибольшее значение имеет прочность.

Показатели свойств древесины по своей величине зависят от характера действия внешних сил, которые могут быть статическими, ударными или вибрационными. Различают также кратковременные и длительные силовые воздействия.

Наиболее изучены прочностные свойства древесины при действии кратковременных статических нагрузок. Сопротивление древесины действию длительных нагрузок в настоящее время широко изучается, поскольку такие нагрузки на практике преобладают (собственный вес, снег, вес оборудования и др.).

Стандартные определения свойств древесины проводятся в лабораторных условиях при помощи специальных машин с гидравлическим или винтовым возбуждением силы, осуществляющих кратковременную статическую или ударную нагрузку. Для испытаний длительным нагружением необходимы особые рычажные или пружинные устройства.

На основании испытаний стандартных образцов могут быть получены: предел прочности - напряжение, соответствующее разрушающей кратковременной статической нагрузке; предел пропорциональности - напряжение, соответствующее точке перехода прямого участка кривой в криволинейный (этот предел для некоторых испытаний может отсутствовать); модуль упругости - показатель жесткости материала, равный тангенсу угла наклона кривой к оси абсцисс. Величина модуля упругости принимается постоянной до предела пропорциональности, а в общем случае она переменная.

Основным определением прочности древесины является испытание ее на сжатие вдоль волокон. Испытание проводится на призмочках размером 2*2*3 см. Предел прочности древесины сосны составляет 400—500 кг/см. Перед разрушением наблюдается некоторое развитие пластических деформаций. Примерно так же работает древесина при сжатии вдоль волокон по поверхности, то есть при смятии.

Значительно меньшие величины у показателей прочности древесины при сжатии или смятии поперек волокон. Сопротивление древесины смятию зависит от размеров сминаемой площади и отношения ее ко всей плоскости смятия. Чем меньше сминаемая часть по отношению ко всей плоскости, тем больше сопротивление древесины смятию. Это явление объясняется поддерживающим влиянием волокон незагруженной части а сминаемого элемента.

Предел прочности на растяжение. Средняя величина предела прочности при растяжении вдоль волокон для всех пород составляет 1300 кгс/см2. На прочность при растяжении вдоль волокон оказывает большое влияние строение древесины. Даже небольшое отклонение от правильного расположения волокон вызывает снижение прочности.

Прочность древесины при растяжении поперек волокон очень мала и в среднем составляет 1/20 часть от предела прочности при растяжении вдоль волокон, то есть 65 кгс/см2. Поэтому древесина почти не применяется в деталях, работающих на растяжение поперек волокон. Прочность древесины на растяжение поперек волокон имеет значение при разработке режимов резания и режимов сушки древесины.

Предел прочности при сжатии. Различают сжатие вдоль и поперек волокон. При сжатии вдоль волокон деформация выражается в небольшом укорочении образца. Разрушение при сжатии начинается с продольного изгиба отдельных волокон, которое во влажных образцах из мягких и вязких пород проявляется как смятие торцов и выпучивание боков, а в сухих образцах и в твердой древесине вызывает сдвиг одной части образца относительно другой.

Средняя величина предела прочности при сжатии вдоль волокон для всех пород составляет 500 кгс/см².

Прочность древесины при сжатии поперек волокон ниже, чем вдоль волокон примерно в 8 раз. При сжатии поперек волокон не всегда можно точно установить момент разрушения древесины и определить величину разрушающего груза.

Древесину испытывают на сжатие поперек волокон в радиальном и тангентальном направлениях. У лиственных пород с широкими сердцевинными лучами (дуб, бук, граб) прочность при радиальном сжатии выше в полтора раза, чем при тангентальном; у хвойных - наоборот, прочность выше при тангентальном сжатии.

Влияние влажности на механические свойства древесины значительно. При высыхании показатели прочности улучшаются, а при увлажнении - ухудшаются. Поэтому для сравнения результатов испытания деревянных элементов, полученные показатели необходимо приводить к стандартному состоянию древесины при 15% влажности. Для перехода от полученного при испытании показателя прочности к показателю , соответствующему стандартной влажности образца, существует формула приведения действительная в пределах влажности от 7 до 22%.

