Ministerstvo školstva regiónu Ryazan

Regionálne štátne rozpočtové školstvo

Inštitúcia stredného odborného vzdelávania

"Kasimovského technická škola vodnej dopravy"

Pracovný program akademickej disciplíny

OPD.03. Veda o materiáloch

Kasimov

2013

Pracovný program akademickej disciplíny bol vypracovaný na základe spolkového štátu vzdelávací štandard(ďalej len federálny štátny vzdelávací štandard) povolania základného odborného vzdelávania (ďalej len NPO) 262023.01 „Majster stolár a výroba nábytku».

SCHVÁLENÉ:

Riaditeľ OGBOU SPO "KTVT"

Shmelev A.V.

"__" __________ 2013

MP

Vývojár:

Lartsin Alexander Nikolaevich, učiteľ OGBOU NPO “KTVT”, 1. kvalifikačná kategória

Koordinované s metodickou komisiou všeobecnovzdelávacích odborov a odborných modulov

Zápisnica MK č. _____ zo dňa „__“ ________2013.

Predseda komisie _______ / Orlová O.V.

	PAS PRACOVNÉHO PROGRAMU VZDELÁVACEJ DISCIPLÍNY
	ŠTRUKTÚRA A OBSAH AKADEMICKEJ DISCIPLÍNY
	PODMIENKY REALIZÁCIE AKADEMICKEJ DISCIPLÍNY
	KONTROLA A HODNOTENIE VÝSLEDKOV Zvládnutia AKADEMICKEJ DISCIPLÍNY

1. PASPORT PRACOVNÉHO PROGRAMU AKADEMICKÉHO DISCIPLÍNY

"Veda o materiáloch"

1.1. ROZSAH UČIVA

Pracovný program akademickej disciplíny „Náuka o materiáloch“ je súčasťou hlavného odboru vzdelávací program v súlade s federálnym štátnym vzdelávacím štandardom pre profesiu NPO 262023.01 „Majster stolárskej a nábytkárskej výroby“.

Pracovný program akademickej disciplíny „Náuka o materiáloch“ sa môže použiť aj dodatočne odborné vzdelanie(v nadstavbových vzdelávacích a rekvalifikačných programoch) a odborného vzdelávania pracovníci v oblasti výroby stolárskych a nábytkárskych výrobkov.

1.2. MIESTO DISCIPLÍNY V ŠTRUKTÚRE ZÁKLADNÉHO ODBORNÉHO VZDELÁVANIA: DISCIPLÍNA JE SÚČASŤOU VŠEOBECNÉHO ODBORNÉHO CYKLU.

1.3. CIELE A CIELE DISCIPLÍNY - POŽIADAVKY NA VÝSLEDKY Zvládnutia disciplíny:

byť schopný :

• vybrať a použiť základné konštrukčné a pomocné materiály na výrobu stolárskych a nábytkárskych výrobkov;
• určovať druhy dreva, triediť drevo podľa chýb, racionálne ho využívať pri výrobe stolárskych a nábytkárskych výrobkov;
• skladovať a sušiť drevo a rezivo;
• vyberať a používať drevené materiály (dyhu, preglejku, drevotrieskové dosky a drevovláknité dosky) na výrobu stolárskych a nábytkárskych výrobkov;
• vybrať a používať pri práci upevňovacie prvky, kovanie, príslušenstvo, sklenené výrobky, zrkadlá a iné pomocné materiály.

V dôsledku zvládnutia disciplíny musí žiak

vedieť:

• konštrukčné a pomocné materiály na výrobu stolárskych a nábytkárskych výrobkov;
• štruktúra dreva a dreva, jeho fyzikálne, chemické a mechanické vlastnosti, špecifiká použitia pri výrobe stolárskych a nábytkárskych výrobkov;
• hlavné druhy dreva, ich vlastnosti, druhy a druhy dreva, základy lesníckeho merchandisingu;
• pravidlá skladovania a sušenia dreva a reziva;
• špecifiká a sortiment drevných materiálov, ich rozsah;
• špecifiká a sortiment spojovacieho materiálu, kovania, kovania, sklenených výrobkov, zrkadiel a iných pomocných materiálov.

1.4. POČET HODÍN NA Zvládnutie PROGRAMU DISCIPLÍNY:

Maximálne zaťaženie študenta je 84 hodín, vrátane:

Povinná vyučovacia záťaž študenta v triede je 60 hodín;

Samostatná práca študenta - 24 hod.

2. ŠTRUKTÚRA A OBSAH ŠKOLSKEJ DISCIPLÍNY

Rozsah akademickej disciplíny a typy akademickej práce

Druh výchovnej práce	Množ hodina.
Povinná vyučovacia záťaž v triede (celková)
počítajúc do toho:
Praktické lekcie
Samostatná práca študenta (celkom)
Záverečné skúškyvo forme diferencovaného úveru

2.2. TEMATICKÝ PLÁN A OBSAH AKADEMICKEJ DISCIPLÍNY „VEDA O MATERIÁLOCH“

názov sekcie a témy	Laboratórne a praktické práce, samostatná práca žiakov	Objem hodiny	Majstrovská úroveň
Časť 1. Základné informácie o dreve.
Téma 1.1. Štruktúra dreva a dreva
		Stromová štruktúra. Časti rastúceho stromu: korene, kmeň, koruna, ich účel
		Rezy dreva: radiálne, tangenciálne a priečne
		Makroskopická štruktúra dreva. Štruktúra kmeňa: kôra, lyko, kambium, beľ, jadro a dreň.
		Mikroskopická stavba dreva: tkanivá a cievy dreva, bunková stavba dreva
	Výrazný vonkajšie znaky radiálne, tangenciálne, priečne rezy. Vplyv štruktúry dreva na kvalitu spracovania.
Sekcia 2. Vlastnosti dreva
Téma 2.1. Fyzikálne vlastnosti drevo		Vlastnosti, ktoré určujú vzhľad a vôňu dreva
		Ukazovatele makroštruktúry.
		Vlhkosť dreva a vlastnosti súvisiace s jeho zmenami.
		Hustota dreva
		Tepelné, elektrické.
		Praktická práca
		Stanovenie obsahu neskorého dreva v ročnej vrstve.
		Stanovenie rovnovážnej vlhkosti dreva.
Téma 2.2. Chemické vlastnosti dreva		Chemické zloženie drevo a kôra, základné chemické reakcie.
Téma 2.3. Mechanické a technologické vlastnosti dreva		Mechanické vlastnosti dreva.
		Trvanlivosť dreva.
		Tvrdosť dreva.
		Technologické vlastnosti dreva.
		Praktická práca
		Určenie typu deformácie pomocou navrhnutých vzoriek.
	Samostatná práca pre študentov: Chemické zloženie dreva. Stanovenie ukazovateľov makroštruktúry Načítava drevené remeslá a dizajnov.
Sekcia 3. Chyby dreva a ich vplyv na fyzikálne a mechanické vlastnosti dreva
Téma 3.1 Chyby dreva
		Chyby v tvare kmeňa: vyklenutie, hrudkovité výrastky, zakrivenie.
		Chyby v štruktúre dreva.
		Uzly, ich typy a rozmery. Trhliny. Typy trhlín.
		Druhy poškodenia dreva.
		Chyby pri reze. Deformovanie rôznych tvarov
		Praktická práca
		Stanovenie chýb dreva na vzorkách (plagátoch). Sučky. Stanovenie chýb dreva na vzorkách (plagátoch). Chyby v štruktúre dreva.
	Samostatná práca pre študentov: Charakteristické rozdiely medzi chybami dreva a chybami dreva Príčiny chýb spracovania dreva, deformácie a vhodnosť jeho použitia v určitých výrobkoch.
Časť 4. Charakteristika základných drevín a ich priemyselné využitie
Téma 4.1. Hlavné druhy dreva
		Základné makroskopické charakteristiky dreva na určovanie druhov.
		Prsteň - cievne tvrdé dreviny: dub, jaseň, brest, brest, karach.
		Rozšírené-cievnaté listnaté druhy. Zahraničné plemená:
		Praktická práca
		Definícia ihličnatých druhov vonkajšími znakmi. Identifikácia listnatých kruhovocievnych druhov podľa vonkajších charakteristík. Identifikácia listnatých diseminovaných cievnych druhov podľa vonkajších charakteristík.
	Samostatná práca pre študentov: Charakteristika rôznych druhov dreva na základe makroskopických charakteristík s opodstatnením ich použitia v stolárskych a nábytkárskych výrobkoch
Sekcia 5. Okrúhle lesné materiály
Téma 5.1. Rezivo a prírezy
		Klasifikácia dreva, menovité rozmery, triedenie, prirážky a tolerancie; vlastnosti dreva.
		Praktická práca
		Vykonávanie merania, účtovania a označovania reziva a prírezov.
	Samostatná práca pre študentov: Spôsoby získavania lesných produktov. Vlastnosti guľatiny. Účtovanie, určovanie objemu a označovanie guľatiny.
Časť 6. Zabezpečenie trvanlivosti dreva.
Téma 6.1. Skladovanie, sušenie a ochrana dreva		Sklad dreva Význam správne skladovanie drevo; spôsoby, ako ho uložiť. Sušenie dreva.
		Antiseptické ošetrenie dreva. Účel. Ochranné prostriedky. Antiseptické roztoky. Typy antiseptických kompozícií: vodné, olejové, pasty. Antiseptické metódy. Maľovanie, impregnácia, náter, suché antiseptikum. Ochrana pred ohňom.
	Samostatná práca pre študentov: Výhody a nevýhody metód sušenia dreva. Potreba konzervácie dreva, jeho konzervácie a požiarnej ochrany. Metódy povrchovej aplikácie drevené časti, štruktúry, produkty, antiseptické a protipožiarne zlúčeniny.
Časť 7. Materiály na báze dreva
Téma 7.1. Drevené doskové a doskové materiály
		Rezaná a lúpaná dyha: spôsoby výroby, typy a použitie. Charakteristika dyhy, jej výroba, triedy, veľkosti. Preglejka.
		Drevotrieskové dosky (drevotrieskové dosky) a drevovláknité dosky (drevovláknité dosky), ich druhy, výroba, značky, rozmery hlavného plechu, použitie pri výrobe stolárstva a výroby nábytku
		Stolárske dosky a panely. Koncept drevených dosiek a panelov.
		Praktická práca
		Určenie druhu plošného materiálu zo vzoriek. Štúdium značiek drevotrieskových dosiek
	Samostatná práca pre študentov: Sortiment frézovaných drevených dielov. Návrhy okenných, balkónových, dverových blokov, parapetné dosky, základné štandardné veľkosti, typy povrchovej úpravy. Drevohliníkové okná, ich prevedenie a použitie
Sekcia 8. Lepidlá a farby a laky.
Téma 8.1. Adhézne kompozície.
		Všeobecné informácie o lepidlách. Druhy, skupiny, klasifikácia, základné vlastnosti, vlastnosti lepidiel a požiadavky na ne. Pojem lepidlo, rozpúšťadlá a pomocné materiály(látky) zahrnuté v zložení lepidiel, o priľnavosti, viskozite, koncentrácii roztoku lepidla, vodeodolnosti, životnosti, biologickej odolnosti, vytvrdzovaní lepidiel za tepla a za studena. Vzhľad lepidiel.
Téma 8.2. farby a laky		Materiály na prípravu povrchu dreva a drevených materiálov na konečnú úpravu: základné nátery, tmely, plnivá.
		Filmotvorné látky a laky. Farby a emaily.
		Praktické lekcie
		Štúdium hlavných skupín lepidiel. Štúdium materiálov na konečnú úpravu dreva.
		Štúdium glutínových a kazeínových lepidiel vonkajšími charakteristikami Príprava pracovného zloženia lepidiel
	Samostatná práca pre študentov: Druhy, vlastnosti, pravidlá skladovania, použitie v stolárstve nábytkárske práce ah lepidlo na báze syntetických živíc. Lepiace fólie, pásky na báze papiera, syntetických živíc a lepidiel, ich druhy, veľkosti, vlastnosti a použitie.
Sekcia 9. Film a listové materiály pre obkladové stolárstvo
Téma 9.1. Obkladové materiály
		Filmové materiály na papierovej báze (priehľadné a nepriehľadné). Všeobecné informácie o výrobe fólií zo špeciálneho papiera.
		Filmové materiály na báze polymérov. Druhy filmových materiálov. Obkladové plechové materiály.
	Samostatná práca pre študentov: Výroba fólií zo špeciálneho papiera. Druhy, značky, vlastnosti, predná plocha obkladového materiálu, spôsoby upevnenia. Typy, vlastnosti na báze polymérov.
Časť 10. Kovanie a upevňovacie prvky
Téma 10.1. Hardvér a nábytkového kovania.
		Kovové spojovacie prvky. Spojovacie prvky používané v stolárstve, sklárstve a výrobe nábytku; nechty: (tesárske, dokončovacie, dekoratívne, sklenené).
		Nábytkové kovania. Účel a typy nábytkového kovania a upevňovacích prvkov nábytku: kravaty, pánty. skrutky. zámky (zadlabacie, zadlabávacie, stropné), držiaky, nábytkové úchytky, západky, konzoly, výrobky pre funkčné vybavenie skriňového nábytku. Dizajn, typy spojovacích výrobkov: uholníky, dosky
		Praktická práca
		Štúdium základných kovových spojovacích prvkov a nábytkového kovania pomocou vzoriek.
		Diferencovaný úver.
		CELKOM