R15 = Rw[1+a(W - 15)],                          (1)

Коэффициент a отражает влияние влажности на данное свойство и равняется 0,04 - 0,05 для сжатия вдоль волокон, 0,04 для изгиба и 0,03 для скалывания вдоль волокон. Влияние влажности на прочность древесины при растяжении очень мало и практически может не учитываться.

ЗАДАЧА

         Определить прочность древесины березы при сжатии вдоль волокон и пересчитать ее на W= 12 %, если размеры поперечного сечения образца 2* 2 см, максимальная нагрузка 1800 кгс и влажность в момент испытания 9 %. Определить примерную прочность того же образца при сжатии поперек.

РЕШЕНИЕ

         Определим предел прочности  древесины березы при сжатии вдоль волокон:

,                   (2)

где    P max – максимальная  нагрузка, кгс

         a, b -  размеры поперечного сечения, см

         Тогда, предел прочности при сжатии при влажности 9 % равен:

1800/(2*2) = 450 (кгс/см²)

         Пересчитаем  предел прочности на влажность 12 %:

,                            (3)

где    α = 0,04

         W = 9 %

Тогда, предел прочности при влажности 12 % равен:

450*(1+0,04(9-12)) = 396 (кгс/см²)

         Предел прочности при влажности 12 % при  растяжении поперек волокон примерно равен 1/20 от предела прочности при растяжении вдоль волокон:

396/20 = 19,8 (кгс/см²)

Вопрос 53. Пороки формы ствола, их классификация, методы измерения при определении  сорта лесоматериалов, влияние на качество круглых  сортиментов и количественный выход продукции при распиловке и лущении

ОТВЕТ

Изменения внешнего вида древесины, нарушение целостности тканей и клеточных оболочек, правильности ее строения и повреждения древесины, понижающие ее качество и ограничивающие возможность ее применения, называют пороками. Пороки древесины механического происхождения, возникающие в ней в процессе заготовки, транспортирования, сортировки и механической обработки, называют дефектами.

Как правило, пороки снижают прочность и декоративность лесоматериалов, поэтому сортность древесины определяют с обязательным учетом имеющихся в ней пороков.

Пороки древесины (ГОСТ 2140-71) подразделяются на следующие группы: сучки, трещины, пороки формы ствола, пороки строения древесины, химические окраски, грибные поражения, повреждения насекомыми, инородные включения и дефекты, деформации. Каждая группа пороков подразделяется на виды и разновидности.

Большинство пороков образуется в растущем дереве вследствие ненормальных условий его роста, климатических воздействий, а также различных механических повреждений. Значительное количество пороков может образоваться в заготовленной древесине (трещины, повреждения насекомыми). Гнили возникают в растущих деревьях и лесоматериалах.

К порокам формы ствола относят сбежистость, закомелистость, наросты и кривизну.

Сбежистость представляет собой постепенное уменьшение толщины круглых лесоматериалов или ширины необрезных пиломатериалов на всем их протяжении, превышающие величину нормального сбега, равного 1 см на 1 м длины сортимента. Сбежистость увеличивает количество отходов при распиливании круглых лесоматериалов и раскрое пилопродукции.

Закомелистость - это резкое увеличение диаметра комлевой части круглых лесоматериалов или ширины необрезной пилопродукции, когда диаметр (или ширина) комлевого торца не менее чем в 1.2 раза превышает диаметр (или ширину) сортимента, измеренный на расстоянии 1 м от этого торца. Закомелистость различают округлую (сортимент имеет округлую форму поперечного сечения) и ребристую (поперечное сечение сортимента имеет звездчато-лопастную форму).

Закомелистость затрудняет применение круглых лесоматериалов по назначению, увеличивает количество отходов при их распиливании и раскрое пилопродукции, обусловливает появление в пилопродукции и шпоне радиального наклона волокон.

Наросты - резкое местное утолщение ствола различной формы и размеров, имеют свилеватую древесину. Наросты встречаются на всех породах древесины, чаще на лиственных. Наличие нароста затрудняет применение круглых лесоматериалов по назначению и осложняет их переработку. Древесина наростов вследствие перепутанности волокон, наличия завитков и глазков отличается очень красивой текстурой, поэтому высоко ценится в производстве мебели и художественных изделий, где ее применяют главным образом в виде облицовочного шпона.

Кривизна - искривление продольной оси сортимента. Она бывает простой и сложной. Простая кривизна характеризуется только одним изгибом сортимента, а сложная - несколькими изгибами сортимента.

В элементах деревянных конструкций приходится считаться с неизбежным наличием пороков и учитывать их влияние на прочность древесины. Наиболее распространенными пороками являются: косослой, сучки и трещины. Невозможно найти лесоматериал без этих пороков. Поэтому древесину необходимо применять с учетом отрицательного влияния допустимого количества пороков, установленного стандартами и техническими условиями.

Вредное влияние трещин сказывается и в том, что сквозь них внутрь элементов проникают пыль, сырость и споры грибов.

В связи с тем, что пороки древесины неустранимы, принимают меры к их ограничению в соответствии с требованиями, изложенными в госте и технических условиях на проектирование и возведение деревянных конструкций.

При заготовке леса ствол разделывают по длине на бревна трех качественных категорий. Наилучшую древесину с минимальным содержанием сучьев получают из нижней комлевой части ствола. Строительный лес, применяемый в конструкциях в виде кругляка (бревен) или пиломатериала, разделяют на сорта. Наиболее распространенным (около 70%) сортообразующим признаком является сучковатость.

ЗАДАЧА

         Еловое бревно для строительства длиной 5,1 м максимальным и минимальным диаметром в верхнем торце 20 и 19 см имеет  здоровые открытые сучки размерами 3,5 см и простую кривизну по всей длине со стрелой прогиба 7 см. Определить объем бревна, и показать схему его маркировки.

РЕШЕНИЕ

         Объем бревна  определятся по формуле:

V = П*R²*h,                           (4)

Где    П = 3,14

         R -  радиус верхнего торца, м

         h -  длина бревна, м

R = (Rmax+Rmin)/2,                       (5)

R = (0,2/2+0,19/2)/2 = 0,0975 (м)

         Тогда объем бревна равен:

V = 3,14*0,0975²*5,1 = 0,152 (м³)

Вопрос 73. Дрова для углетжения: породы, размеры, требования к влажности, допуск пороков и гнили

ОТВЕТ

 Россия - самая богатая лесом страна в мире, запасы древесины в которой определяются примерно 80 млрд. м3, что составляет около 40 % мировых запасов. Основные лесные ресурсы России сосредоточены в Сибири и на Дальнем Востоке, занимая 73 % всей площади лесов России. Преобладающими породами  при заготовке дров для углетжения являются хвойные: лиственница 37 %, сосна 19, ель и пихта 20, кедр 8 %. Запасы березы, являющейся основным сырьем для фанерной промышленности, составляют около 13%. Для выполнения целевой комплексной программы увеличения выпуска деревянных конструкций, древесных плит, картона и других видов продукции химической, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности необходимо упорно и настойчиво заниматься ускорением научно-технического прогресса.

Леса России расположены в основном в умеренном климатическом поясе и на три четверти состоят из хвойных пород. Хвойные породы в народном хозяйстве имеют преобладающее значение при заготовке дров. Это объясняется тем, что большинство хвойных пород широко распространены, доступны для эксплуатации, а древесина их обладает высокими техническими свойствами. Наибольшее значение имеют древесина сосны и ели, а затем лиственницы, пихты и кедра.

Сосна занимает около 15% всех лесов России. Более распространенной является сосна обыкновенная. Она произрастает от западных границ страны до рек Амур и Уссури на востоке, на севере она доходит до Крайнего Севера, на юге граничит с черноземной полосой, растет на Кавказе.

Сосна из северных районов европейской части России имеет более высокие показатели: мелкослойная плотная древесина с высоким содержанием поздней зоны, относительно неширокой заболонью. Древесина сосны используется в  заготовке дров для углетжения.