3. PODMIENKY REALIZÁCIE ŠKOLSKEJ DISCIPLÍNY

3.1. POŽIADAVKY NA MINIMÁLNU MATERIÁLOVÚ A TECHNICKÚ PODPORU

Implementácia akademickej disciplíny si vyžaduje prítomnosť triedy „Náuka o materiáloch“

Vybavenie učebne:

• sedenie podľa počtu študentov;
• učiteľské pracovisko;
• nastaviť vzdelávacie vizuálne pomôcky"Veda o materiáloch";
• štandardné vzorky dreva rôznych druhov, makro a mikroštruktúra dreva;
• albumy s chybami dreva;
• vzorky dreva rôznych druhov;
• vzorky drevených výrobkov;
• vzorky lepiacich fólií a pások;
• vzorky základných kovových spojovacích prvkov a nábytkového kovania.

Technické tréningové pomôcky:

• počítač.

3.2. INFORMAČNÁ PODPORA ŠKOLENIA.

Hlavná literatúra:

1. Stepanov B.A. Učebnica náuky o materiáloch pre profesie súvisiace so spracovaním dreva: pre začiatočníkov. Prednášal prof. vzdelanie. – M.: Edičné stredisko „Akadémia“, 2009.-328 s.

Doplnková literatúra:

1. Stepanov B.A. Príručka tesára a stolára: učebnica. návod pre začiatočníkov Prednášal prof. vzdelanie. – M.: Edičné stredisko „Akadémia“, 2010.-304 s.
2. Príručka Majster stolárskej a nábytkárskej výroby: učebnica. návod pre začiatočníkov Prednášal prof. vzdelanie. – M.: Edičné stredisko „Akadémia“, 2010.-304 s.
3. Klyuev G.I. Tesár (základný stupeň): učebnica. príspevok. – M.: Edičné stredisko „Akadémia“, 2007.-80 s.

4. KONTROLA A HODNOTENIE VÝSLEDKOV Zvládnutia AKADEMICKEJ DISCIPLÍNY

Sledovanie a hodnotenie výsledkov zvládnutia akademickej disciplíny vykonáva učiteľ v procese dirigovania praktické hodiny A laboratórne práce, testovanie, ako aj študenti vykonávajúci jednotlivé hodiny, projekty a výskumy.

Výsledky vzdelávania (osvojené zručnosti, nadobudnuté vedomosti)	Formy a metódy sledovania a hodnotenia výsledkov vzdelávania
Zručnosti:
Opísať štruktúru dreva rôznych druhov, makro- a mikroštruktúru dreva. Určte chyby tvaru kmeňa, štruktúry dreva, chemické škvrny a biologické poškodenie	Praktické lekcie Testovanie
Určite hustotu a vlhkosť vzoriek dreva a porovnajte ich s normou	Praktické lekcie
Stanovte mechanické vlastnosti dreva rôznych druhov pomocou štandardných vzoriek	Praktické lekcie
Identifikujte druhy dreva podľa vonkajších charakteristík a vlastností
Rozlišujte lepidlá podľa vonkajších charakteristík a pripravte pracovné zloženie lepidiel	Praktické lekcie Testovanie
Identifikujte kovové spojovacie prvky a nábytkové kovania podľa vzorov	Praktické lekcie
Vedomosti:
o účele častí stromu; charakterizovať rezy dreva pomocou vzoriek, načrtnúť charakteristické vonkajšie znaky radiálnych, tangenciálnych a priečnych rezov.	Praktické lekcie Testovanie
o vlastnostiach, ktoré určujú vzhľad dreva; typy vlhkosti dreva	Samostatná práca
o mechanických a technologických vlastnostiach dreva	Mimoškolská samostatná práca
O metódach antiseptického dreva, jeho konzervácii a protipožiarnej ochrane	Praktické lekcie Testovanie
O druhoch lesných materiálov a reziva	Praktické lekcie
O technológii výroby dýhy, preglejky, preglejkových drevotrieskových dosiek a drevovláknitých dosiek, ich druhoch, veľkostiach, triedach.	Mimoškolská samostatná práca
základné informácie o lepidlách, farbách a lakoch, ich účele a vlastnostiach.	Praktické hodiny, mimoškolská samostatná práca
základné informácie o kovových výrobkoch a nábytkovom kovaní	Praktické lekcie

Rastúce stromy majú tieto zložky: korene, kmeň, konáre, listy. Koreňový systém Stromy fungujú ako dodávateľ vlahy a živín z pôdy cez kmeň a konáre až po listy. Korene navyše udržujú stromy vo vzpriamenej polohe. Cez konáre sa vlhkosť dostáva do listov, v ktorých prebieha proces fotosyntézy - premena žiarivej energie slnka na energiu chemických väzieb organických látok s absorpciou zo vzduchu. oxid uhličitý a uvoľňovanie kyslíka. Nie je náhoda, že lesy sa nazývajú pľúcami planéty. Produkty fotosyntézy z listov sa cez konáre prenášajú na zvyšok stromov – kmeň a korene. Vetvy teda fungujú ako kanály, ktorými dochádza k výmene látok medzi listami a zvyškom stromu.

Ihličnaté stromy - borovica, céder, smrek, smrekovec - majú úzke listy- ihličie a opadavé druhy - široké listy. Listnaté dreviny rastú spravidla hlavne v miernych a južných šírkach a ihličnaté stromy hlavne v severných šírkach.