Ель занимает около 12% покрытой лесом площади. Ель обыкновенная произрастает на европейской части территории России. На севере она доходит до границы древесной растительности, на юге - до северной границы черноземной полосы, растет от западных границ до Урала. Ель имеет мутовчатые сучки, чем и отличается от сосны.

Ель обыкновенная, произрастающая в северных районах страны, по физико-механическим свойствам дает более лучшие дрова.

Древесина ели из-за большей сучковатости обрабатывается несколько хуже. Преимущества ее - однородность строения, белый цвет и малая смолистость.

Лиственница занимает около 40% площади всех лесов нашей страны.

Древесина лиственницы имеет высокие физико-механические свойства: плотность и прочность ее древесины почти на 30% выше, чем древесины сосны. Она обладает высокой стойкостью против гниения, что обусловливает использование ее при заготовке дров.

В дровах приходится считаться с неизбежным наличием пороков и учитывать их влияние на прочность древесины. Наиболее распространенными пороками являются: косослой, сучки и трещины. Невозможно найти дрова  без этих пороков. Поэтому древесину необходимо применять с учетом отрицательного влияния допустимого количества пороков, установленного стандартами и техническими условиями.

Косослой. Выражается в отклонении волокон древесины от направления оси элемента. Чем больше это отклонение, тем хуже качество дров для углетжения

Сучковатость. Наиболее распространенный сильно снижающий качество дров порок. Вред, причиняемый сучками, зависит от размеров, количества, расположения и состояния их, а также от размеров прилегающей к сучку зоны присучкового косослоя.

Самыми опасными являются сучки, выходящие на кромку или на ребро элемента. Наличие таких сучков сопровождается большим количеством перерезанных волокон в зоне присучкового косослоя.

Трещины. Нарушают цельность древесины, создают опасность расслоения элементов. Наиболее опасными являются трещины по плоскостям скалывания в соединениях. Необходимо учитывать, что при применении недостаточно просушенного леса трещины развиваются в конструкциях после их установки на место; за развитием трещин должен быть установлен тщательны и надзор.

Вредное влияние трещин сказывается и в том, что сквозь них внутрь элементов проникают пыль, сырость и споры грибов.

Гниение дров - биохимический процесс, сопровождающийся ее разрушением. Возбудителем гниения являются грибы. Грибы относятся к простейшим растительным организмам, получающим необходимые для питания органические вещества от других живых или мертвых растений. Наиболее опасными для деревянных конструкций являются грибы, питающиеся и развивающиеся на мертвой, то есть срубленной, древесине. К ним относятся домовые грибы.

Последовательность развития гриба следующая: спора - гифа - мицелий (грибница) - плодовое тело - спора. Заражение древесины происходит двумя путями: спорами, которые при благоприятных условиях температуры и влажности прорастают на древесине, образуя гифы - мицелий, или соприкосновением здоровой древесины с гнилой, на поверхности которой имеется живая грибница. Вследствие этого запрещается хранение здорового лесоматериала с гниющим.

Гифы - это тончайшие нити толщиной до 5 микронов (0,005 мм). Развиваясь, они образуют в толще древесины мицелий, а на поверхности ее грибницу (воздушный мицелий). Из сплетения гиф состоят пленки и шнуры гриба. Шнуры некоторых домовых грибов достигают нескольких метров длины, 5 - 10 мм толщины и более.

Плодовое тело гриба - это плотное скопление мицелия, образующего спороносный слой, на поверхности которого происходит образование спор. Споры в очень больших количествах - разносятся ветром, насекомыми и т. п.

Домовые грибы разрушают дрова, то есть основную составную часть клеточных стенок. Такая гниль называется деструктивной. Деструктивную гниль вызывают также биржевые грибы, разрушающие древесину на складах. Лесные грибы, разрушающие дрова, в основном вызывают коррозионную гниль, при которой разрушению подвергается лигнин.