V závislosti od druhu a klimatických podmienok rastu majú stromy rôzne výšky a priemery kmeňov. Sú však rozdelené do troch kategórií. Do prvej kategórie patria stromy prvej veľkosti, ktoré dosahujú výšku 20 m a viac. Sú to smrek, céder, smrekovec, borovica, breza, osika, lipa, dub, jaseň, javor atď.

V trópoch a subtrópoch dosahuje výška jednotlivých stromov 100 m a viac. Do druhej kategórie patria stromy druhej veľkosti s výškou 10–20 m. Ide najmä o vŕbu, jelšu, jarabinu a pod. Do tretej kategórie patria stromy tretej veľkosti, ktorých výška je 7–. 10 m Sú to jablone, čerešne, borievky atď.

Priemer kmeňa stromu sa pohybuje vo všeobecnosti od 6 do 100 cm alebo viac a závisí od druhu, veku stromov a klimatických podmienok rastu. IN v niektorých prípadoch priemer kmeňov stromov môže presiahnuť 3 m - v duboch, topoľoch a niektorých ďalších druhoch.

Drevo sa získava rezaním kmeňov stromov po odstránení konárov. V tomto prípade je výťažnosť dreva 90 a viac percent objemu kmeňa stromu. V počiatočnom štádiu spracovania dreva sa vytvorí priečna alebo koncová časť kmeňa.

Prierez odhaľuje: kôru, ktorá pokrýva vonkajšok kmeňa a skladá sa z vonkajšej vrstvy - kôry a vnútornej vrstvy - lykové kambium - tenká vrstva neviditeľná okom medzi kôrou a drevom (počas rastu zo stromov sa živé bunky kambia delia a vďaka tomu strom rastie do hrúbky); beľové drevo je živá zóna dreva; jadro, ktoré susedí s jadrom kmeňa a predstavuje mŕtvu centrálnu zónu, ktorá sa nezúčastňuje fyziologických procesov; jadro, ktoré sa nachádza v strede a predstavuje voľné tkanivo s priemerom 2–5 mm alebo viac (v závislosti od druhu a veku stromu).

V ruskom lesnom priemysle sú hlavným predmetom ťažby kmene stromov a konáre a vetvičky sa spaľujú alebo používajú na palivové drevo. V Kanade, Švédsku a Fínsku sa všetky zložky stromov recyklujú, takže straty dreva sú tam minimálne a výťažnosť papiera, kartónu a iných vecí je maximálna.

2. Makroskopická stavba dreva

Pomocou prierezu kmeňa stromu možno určiť hlavné makroskopické znaky: beľové drevo, jadrové drevo, ročné vrstvy, dreňové lúče, cievy, živicové kanáliky a drene.

U mladých stromov všetkých druhov pozostáva drevo iba z beľového dreva. Potom, ako rastú, živé prvky okolo jadra odumierajú, dochádza k upchávaniu ciest vedúcich vlhkosť a dochádza v nich k postupnému hromadeniu extraktívnych látok - živíc, trieslovín, farbív U niektorých stromov - borovica, dub, jabloň a ostatní -

centrálna zóna kmeňa stmavne. Takéto stromy sú tzv zvuk. Pri iných stromoch je farba centrálnej zóny a beľového dreva kmeňa rovnaká. Volajú sa bezjadrový.

Bezjadrové stromy sú rozdelené do dvoch skupín: zrelé drevité(lipa, jedľa, buk, smrek), v ktorých je vlhkosť v strednej časti kmeňa nižšia ako v okrajovej časti a beľové drevo, ktorého vlhkosť je prierez kmeň je rovnaký (breza, javor, gaštan atď.). Okrem toho sa hmotnosť beľového dreva zmenšuje od vrchu k pažbe a tiež so zvyšujúcim sa vekom stromu.

Vek stromov sa dá určiť podľa počtu ročných vrstiev, ktoré narastú jeden za rok. Tieto vrstvy sú jasne viditeľné na priereze kmeňa. Sú to sústredné vrstvy okolo jadra. Okrem toho sa každý letokruh skladá z vnútornej a vonkajšej vrstvy. Vnútorná vrstva sa tvorí na jar a začiatkom leta. To sa nazýva skoré drevo. Vonkajšia vrstva sa tvorí koncom leta. Skoré drevo má nižšiu hustotu ako neskoré drevo a viac svetlá farba. Šírka ročných vrstiev závisí od mnohých dôvodov: po prvé od poveternostných podmienok počas vegetačného obdobia; po druhé, na podmienkach rastu stromu; po tretie, z plemena.

Na priereze stromov môžete vidieť dreňové lúče, ktoré prechádzajú zo stredu kmeňa do kôry. V listnatých stromoch zaberajú až 15% objemu dreva, v ihličnatých stromoch - 5–6% a čím je ich počet väčší, tým horšie sú mechanické vlastnosti dreva. Šírka jadrových lúčov sa pohybuje od 0,005 do 1,0 mm v závislosti od druhu stromu. Ihličnaté drevo sa od listnatého líši tým, že obsahuje bunky, ktoré produkujú a uchovávajú živicu. Tieto bunky sú zoskupené do horizontálnych a vertikálnych živicových kanálikov. Dĺžka vertikálnych kanálikov sa pohybuje od 10 do 80 cm s priemerom asi 0,1 mm a horizontálne živicové kanály sú tenšie, ale je ich veľa - až 300 kusov na 1 cm2.

Listnaté drevo má cievy v podobe sústavy buniek na prenos vody a v ňom rozpustených minerálov z koreňov do listov. Nádoby majú tvar rúrok s priemernou dĺžkou 10 cm a priemerom 0,02-0,5 mm a u niektorých druhov drevín sú sústredené v skorých zónach ročných vrstiev. Nazývajú sa kruhovo-vaskulárne.

U stromov iných druhov sú cievy rozmiestnené vo všetkých ročných vrstvách. Tieto stromy sa nazývajú rozptýlené-vaskulárne.

3. Mikroskopická stavba dreva ihličnatých a listnatých stromov

Drevo ihličnatých stromov má určitú mikroštruktúru, ktorá sa dá zistiť pomocou mikroskopov, ako aj chemických a fyzikálnych metód výskumu Drevo ihličnatých stromov sa od listnatých líši pomerne pravidelnou štruktúrou a jednoduchosťou. Štruktúra ihličnatého dreva zahŕňa takzvané skoré a neskoré tracheidy.

Ako výskum ukázal, rané tracheidy fungujú ako vodiče vody, ktorá je v nej rozpustená minerály, ktorý pochádza z koreňov stromu.

Tracheidy majú tvar vysoko pretiahnutých vlákien so zrezanými koncami. Štúdie ukázali, že v rastúcom strome iba posledná ročná vrstva obsahuje živé tracheidy a zvyšok obsahuje mŕtve prvky.

Ako výsledok výskumu sa zistilo, že medulárne lúče sú tvorené parenchýmovými bunkami, pozdĺž ktorých sa náhradné bunky pohybujú po trupe. živiny a ich riešenia.

Tie isté bunky parenchýmu sa podieľajú na tvorbe vertikálnych a horizontálnych živicových kanálikov. Vertikálne živicové kanáliky v ihličnatom dreve, ktoré sa nachádzajú v neskorej zóne ročnej vrstvy, sú tvorené tromi vrstvami živých a mŕtvych buniek. V medulárnych lúčoch boli identifikované horizontálne živicové kanáliky.

Podľa výsledkov výskumu profesora V. E. Vikhrova, Borovicové drevo má nasledujúcu mikroskopickú štruktúru:

1) prierez;

2) radiálny rez;

3) tangenciálny rez.

Ryža. 1. Rezy kmeňom stromu: P – priečny, R – radiálny, T – tangenciálny

Ako zistil výskum, mikroštruktúra listnatého dreva v porovnaní s ihličnatým drevom má zložitejšiu štruktúru.

V listnatých stromoch slúžia cievne a vláknité tracheidy ako vodiče vody s rozpustenými minerálmi. Rovnakú funkciu plnia aj iné drevené nádoby. Mechanickú funkciu vykonávajú libriformné vlákna a vláknité tracheidy. Tieto nádoby majú tvar dlhých zvislých rúrok, pozostávajúcich z jednotlivých buniek so širokými dutinami a tenkými stenami, pričom nádoby zaberajú od 12 do 55 % z celkového objemu listnatého dreva. Najväčšiu časť objemu listnatého dreva tvoria libriformné vlákna ako hlavné mechanické tkanivo.

Libriformné vlákna sú predĺžené bunky so špicatými koncami, úzkymi dutinami a hrubými stenami so štrbinovitými pórmi. Vláknité tracheidy, podobne ako libriformné vlákna, majú hrubé steny a malé dutiny. Okrem toho sa zistilo, že dreňové lúče listnatého dreva spájajú hlavnú časť buniek parenchýmu a objem týchto lúčov môže dosiahnuť 28–32 % (tento údaj platí pre dub).

4. Chemické zloženie dreva

Chemické zloženie dreva závisí čiastočne od jeho stavu. Drevo čerstvo vyrúbaných stromov obsahuje veľa vody. Ale v úplne suchom stave pozostáva drevo z organických látok a anorganická časť je len od 0,2 do 1,7%. Pri spaľovaní dreva zostáva anorganická časť vo forme popola, ktorý obsahuje draslík, sodík, horčík, vápnik a v malom množstve aj fosfor a ďalšie prvky.

Organická časť dreva všetkých druhov má približne rovnaké elementárne zloženie. Absolútne suché drevo obsahuje v priemere 49–50 % uhlíka, 43–44 % kyslíka, asi 6 % vodíka a 0,1–0,3 % dusíka. Lignín, celulóza, hemicelulóza, extraktívne látky - živica, guma, tuky, triesloviny, pektíny a iné - tvoria organickú časť dreva. Hemicelulóza obsahuje pentosany a genxosany. Ihličnaté druhy majú viac celulózy v organickej časti, listnaté druhy majú viac pentosanov. Celulóza je hlavnou zložkou bunkových stien rastlín a tiež poskytuje mechanická pevnosť a elasticitu rastlinných tkanív. Ako chemická zlúčenina Celulóza je viacsýtny alkohol. Keď sa celulóza spracováva kyselinami, hydrolyzuje sa za vzniku éterov a esterov, ktoré sa používajú na výrobu fólií, lakov, plastov a pod.. Okrem toho pri hydrolýze celulózy vznikajú cukry, z ktorých etanol ich kvasením. Drevná celulóza je cennou surovinou na výrobu papiera Ďalšou zložkou organickej časti dreva – hemicelulózou – je polysacharid vyššie rastliny, ktoré sú súčasťou bunkovej steny. V procese spracovania celulózy sa získava lignín - amorfná polymérna látka žltohnedej farby. Najväčšie množstvo lignínu – až 50 % – vzniká pri spracovaní ihličnatého dreva a jeho výťažnosť z listnatého dreva je 20–30 %.

Pyrolýzou dreva sa získavajú veľmi cenné produkty - suchá destilácia bez prístupu vzduchu pri teplotách do 550 °C - drevené uhlie, kvapalné a plynné produkty. Drevené uhlie sa používa pri tavení neželezných kovov, pri výrobe elektród, v medicíne a ako sorbent na čistenie Odpadová voda, priemyselný odpad a na iné účely. Z kvapaliny sa získavajú také cenné produkty ako benzínový antioxidant, antiseptiká - kreozot, fenoly na výrobu plastov atď.

Organická časť ihličnatého dreva obsahuje živice, ktoré obsahujú terpény a živicové kyseliny. Terpény sú hlavnou surovinou na výrobu terpentínu. Vylučovaná živica ihličnatý strom, slúži ako surovina na výrobu kolofónie.

V procese spracovania dreva sa získavajú extraktívne látky vrátane tanínov, ktoré sa používajú na činenie kože. Hlavnú časť trieslovín tvoria triesloviny - deriváty viacsýtnych fenolov, ktoré pri spracovaní kože interagujú so svojimi bielkovinovými látkami a tvoria nerozpustné zlúčeniny. Vďaka tomu koža získava pružnosť, odolnosť voči hnilobe a nenapučiava vo vode.

Úvod 3
Prvý oddiel. Základy náuky o dreve 5
Kapitola I. Štruktúra dreva a dreva 5
§ 1. Stromová štruktúra 5
§ 2. Makroskopická stavba dreva 6
§ 3. Mikroskopická stavba dreva 9
Kapitola II. Fyzické a Chemické vlastnosti drevo 12
§ 4. Vlastnosti, ktoré určujú vzhľad dreva 12
§ 5. Vlhkosť dreva a vlastnosti súvisiace s jej zmenou 14
§ 6. Hustota dreva 17
§ 7. Tepelná vodivosť, zvuková vodivosť, elektrická vodivosť dreva 18
§ 8 Chemická štruktúra a použitie dreva 19
Kapitola III. Mechanické vlastnosti dreva 20
§ 9. Pevnosť dreva 20
§ 10. Tvrdosť, deformovateľnosť a rázová húževnatosť dreva 21
§ 11. Technologické vlastnosti dreva 22
Kapitola IV. Chyby dreva 23
§ 12. Uzly 23
§ 13. Trhliny 26
§ 14. Chyby tvaru kmeňa 28
§ 15. Chyby v štruktúre dreva 29
§ 16. Chemické škvrny. . . , .... 34
§ 17. Plesňové infekcie. , 34
§ 18. Biologické poškodenie. . . . ... . . . 36
§ 19. Cudzie inklúzie, mechanické poškodenia a chyby spracovania 37
§ 20. Warped™. . . . ... ; . ........ . , - . . . . 39
Kapitola V. Charakteristika dreva hlavných surovín a ich priemyselný význam 40
§ 21. Základné makroskopické charakteristiky dreva na určovanie druhov 40
§ 22. Ihličnaté druhy 40
§ 23. Tvrdé drevo 43
§ 24. Cudzie horniny 47
Časť dva. Lesnícky merchandising 48
Kapitola VI. Klasifikácia a štandardizácia lesných produktov 48
§ 25. Klasifikácia lesných produktov 48
§ 26. Charakteristika guľatiny 49
§ 27 Meranie, účtovanie a označovanie guľatiny 51
§ 28. Skladovanie guľatiny 52
Kapitola VII. Rezivo a prírezy 53
§ 29. Charakteristika reziva 53
§ 30 Rezivo z mäkkého a listnatého dreva 55
§ 31. Prírezy 57
§ 32. Meranie, účtovanie a označovanie reziva a prírezov 62
Kapitola VIII. Spôsoby skladovania a predlžovania životnosti dreva 62
§ 33. Skladovanie a atmosférické sušenie dreva 63
§ 34 Ochrana dreva pred hnilobou a zničením hmyzom 64
§ 35 Protipožiarna ochrana dreva 65
Kapitola IX. Dyha, preglejka, drevené dosky a plasty 66
§ 36. Hobľovaná a lúpaná dyha 66
§ 37. Preglejka 67
§ 38. Preglejka špeciálny účel 68
§ 39. Preglejkové dosky 70
§ 40. Drevené panely 71
§ 41. Drevovláknité dosky 72
§ 42. Drevotrieskové dosky 73
143

Časť tri. Lepidlá a Dekoračné materiály 75
Kapitola X. Lepidlá 75
§ 43. Druhy, zloženie a základné vlastnosti lepidiel 75
§ 44. Glutínové lepidlá „77
§ 45. Kazeínové lepidlá 78
§ 46. Syntetické lepidlá 79
Kapitola XI. Materiály na prípravu povrchu stolárstva na konečnú úpravu 8-5
§ 47. Brúsne (brúsne) materiály 85
§ 48. Základné nátery, plnivá, tmely a tmely 88
§ 49. Odstraňovacie a bieliace zlúčeniny 91
Kapitola XII. Farby a laky 91
§ 50. Farbivá, plnivá, rozpúšťadlá, riedidlá, zmäkčovadlá... 92
§ 51. Filmotvorné látky 94
§ 52. Laky a leštidlá 96
§ 53. Farby a emaily 99
§ 54. Nobilitácia náterové hmoty 102
Kapitola XIII. Materiály na konečnú úpravu fólií a listov 104
§ 55. Filmové a listové materiály na báze papiera 104
§ 56. Fólie vyrobené zo syntetických živíc 105
§ 57. Dekoračné lamináty 105
Časť štyri. Stavebné materiály a výrobky 107
Kapitola XIV. Materiály a výrobky na podlahy 107
§ 58. Parkety, parketové dosky a štíty 107
§ 59. Polymérne materiály na podlahy
§ 60. Tmely P2
Kapitola XV. Konštrukčné, obkladové a strešné materiály pre stavebníctvo. . . 114
§61. Stavebné materiály a diely 114
§ 62. Strešné materiály 118
§ 63. Obkladové materiály. 123
Kapitola XVI. Kovové výrobky a nábytkové kovanie 126
§ 64. Kovové spojovacie prvky 126
§ 65. Zariadenia a výrobky na okná a dvere 127
§ 66. Nábytkové kovanie 131
§ 67. Sklo a zrkadlá 136
Kapitola XVII. Izolácie a mazivá 138
§ 68. Izolačné materiály 138
§ 69. Elektroizolačné materiály 139
§ 70. Mazivá 140
Zoznam odporúčanej literatúry 142

Tieto prednášky sú určené pre študentov vyšších a stredných odborných škôl. vzdelávacie inštitúcie. Obsahuje informácie o dreve a drevené materiály, sú opísané ich hlavné vlastnosti. Uvádzajú sa charakteristiky kovov a zliatin, zvažujú sa spôsoby ich aplikácie. Poskytuje základné informácie o farbách, mazivách, obkladové materiály, ako aj klasifikáciu lepidiel a oblasti ich použitia.

* * *

Daný úvodný fragment knihy Náuka o materiáloch: poznámky z prednášok (V. S. Alekseev) zabezpečuje náš knižný partner - spoločnosť liter.

PREDNÁŠKA č. 4. Vlastnosti dreva

1. Farba, lesk a textúra dreva

Farba drevo závisí od klimatických podmienok rastu stromu. IN mierne podnebie drevo takmer všetkých druhov má bledú farbu a v tropickom dreve má svetlá farba. Vplyv klimatického faktora ovplyvňuje aj v rámci jednej zóny, napríklad druhy rastúce v teplejších zónach - dub, orech, tis a iné - majú intenzívnu farbu, zatiaľ čo severnejšie rastúce - smrek, borovica, osika, breza a iné - majú bledú farbu. Intenzita farby závisí aj od veku stromov – s pribúdajúcim vekom sa intenzita zvyšuje. Farba dreva sa mení pod vplyvom vzduchu a svetla, ako aj z účinkov hubových infekcií; pri starnutí dreva vo vode alebo špeciálnych roztokoch; pri naparovaní a sušení pri vysokej teplote.