Гниение дров, вызываемое домовыми грибами, состоит из двух этапов. На первом этапе дрова, присоединяя к себе под влиянием ферментов гриба молекулу воды, превращается в глюкозу. На втором этапе глюкоза в процессе жизнедеятельности гриба окисляется и превращается в углекислоту и воду.

Таким образом, гниение дров сопровождается на первом этапе потреблением воды, а на втором - ее выделением и увлажнением гниющих дров. Происходит постепенное разрушение клеточной ткани; дрова теряют в весе, в них появляются продольные и поперечные трещины разной величины, в результате чего они распадается на кусочки в виде кубиков или призмочек, или расслаивается по годовым слоям. Разрушение идет до полной потери прочности дров. К домовым грибам относятся: настоящий домовый гриб, белый домовый гриб, коричневый домовый гриб и др.

Наиболее благоприятными условиями для развития дерево - разрушающих грибов являются: влажность дров, для различных грибов колеблющаяся в пределах от 20 до 70%, температура - от 15 до 35°, наличие кислорода, без которого гриб не растет (например, под водой).

Изменяя эти условия, можно предотвратить загнивание дров.

ЗАДАЧА

Определить объем в складочных  и плотных мерах поленницы лиственных колотых дров, длиной 1,25 м. Длина поленницы 40м, в том числе 4 клетки, замеры высоты: 0,95;0,90 и 1,15 м, длина диагонали 7,5 м, сумма отрезков диагонали на торцах поленьев 4,8 м.

РЕШЕНИЕ

1)    Определим среднее значение высоты поленницы исходя из имеющихся замеров:

0,95+0,9+1,15/3 = 1 (м)

2) Определим ширину поленницы, при условии, что ее диагональ равна 7,5 м:

                                                        х м

Отсюда, х² = 7,5²- 1²

         Х  = 7,43 (м)

         Значит, ширина поленицы равна 7,43 м.

3)    определим  ширину клетки, разделив ширину поленицы на 4:

7,43/4 = 1,86 (м)

4) Объем клетки равен произведению длины, ширины и высоты:

1,86*1*40 = 74,4 (м³)

5) Общий складочный объем дров равен

74,4*4 = 297,6 (м³)

6) Число дров в клетке определяем делением длины клетки на длину бревна:

40/1,25 = 32 (шт.)

Общее число поленьев в поленнице:

32*4 = 128 (шт.)

7) Определим диагональ одного поленья делением общей суммы отрезков диагоналей на торцах поленьев на количество  поленьев всего:

4,8 /128 = 0,0375 (м)

8) Определяем объем  одного полена по формуле

V = П*R²*h,                           (6)

Где    П = 3,14

         R -   радиус  торца полена, м

         h -  длина полена, м

V = 3,14*(0,0375/2)²*1,25 = 0,0014 (м³)

9) общий  плотный объем всех поленьев:

128*0,0014 = 0,1792 (м³)

Вопрос 86. Заготовки общего назначения

ОТВЕТ

По существующим гостам кругляк разделяется на три сорта, брусья - на пять (1-й, 2-й, 3-й, 4-й и 5-й), доски и бруски - на шесть (отборный, 1-й, 2-й, 3-й, 4-й и 5-й). Разделение лесоматериала по сортам, рассчитанное на широкое применение древесины в народном хозяйстве, не обеспечивает полностью надежную работу элементов деревянных конструкций, для которых основное значение имеет прочность древесины. Для этой цели необходимо дополнительное ограничение пороков в соответствии с работой элемента в конструкции, так как влияние пороков неодинаково для различных видов сопротивления древесины.

В особо ответственных случаях требуется определять пределы прочности древесины. При лабораторных испытаниях стандартных образцов эти показатели должны быть не ниже: на сжатие вдоль волокон - 300 кг/см², на изгиб - 500 кг/см².

В условиях строительной площадки могут применяться скоростные «полевые» способы определения показателей прочности: огнестрельный способ К. П. Кашкарова - по глубине проникания в древесину пули мелкокалиберной винтовки или способ Симинского - Серенсена - по количеству работы, затраченной на разрушение единицы объема древесины при сверлении.