Farba dreva je dôležitá charakteristika a berie sa do úvahy pri výbere druhov na výrobu nábytku, výzdobu interiérov a pri výrobe umeleckých remesiel, hudobné nástroje atď.

Lesk sa– ide o schopnosť dreva smerovo odrážať svetelný tok. Hladké zrkadlové povrchy majú najväčší lesk, pretože poskytujú smerový odraz. Spravidla sa lesk dreva posudzuje podľa jeho belosti: čím väčšia je belosť dreva, tým vyššia je hodnota lesku. Odlesky a odrazy sú tiež vytvárané jadrovými lúčmi v radiálnych rezoch.

textúra- ide o prirodzený vzor na tangenciálnych a radiálnych rezoch dreva, tvorený ročnými vrstvami a anatomickými prvkami. Čím je štruktúra dreva zložitejšia, tým je jeho textúra bohatšia. Ihličnaté drevo má jednoduchú štruktúru a rovnomernú textúru, je determinované najmä šírkou rastových letokruhov a rozdielom

farby skorého a neskorého dreva. Tvrdé drevo má komplexnú štruktúru a bohatšiu textúru. Povaha textúry do značnej miery závisí od smeru rezu. Mnohé druhy, ako orech, jaseň, brest, dub a iné, majú pri tangenciálnom pohľade krásnu a zaujímavú textúru. Drevo v radiálnom reze má tiež krásnu, originálnu textúru.

Burl drevo, vytvorené na kmeňoch listnatých stromov, má vysoké dekoratívne vlastnosti. Textúra „vtáčieho oka“ javorového dreva je veľmi originálna, vytvorená „spiacimi“ púčikmi, ktoré sa nerozvinuli do výhonkov. Jedinečná a krásna textúra je vytvorená aj umelo nerovnomerným lisovaním dreva a jeho následným hobľovaním, alebo lúpaním vlnitým nožom, prípadne pod uhlom k smeru vlákien. S transparentným povrchom dreva je jeho textúra výraznejšia. Textúra je najdôležitejším ukazovateľom, ktorý určuje dekoratívnu hodnotu dreva.

Druhy textúry dreva:

1) bez výrazného vzoru - lipa, hruška;

2) jemne škvrnitý vzor - dub, buk, platan;

3) moaré vzor - šedý javor, vlnitá breza, mahagón;

4) vzor vtáčieho oka - jaseň, javor, karelská breza, ukrajinský topoľ;

5) vzor škrupiny – orech kaukazský, jaseň, brest – zadná časť;

6) uzlový vzor - smrek, borovica.

2. Vlhkosť dreva a vlastnosti spojené s jej zmenou

Čerstvo narezané drevo zvyčajne obsahuje veľké množstvo vody a v budúcnosti, v závislosti od podmienok skladovania, sa môže zvýšiť alebo znížiť, alebo zostať na rovnakej úrovni. Ale vo väčšine prípadov je potrebné prijať opatrenia na odstránenie vody, to znamená vysušiť drevo. Ukazovateľom obsahu vody v dreve je vlhkosť, ktorá sa delí na absolútnu a relatívnu. V praxi využívajú najmä abso

absolútna hodnota vlhkosti, ktorá je určená vzorcom:

W abs. = [(m – m 0) / m 0 ] × 100 %,

Kde m– hmotnosť vzorky vlhkého dreva, g;

m 0 – hmotnosť tej istej absolútne suchej vzorky, g Indikátor relatívnej vlhkosti sa používa len zriedka, hlavne ako indikátor vlhkosti palivového dreva. Určuje sa podľa vzorca:

W rel. = (m – m0/m) × 100 %.

Existujú dva spôsoby stanovenia vlhkosti - priame a nepriame. Priama metóda je založená na extrakcii vody z dreva. Na tento účel sa očistená vzorka dreva suší v sušiarni pri teplote 103 °C, kým sa vlhkosť úplne neuvoľní. Počas procesu sušenia sa vzorka odváži - prvýkrát 6-10 hodín po začiatku sušenia a potom sa sušenie zastaví každé 2 hodiny, keď už hmotnosť vzorky neklesá. Priama metóda vám umožňuje určiť vlhkosť dreva s veľkou presnosťou.

Druhý spôsob je nepriamy, založený na meraní elektrickej vodivosti dreva pomocou elektrického vlhkomera. Pri tomto meraní stupnica prístroja ukazuje hodnotu vlhkosti. Táto metóda umožňuje rýchlo určiť vlhkosť. Jeho nevýhodou je však chyba merania, ktorá je 2–3 % a ešte vyššia, ak je vlhkosť dreva vyššia ako 30 %.

Voda v dreve je vo viazanom a voľnom stave. Viazaná voda sa nachádza v bunkových stenách a je pevne držaná. Odstránenie takejto vody je náročné a má výrazný vplyv na zmenu väčšiny vlastností dreva. Maximálna suma viazaná voda zodpovedá hranici nasýtenia bunkových stien, ktorá sa pri výpočtoch predpokladá: W bp. = 30 %.

Voľná ​​voda sa nachádza v bunkových dutinách a medzibunkových priestoroch, preto sa z dreva ľahšie odstraňuje.

Čerstvo narezané drevo má obsah vlhkosti v rozmedzí 50-100% a pri dlhodobom ponechaní vo vode - viac ako 100%.

Po vysušení na vzduchu sa vlhkosť zníži na 15–20 %. Vlhkosť 20-22% je tzv doprava, a vlhkosť dreva počas prevádzky je operatívne.

Existujú dva typy sušenia dreva - atmosférický, pri teplote životné prostredie, A umelé, alebo komora, kedy môže byť teplota až 100 °C a vyššia. Pri komorovom sušení sa drevo zmršťuje, t. j. zmenšuje sa lineárne rozmery v radiálnom smere o 3–7 %, v tangenciálnom smere o 8–10 %, pozdĺž vlákien o 0,1–0,3 %. Celkové objemové zmrštenie je 11–17 %.

Pri sušení dreva s klesajúcou vlhkosťou sa menia jeho mechanické vlastnosti - znižuje sa elasticita, ale zvyšuje sa pevnosť v tlaku, znižuje sa aj elektrická vodivosť.

3. Hustota dreva. Tepelné vlastnosti dreva

Hustota dreva je hmotnosť jednotky objemu materiálu vyjadrená v g/cm3 alebo kg/m3. Existuje niekoľko ukazovateľov hustoty dreva, ktoré závisia od vlhkosti. Hustota drevnej hmoty je hmotnosť na jednotku objemu materiálu, ktorý tvorí bunkové steny. Je približne rovnaká pre všetky horniny a rovná sa 1,53 g/cm 3 , t.j. 1,5-krát vyššia ako hustota vody.

Hustota absolútne suchého dreva je hmotnosť na jednotku objemu dreva v neprítomnosti vody. Určuje sa podľa vzorca:

ρ 0 = m 0 / V 0 ,

kde p 0 je hustota absolútne suchého dreva, g/cm3 alebo kg/m3;

m 0 – hmotnosť vzorky dreva pri 0 % vlhkosti, g alebo kg; V 0 – objem vzorky dreva pri 0% vlhkosti, cm 3 alebo m 3.

Hustota dreva je menšia ako hustota drevnej hmoty, pretože má dutiny vyplnené vzduchom, t. j. pórovitosť, ktorá je vyjadrená v percentách a charakterizuje pomer dutín v absolútne suchom dreve. Čím vyššia je hustota dreva, tým nižšia je jeho pórovitosť.

Hustota dreva výrazne závisí od vlhkosti S rastúcou vlhkosťou sa zvyšuje hustota dreva Podľa hustoty sa všetky druhy delia do troch skupín (s vlhkosťou dreva 12%):

1) druhy s nízkou hustotou - 540 kg/m3 alebo menej - sú to smrek, borovica, lipa atď.;

2) druhy so strednou hustotou - od 550 do 740 kg/m3 - dub, breza, brest atď.;

3) plemená vysoká hustota– 750 kg/m3 a viac – ide o drieň, hrab, pistácie a pod.

Tepelné vlastnosti dreva sú tepelná kapacita, tepelná vodivosť, tepelná difúznosť a tepelná rozťažnosť. Tepelná kapacita je schopnosť dreva akumulovať teplo. Merná tepelná kapacita C sa berie ako ukazovateľ tepelnej kapacity - množstvo tepla potrebného na zohriatie 1 kg drevnej hmoty o 1 °C. Meria sa v kJ/kg × t °C.

Suché drevo pozostáva z drevnej hmoty a vzduchu a hmotnostný zlomok vzduch v ňom je zanedbateľný Preto sa tepelná kapacita suchého dreva takmer rovná tepelnej kapacite drevnej hmoty. Merná tepelná kapacita dreva je prakticky nezávislá od druhu a pri teplote 0 °C pre absolútne suché drevo sa rovná 1,55 kJ. So zvyšujúcou sa teplotou sa merná tepelná kapacita mierne zvyšuje a pri teplote 100 °C sa zvyšuje približne o 25 %. Pri navlhčení dreva sa zvyšuje jeho tepelná kapacita.

Proces prenosu tepla v dreve charakterizujú dva ukazovatele - súčiniteľ tepelnej vodivosti a súčiniteľ tepelnej difúznosti. Súčiniteľ tepelnej vodivosti? číselne sa rovná množstvu tepla, ktoré prejde za jednotku času stenou dreva s plochou 1 m2 a hrúbkou 1 m s rozdielom teplôt na opačných stranách steny 1 °C. Meria sa vo W/(m × °C).