Круглый лесоматериал хвойных пород разделяется на: строительные бревна - диаметром в верхнем отрубе d=120 - 300 мм, длиной от 4 до 9 м (ходовая длина - 6,5 м); подтоварник - бревна диаметром d=80 - 110 мм; жерди - d=30 - 70 мм.

Пиломатериал разделяется на: доски - толщиной не более 100 мм при отношении b: с>2; бруски - толщиной не более 100 мм при отношении b : с>2; брусья - толщиной более 100 мм; пластины и четвертины - бревна, распиленные вдоль на 2 или 4 равные части.

Длина товарного пиломатериала должна быть не более: хвойных пород - 6,5м, лиственных - 5 м, для мостостроения - 9,5 м.

По характеру обработки пиломатериал делится на обрезной - у которого все четыре стороны пропилены, а размеры обзолов не превышают допускаемых, и необрезной - у которого пласти пропилены, а кромки не пропилены или пропилены частично и величины обзолов больше, чем допускается в обрезном пиломатериале. При проектировании деревянных конструкций следует стремиться к сокращению количества применяемых сортиментов. При этом облегчается процесс лесопиления, деревообработки и сортировки лесоматериала по качественным категориям, повышается качество изготовления деревянных конструкций.

Фанера, применяемая в строительных конструкциях, должна обладать водостойкостью и надлежащим качеством шпона и склейки. В зависимости от качества ее разделяют на 4 сорта: В, ВВ, С и НВ. В наиболее напряженных частях конструкций следует применять фанеру высшего сорта НВ, у которого средние листы шпона должны быть не ниже сорта ВВ.

По водостойкости различают: фанеру повышенной водостойкости (марок ФВФ и ФСФ) и фанеру средней водостойкости (марок ФК и ФБА).

Размеры фанеры по СНиП установлены: по длине - до 3 м и по ширине - до 2 м с градацией через 0,1 м; по толщине - 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 15 мм. Фанерные плиты изготовляются толщиной 15 - 45 мм. Фанера, изготовляемая на существующем оборудовании, может иметь размеры по длине 1525 и 1830 мм и по ширине 1220 и 1525 мм (ГОСТ 3916-55).

Фанера повышенной водостойкости марки ФВФ применяется для несущих конструкций в открытых, не защищенных от атмосферных воздействий сооружениях с окраской, фанера марки ФСФ - для защищенных несущих конструкций в помещениях с влажностью воздуха не выше 70% без окраски; для кровельных щитов фанера марки ФСФ применяется с гидроизоляцией, а для стен и других наружных частей зданий - с окраской.

Фанера средней водостойкости марок ФК и ФБА применяется для несущих конструкций в помещениях с влажностью не выше 70% - с окраской, а также для перегородок, внутренней обшивки и других внутренних частей зданий - без окраски.

Список литературы

1. Фенгел Д., Вегенер Г. Древесина: химия, ультраструктура, реакции. М.: Лесн. пром-сть, 1988.

2. Бойлс Д. Биоэнергия: технология, термодинамика, издержки. М.: Агропромиздат, 1987.

3. Кузнецов Б.Н. Катализ химических превращений угля и биомассы. Новосибирск: Наука, 1990.

4. Кузнецов Б.Н. Органический катализ: Учеб. пособие. Ч. 2. Катализ в процессах химической переработки угля и биомассы. Красноярск: КГУ, 1986.

5. Морозов Е.Ф. Производство фурфурола: вопросы катализа и новые виды катализаторов. М.: Лесн. пром-сть, 1988.

6. Никитин В.М. Теоретические основы делигнификации. М.: Лесн. пром-сть, 1981.

7. Кузнецов Б.Н., Щипко М.Л., Кузнецова С.А., Тарабанько В.Е. Новые подходы в переработке твердого органического сырья. Красноярск: ИХПОС СО РАН, 1991.

8. Чудаков М.И. Промышленное использование лигнина. М.: Лесн. пром-сть, 1983.

9. Левин Э.Д., Репях С.М. Переработка древесной зелени. М.: Лесн. пром-сть, 1984.