Koeficient tepelnej difúznosti charakterizuje rýchlosť zmeny teploty dreva pri jeho zahrievaní alebo ochladzovaní. Určuje tepelnú zotrvačnosť dreva, teda jeho schopnosť vyrovnávať teplotu. Koeficient tepelnej difúzie sa vypočíta podľa vzorca:

α = λ/s × ρ,

kde ρ je hustota materiálu, kg/m3;

λ – súčiniteľ tepelnej vodivosti, W / (m × °C);

c – merná tepelná kapacita dreva, kJ / (kg × °C).

4. Elektrické a akustické vlastnosti dreva

Ako ukázali početné štúdie elektrických vlastností dreva, jeho elektrická vodivosť, teda schopnosť vedenia elektriny, je nepriamo úmerná jeho elektrickému odporu. Existujú povrchové a objemové odpory, ktoré spolu dávajú celkový odpor vzorky dreva umiestnenej medzi dvoma elektródami. Objemový odpor charakterizuje prekážku prechodu prúdu cez hrúbku vzorky a povrchový odpor - pozdĺž povrchu. Indikátory elektrického odporu sú špecifický objemový a špecifický povrchový odpor.

Štúdie ukázali, že suché drevo vedie elektrinu zle, ale jeho odolnosť klesá so zvyšujúcou sa vlhkosťou. To možno vidieť z údajov získaných počas štúdií (tabuľka 1).

stôl 1

So zvyšujúcou sa vlhkosťou dochádza k poklesu povrchového odporu. Napríklad, keď sa obsah vlhkosti v buku zvýši zo 4,5 na 17 %, povrchový elektrický odpor sa zníži z 1,2 × 10 13 na 1 × 10 7 Ohmov.

Okrem toho sa ako výsledok výskumu zistilo, že pri zahrievaní dreva dochádza k zníženiu elektrického odporu, najmä ak je jeho vlhkosť nízka, a teda zvýšenie teploty z 20 na 94 °C znižuje odpor absolútne vysušeného dreva 10 6-krát.

Akustické vlastnosti. Pri štúdiu akustických vlastností dreva sa zistilo, že rýchlosť šírenia zvuku v dreve je tým väčšia, čím je jeho hustota nižšia a modul pružnosti vyšší. Priemerné hodnoty rýchlosti zvuku pozdĺž vlákien pre izbovo vysušené drevo sú: dub - 4720 m/s, jaseň - 4730 m/s, borovica - 5360 m/s, smrekovec - 4930 m/s. Ďalšie štúdie ukázali, že rýchlosť zvuku naprieč vláknami je 3-4 krát nižšia ako pozdĺž vlákien. Rýchlosť šírenia zvuku závisí od vlastností materiálov a predovšetkým od hustoty, napríklad v oceli sa zvuk šíri rýchlosťou 5050 m/s, vo vzduchu - 330 m/s a v gume - 30 pani. Na základe údajov získaných zo štúdií akustických vlastností dreva bola postavená ultrazvuková metóda na určenie jeho pevnosti a vnútorných skrytých defektov Podľa existujúcich stavebných predpisov by mala byť zvuková izolácia stien a priečok najmenej 40 a medzi podlahami - 48 dB. Podľa výskumných údajov je zvuková pohltivosť dreva nízka, napríklad zvuková izolácia borovicového dreva s hrúbkou 3 cm je 12 dB a dubového dreva s hrúbkou 4,5 cm je 27 dB. Ako zistil výskum, najlepšie akustické vlastnosti čiastočne najvyššie žiarenie Smrekové, jedľové a cédrové drevo má zvuk, ktorý sa používa na výrobu mnohých hudobných nástrojov: brnkacie, sláčikové, klávesové nástroje atď. Ako ukázala prax, najlepšie akustické vlastnosti má dlho vyzreté drevo – 50 a viac rokov.

5. Trvanlivosť dreva

Mechanické vlastnosti zahŕňajú pevnosť a deformovateľnosť dreva, ako aj niektoré technologické vlastnosti. Sila dreva je jeho schopnosť odolávať deštrukcii pod vplyvom vonkajšieho zaťaženia. Pevnosť dreva v ťahu sa určuje testovaním vzoriek na tlak, ťah, ohyb a šmyk.

Pri skúšaní dreva na stlačenie sa zaťaženie aplikuje pozdĺž vlákien, potom naprieč a na jednom mieste. Pevnosť v ťahu sa určuje v MPa pomocou vzorca:

b сж = Р max / a × b,

kde P max – maximálne medzné zaťaženie, N;

A A b– rozmery vzorky dreva, mm.

Skúšobné údaje ukázali, že keď je drevo natiahnuté cez vlákno, pevnosť je približne 1/20 pevnosti v ťahu pozdĺž vlákna. Preto pri navrhovaní produktov a inštalácii rôznych stavebné konštrukcie neumožňujú prípady, keď ťahové zaťaženie smeruje cez vlákna.

V praxi vo väčšine prípadov výrobky z dreva pracujú s ohybovým zaťažením. Preto sa vzorky dreva musia testovať na ohyb a pevnosť v ťahu v MPa sa určuje pomocou vzorca:

b od = 3Р max × l/2 × b × h 2,

kde l je vzdialenosť medzi podperami, mm;

b– šírka vzorky v radiálnom smere, mm;

h– výška vzorky v tangenciálnom smere, mm.

Pri ohýbaní vzorky vznikajú ťahové napätia na konvexnej strane a tlakové napätia vznikajú na konkávnej strane. Pri zaťažení nad maximálnou hodnotou dochádza k deštrukcii dreva vo forme pretrhnutia natiahnutých vlákien na konvexnej strane lomu vzorky.

Pevnosť v šmyku je veľmi dôležitá. Tento indikátor sa určuje testovaním troch typov šmyku: štiepanie pozdĺž a cez vlákna; na rezanie dreva cez vlákno. V tomto prípade je pevnosť dreva na štiepkovanie - b sk, MPa určená vzorcom:

b sk = P max / b × l,

b, l– hrúbka a dĺžka vzorky v šmykovej rovine, mm. Skúšky rezania dreva cez vlákna sa vykonávajú na vzorkách pomocou pohyblivého noža. V tomto prípade je pevnosť v ťahu v MPa určená vzorcom:

τ = P max / 2 × a × b,

A A b– rozmery prierezu vzorky, mm (priečne). Ako ukazujú výsledky testov, pevnosť dreva pri rezaní pozdĺž vlákna je 4-krát väčšia ako pri štiepaní pozdĺž vlákna.

Ako ukázali testy, modul pružnosti v tlaku a ťahu dreva je približne rovnaký a predstavuje 12,3 GPa pre borovicu, 14,6 GPa pre dub a 16,4 GPa pre brezu pri vlhkosti 12 %. Modul pružnosti naprieč vláknami je približne 20–25-krát menší ako pozdĺž nich a v radiálnom smere je vyšší ako v smere tangenciálnom, približne o 20–50 %.

Pri skúšaní dreva sa určuje aj modul pružnosti:

E = 3 × P × l / (64b × v 3 × f),

Kde R– zaťaženie rovnajúce sa rozdielu medzi hornou a dolnou hranicou merania, N;

l– vzdialenosť medzi podperami (na ktorých je umiestnená vzorka dreva), mm;

b A h– šírka a výška vzorky, mm;

f- priehyb rovný rozdielu medzi aritmetickými strednými hodnotami priehybu pri hornej a dolnej hranici zaťaženia, mm.

6. Technologické vlastnosti dreva

Technologické vlastnosti: rázová húževnatosť, tvrdosť, odolnosť proti opotrebeniu, schopnosť držať skrutky, klince a iné upevňovacie prvky, ako aj opracovateľnosť reznými nástrojmi.

Rázová pevnosť dreva- to je jeho schopnosť absorbovať sily (prácu) pri náraze bez zničenia. Ako väčšiu hodnotu práca potrebná na zlomenie vzorky, tým vyššia je jej viskozita. Nárazová sila sa určuje podľa vzorca:

A = Q/b x h, J/cm2,

Kde Q– práca vynaložená na rozbitie vzorky, J;

b A h– šírka a výška vzorky.

Tvrdosť dreva- to je jeho schopnosť odolávať prehĺbeniu tela od viacerých tvrdý materiál– oceľový razník s polguľovým hrotom s rádiusom r= = 5,64 mm do hĺbky 5,64 mm. Zároveň sa na konci zaťaženia počíta zaťaženie P na stupnici silomera stroja Po skúške zostane v dreve odtlačok s plochou 100 mm 2. Statická tvrdosť vzorky sa stanoví v N/mm pomocou vzorca:

H = P / π × r 2,

Kde π × r 2- plocha odtlačku v dreve, keď je do nej vtlačená pologuľa s polomerom r, mm.

Ak sa vzorky počas testovania rozdelia, razník sa stlačí do menšej hĺbky - 2,82 mm a tvrdosť sa určí podľa vzorca:

H = 4P/(3n x r2).

Všetky horniny sú rozdelené do troch skupín podľa tvrdosti povrchu: mäkké - s tvrdosťou 40 N/mm 2 a menej, tvrdé - 41–80 N/mm 2 a veľmi tvrdé - viac ako 80 N/mm 2 .

Odolnosť proti opotrebovaniu drevo je charakteristické svojou schopnosťou odolávať opotrebovaniu v dôsledku trenia o povrch brúsnych prvkov alebo mikrodrsností viac pevný. Pri testovaní obrusu sa vytvárajú podmienky, ktoré simulujú skutočný proces obrusovania dreva používaného na podlahy, schody a palubovky. Brúsenie sa vykonáva na špeciálnom stroji. Zároveň miera oderu t vypočítané v mm pomocou vzorca:

t = h × (m 1 – m 2) / m 1,

Kde h– výška vzorky pred obrusovaním, mm;

m 1 A m 2 – hmotnosť vzorky pred a po testovaní, g.

Odpor vytiahnutie klinca alebo skrutky je určené vzorcom:

R ud. = P max / l (N/mm),

kde P max je maximálne zaťaženie pri vyťahovaní klincov alebo skrutiek;

l– dĺžka zatĺkania klinca alebo zaskrutkovania skrutky. Schopnosť dreva držať upevňovacie prvky závisí od jeho druhu, hustoty a vlhkosti. Odolnosť proti vytiahnutiu klincov zatĺkaných v radiálnom a tangenciálnom smere je približne rovnaká, je však vyššia ako pri zatĺkaní klincov do konca vzorky.

Schopnosť dreva ohýbať sa– najlepšie na buk, dub, jaseň, horšie – na ihličnaté druhy. Pre zlepšenie ohybnosti dreva sa pred ohýbaním naparí, následne sa po ohnutí ochladí a vysuší v ustálenom stave, v dôsledku čoho získa stabilný zakrivený tvar.

Schopnosť dreva štiepať sa- toto je proces jeho oddeľovania pozdĺž vlákien pod vplyvom zaťaženia prenášaného na klin. Toto je negatívna vlastnosť dreva pri zatĺkaní klincov blízko okraja, aj barly, skrutky pri zaskrutkovaní, ale pozitívne - pri rúbaní palivového dreva alebo príprave nasekaných polien.

KONTINUÁLNE ODBORNÉ VZDELÁVANIE B. A. STEPANOV MATERIÁLOV (SPRACOVANIE DREVA) Schválené Odbornou radou pre odborné vzdelávanie ako učebná pomôcka pre vzdelávacie inštitúcie realizujúce programy základného odborného vzdelávania a prípravy 2. vydanie, stereotypné 1 UDC620.22(075.9) Séria C794 30 Ďalšie odborné vzdelávanie“ Oponenti: Generálny riaditeľ Vid Stroy LLC D. S. Borzunov; výrobná inžinierka L. N. Vavilová; učiteľ špeciálnych odborov najvyššej kategórie Štátnej vzdelávacej inštitúcie strednej odbornej školy Stavebná škola č. 12 N. V. Miroňová S794 Stepanov B. A. Náuka o materiáloch (drevárstvo): učebnica. príspevok / B. A. Stepanov. - 2. vyd., vymazané. - M.: Edičné stredisko "Akadémia", 2011. - 80 s. ISBN 9785769583162 B učebnica sú uvedené informácie o štruktúre dreva a dreva, fyzikálnych a mechanických vlastnostiach dreva, defektoch a defektoch, druhoch dreva, klasifikácii a štandardizácii lesných materiálov. Uvádzajú sa údaje o zabezpečení trvanlivosti dreva, lepidiel a materiálov na konečnú úpravu a ochranné liečenie tesárske a stavebné konštrukcie. Na školenie a preškoľovanie pracovníkov v profesiách súvisiacich so spracovaním dreva. Môže byť použitý v inštitúciách základného odborného vzdelávania. MDT 620.22 (075.9) BBK 30.3 Pôvodná úprava tejto publikácie je majetkom Edičného centra "Akadémia" a jeho rozmnožovanie bez súhlasu držiteľa autorských práv je zakázané ISBN 9785769583162 2 Štěpánov B. A., 2007 Vzdelávacie vydavateľské centrum " Akadémia“, 2007 Dizajn. Vydavateľské centrum "Akadémia", 2007 Pre čitateľa Drevo je najstarším zo všetkých materiálov používaných človekom. Používa sa na stavbu budov a konštrukcií, na výrobu stolárskych a stavebných výrobkov, nábytku, podvalov, hudobných nástrojov, športových potrieb, ceruziek, zápaliek, papiera, domácich potrieb, hračiek a mnoho iného. Aby mohol stolár, tesár, parketár alebo drevár vyrábať kvalitné výrobky a vykonávať prácu, vyžaduje dobrú znalosť štruktúry hlavných druhov dreva, ako aj technológie práce, dizajn výrobkov a vlastnosti materiálov. Po preštudovaní tohto návodu budete vedieť: štruktúra dreva a dreva; fyzikálne, mechanické a technologické vlastnosti dreva; chyby dreva; druhy dreva, ich vlastnosti a oblasti použitia; metódy na zabezpečenie trvanlivosti dreva; lepidlá a farby a laky na drevo. Po preštudovaní tohto návodu budete vedieť: rozlišovať medzi druhmi dreva vzhľad a makroskopické znaky; najefektívnejšie používať rôzne druhy dreva; rozlišovať medzi druhmi dreva; zabezpečiť trvanlivosť dreva rozdielne podmienky prevádzka; vyberte si správne lepidlá na lepenie dreva. 1 Štruktúra dreva a dreva Študuje sa štruktúra a vlastnosti dreva a dreva s cieľom zlepšiť a vyvinúť nové technologické postupy sušenia, impregnácie, obrábanie, lepenie, konečná úprava atď. 1.1. Štruktúra stromu Rastúci strom sa skladá z koreňov, kmeňa a koruny (obr. 1.1). Vetvy, ktoré tvoria korunu, tvoria približne 12 %, peň s koreňmi 15 % a kmeň tvorí 73 % z celkovej hmoty stromu. Korene držia strom vzpriamene a zásobujú ho vodou a minerálnymi soľami z pôdy. Korene uchovávajú živiny stromu. Korunu tvorí vrchol kmeňa spolu s konármi a listami alebo ihličím. Listy alebo ihličie absorbuje uhlík zo vzduchu, vodu a minerálne soli, ktoré im poskytujú korene, z pôdy a na slnku v dôsledku fotosyntézy tvoria veľmi zložité organické látky, z ktorých je rastlinný organizmus stromu postavený. Ryža. 1.1. Štruktúra rastúceho stromu Kmeň je hlavnou a najcennejšou časťou stromu, ktorá má najväčší hospodársky význam. Drží ťažkú ​​korunu a slúži ako vodič pre živiny prichádzajúce z koreňov (vzostupné prúdy) a z lístia alebo ihličia (zostupné prúdy). Kmeň, rovnako ako korene, uchováva živiny stromu. Tvar kmeňa závisí od druhu stromu a podmienok, v ktorých rastie. Napríklad borovica, ktorá rástla v lese, má rovný a dlhý kmeň, ktorý však rástol ďalej otvorené miesto- krátky, hrubý a krivý. Tenká horná časť trupu sa nazýva vrchol a hrubá spodná časť sa nazýva zadok. Schematicky môže byť kmeň stromu znázornený ako kužeľ. Zmenšenie priemeru kmeňa stromu od pažby po vrchol sa nazýva prehĺbenie alebo odtok. Ihličnaté stromy majú menšie prevýšenie ako listnaté stromy. Na reze kmeňa stromu (obr. 1.2) je znázornená kôra, drevo s jeho jednoročnými vrstvami 8 a dreň 1. Kôra pokrýva celý povrch stromu a pozostáva z korku 4 a lyka 5 vrstiev. Typ, štruktúra a farba kôry závisí od typu a veku stromu. V strede kmeňa je jasne viditeľné jadro 1, ktoré pozostáva z voľných pletív vytvorených v prvých rokoch života stromu. Dreň prestupuje kmeň stromu od pažby až po vrchol a každý konárik Obr. 1.2. Prierez kmeňom stromu: 1 - jadro; 2 - jadrové lúče; 3 - jadro; 4 - korková vrstva; 5 - lyková vrstva; 6 - beľové drevo; 7 - kambium; 8 - ročné vrstvy Obr. 1.3. Hlavné rezy kmeňa stromu: 1 - priečne; 2 - radiálne; 3 - tangenciálny 6 Kapitola 1. Štruktúra dreva a dreva. Vo väčšine druhov stromov je jadro viditeľné na koncovej časti vo forme tmavého kruhu s priemerom 2 ... 5 mm. Na radiálnom reze je jadro viditeľné vo forme rovného alebo vinutia tmavého úzkeho pásu. Hlavné rezy kmeňa stromu (obr. 1.3): priečny 1 (koniec, resp. koniec) - prebieha kolmo na pozdĺžnu os kmeňa; radiálne 2 - prebieha kolmo na priečne cez jadro kmeňa; tangenciálny 3 - prechádza v určitej vzdialenosti od radiálu. Pílením dreva naprieč vláknami získame koncový rez a štiepaním alebo pílením dreva pozdĺž vlákna získame radiálne a tangenciálne rezy. 1.2. Štruktúra dreva Drevo z lesných druhov rastúcich v Rusku je väčšinou svetlé. U niektorých druhov je celá hmota dreva natretá jednou farbou (breza, hrab, jelša), pri iných druhoch je stredná časť odlišnejšia. tmavá farba(borovica, smrekovec, dub). Tmavo sfarbená stredná časť kmeňa sa nazýva jadro 3 a časť obklopujúca jadro je beľové drevo 6 (pozri obr. 1.2). Horniny, ktoré majú jadro, sa nazývajú jadro a horniny, ktoré nemajú rozdiel medzi centrálnou a okrajovou časťou, či už vo farbe alebo obsahu vody, sa nazývajú beľové drevo. Ak je vlhkosť strednej časti kmeňa menšia ako vlhkosť okrajovej časti, potom sa takéto drevo nazýva zrelé a príslušné druhy sa nazývajú zrelé drevo. Z druhov stromov, ktoré rastú v Rusku, jadro má tieto druhy: ihličnany - borovica, smrekovec, céder; listnatý - dub, jaseň, topoľ, brest. Medzi beľové druhy patria: javor, breza, lipa, hruška, hrab, buxus. Medzi zrelé dreviny patria: ihličnany – jedľa a smrek; listnatý - osika a buk. U niektorých listnatých druhov, ktoré nemajú jadro, t. j. u nejadrových druhov (breza, osika, buk, javor, jelša), má stredná časť väčšiu štruktúru. tmavá farba, než periférne, a nazýva sa nepravé jadro. Ihličnaté stromy nemajú falošné jadro. Mladé stromy všetkých druhov nemajú jadro a pozostávajú iba z beľového dreva. Až časom sa časť beľového dreva premení na zdravé drevo a vytvorí sa jadro. Šírka beľového dreva závisí od druhu stromu a jeho rastových podmienok. V niektorých druhoch stromov sa jadro tvorí v 3. roku (tis, biela akácia), v iných (borovica) - v 30. ... 35. roku života. Preto má borovica širokú beľu a tis úzku. Prechod od beľového dreva k jadru môže byť ostrý (tis, smrekovec) alebo hladký (céder, Orech). Belové drevo ľahko prepúšťa vodu a je menej odolné voči rozkladu ako jadrové drevo. V priereze (obr. 1.4, a) kmeňa sú viditeľné sústredné prstence, ktoré sa nazývajú ročné alebo ročné vrstvy dreva. Na radiálnom reze (obr. 1.4, b) sú ročné vrstvy viditeľné vo forme paralelných pruhov a na tangenciálnom reze (obr. 1.4, c) - vo forme vlnitých, vinutých čiar. Ročné vrstvy predstavujú ročný prírastok dreva. Podľa počtu ročných vrstiev v koncovej časti na pažbe stromu môžete určiť vek stromu spočítaním počtu ročných vrstiev pozdĺž polomeru. Ryža. 1.4. Ročné vrstvy na priečnych (a), radiálnych (b) a tangenciálnych (c) rezoch borovicového dreva 8 Kapitola 1. Štruktúra dreva a dreva Šírka jednoročných vrstiev závisí od druhu stromu, podmienok jeho rastu, polohy po dĺžke kmeňa a mieste rastu stromu (ročné vrstvy borovice rastúce v severných regiónoch , užšie ako ročné vrstvy borovice južnej). Rýchlorastúce dreviny tvoria široké ročné vrstvy, napríklad topoľ a vŕba, zatiaľ čo pomaly rastúce dreviny, ako je buxus, tis a borievka, tvoria úzke ročné vrstvy. Pre tie isté druhy stromov môže byť šírka ročných vrstiev odlišná. Pri priaznivom počasí narastá široká ročná vrstva a za nepriaznivých podmienok (nedostatok alebo nadbytok vlahy, nedostatok živín, mráz) vznikajú úzke prstence. Mladé stromčeky majú spravidla širšie letokruhy ako staršie. Niekedy na opačnej strane kmeňa majú ročné vrstvy nerovnakú šírku. Napríklad stromy rastúce na okraji alebo okraji lesa, na strane obrátenej k svetlu, majú širšie ročné vrstvy ako na tmavej strane. Výsledkom je, že jadro (alebo stred kmeňa, ak tam nie je jadro) je posunuté zo stredu kmeňa a usporiadanie ročných vrstiev sa stáva asymetrickým. Každá ročná vrstva pozostáva zo skorého a neskorého dreva. Skoré drevo má svetlú farbu a smeruje k jadru. Skoré drevo je mäkšie ako neskoré drevo. Neskoré drevo čelí kôre, má tmavšiu farbu a je tvrdšie ako skoré drevo. Rozdiel medzi skorým a neskorým drevom je výrazný u ihličnatých a niektorých listnatých druhov. Skoré drevo sa tvorí na jar a začiatkom leta, keď je v pôde veľa vlhkosti. Rastie veľmi rýchlo, no s blížiacou sa jeseňou sa rast spomaľuje a napokon v zime úplne zastavuje. Neskoré drevo rastie koncom leta a začiatkom jesene a plní v kmeni hlavne mechanickú funkciu, akoby bolo výstužou stromu. Hustota a pevnosť dreva ako celku závisí od množstva neskorého dreva. Na priečnych (koncových) plochách kmeňov stromov niektorých druhov drevín sú zreteľne viditeľné svetlé lesklé pruhy, vejárovito prebiehajúce od jadra k kôre - to sú lúče drene (obr. 1.5, a). Všetky plemená majú medulárne lúče, ale sú viditeľné len u niektorých. Vodu vedú vodorovne a ukladajú živiny. Dreňové lúče sú hustejšie ako štruktúra dreva 9 Obr. 1.5. Pohľad na jadrové lúče: v priečnych (a), tangenciálnych (b) a radiálnych (c) rezoch dreva, ktoré ich obklopuje. Jadrové lúče môžu byť svetlejšie alebo tmavšie ako okolité drevo. Na šírku môžu byť medulárne lúče: veľmi úzke, nie sú viditeľné voľným okom (u buxusu, osiky, brezy, hrušky a všetkých ihličnanov); úzke, ťažko rozlíšiteľné (javor, brest, brest, lipa); široký, voľným okom dobre viditeľný v priereze. Široké lúče môžu byť skutočne široké (v dube, buku) a falošné (ale široké. Falošné široké lúče sa zdajú široké, ale keď sa na ne pozriete lupou, zistíte, že to nie je široký lúč, ale zhluk veľmi tenké lúče, ktoré sa zhromažďujú (v hrabe, lieske, jelši) lúče sú viditeľné vo forme tmavých ťahov so zahrotenými koncami alebo vo forme lentikulárnych pásikov umiestnených pozdĺž vlákien (obr. 1.5). b) čiarky a škvrny umiestnené naprieč vláknami (obr. 1.5, c). a drevo Na priečnom reze listnatého dreva sú otvory, ktoré sú prierezmi nádob - rúrok, kanálov rôznych veľkostí, ktoré vedú vodu v strome (obr. 1.6) Objem nádob v rôznych druhoch dreva sa pohybuje. od 7 do 43 % z celkového objemu. Podľa veľkosti sa cievy delia na veľké, ktoré sú dobre viditeľné voľným okom, a malé, voľným okom neviditeľné. Veľké nádoby sa spravidla nachádzajú v ranom dreve ročných vrstiev a v priereze tvoria súvislý kruh nádob. Listnaté druhy, u ktorých sú cievy usporiadané týmto spôsobom, sa nazývajú prstencovo-cievne. U kruhovo-vaskulárnych druhov v neskorom dreve sa malé cievy zhromažďujú v skupinách, ktoré sú jasne viditeľné vďaka ich svetlej farbe. Ryža. 1.6. Typy zoskupení ciev: a, b, c - prstencovo-vaskulárne horniny s radiálnymi, tangenciálnymi a rozptýlenými zoskupeniami; d - difúzne cievne druhy Štruktúra dreva 11 V niektorých druhoch dreva sú malé a veľké cievy rovnomerne rozmiestnené po celej šírke ročnej vrstvy - takéto druhy sa nazývajú difúzne cievne U kruhovocievnych listnatých druhov sú ročné vrstvy zreteľne viditeľné kvôli ostrému rozdielu vo farbe skorého a neskorého dreva pri listnatých roztrúsených-cievnatých druhoch sú ročné vrstvy zle viditeľné, keďže medzi neskorým a skorým drevom nie je ostrý rozdiel pri listnatých kruhovo-cievnatých druhoch, malé cievky, ktoré sa nachádzajú v neskorej drevenej forme tieto typy skupín: radiálne - vo forme svetlých radiálnych pruhov pripomínajúcich jazyky plameňa, - gaštan, dub (obr. 1.6, a tangenciálne - malé cievy tvoria súvislé alebo prerušované vlnovky predĺžené); pozdĺž ročných vrstiev - brest, brest (obr. 1. 6, b); rozptýlené - malé nádoby v neskorom dreve sú umiestnené vo forme svetlých bodiek alebo čiarok - popola (obr. 1.6, c). Na obr. Obrázok 1.6, d ukazuje umiestnenie ciev v listnatých druhoch rozptýlených ciev (orech). Cievy sú umiestnené rovnomerne po celej šírke ročnej vrstvy. Charakteristickým znakom štruktúry ihličnatého dreva je prítomnosť živicových kanálikov. Sú to kanály naplnené živicou, ktoré prenikajú do dreva borovice, cédra, smrekovca a smreka. Tis, jedľa a borievka nemajú živicové pasáže. Živicové priechody prebiehajú vo vertikálnom (pozdĺž kmeňa) a horizontálnom (cez kmeň) smere. Pozdĺž jadrových lúčov prebiehajú horizontálne živicové kanály. Vertikálne živicové kanály sú tenké, úzke kanály vyplnené živicou. V priečnom reze sú viditeľné vertikálne živicové kanáliky vo forme svetlých bodiek umiestnených v neskorom dreve ročných vrstiev. V pozdĺžnych rezoch sú viditeľné živicové priechody vo forme tmavých ťahov smerujúcich pozdĺž osi kmeňa.

Návrat