Физико-механические свойства древесины
Цель: ознакомить учащихся с основными физико-механическими свойствами древесины и способами их определения.
Материальное обеспечение: образцы древесных материалов
Ход урока
I. Введение.
Повторение материала, пройденного в 5-6 классах.
II. Изложение нового материала.
Древесина обладает различными свойствами. Среди них различают:
- физические;
- механические.
Физические.
- плотность;
- влажность;
- цвет;
- запах.
Плотностью называется количество массы древесины (кг), содержащейся в единице объема (м3):
р = m/v (кг/м3)
Наибольшую плотность имеют такие породы древесины, как дуб, береза, лиственница, клен, яблоня, груша: =700-900. Малую плотность имеют липа, ель, сосна, тополь, кедр: =400-550.
Влажность — это количество влаги, содержащейся в массе древесины.
Влажность древесины - это постоянная величина или она меняется?
При высушивании часть влаги испаряется, и масса воды становится меньше. Определить влажность можно, если взвесить образцы до сушки и после.
Чтобы получить влажность W в цифровом выражении, надо массу испаренной влаги разделить на массу высушенного образца и умножить на 100%:
W=m1-m2/m2 x 100%
m1 - масса до высушивания,
m2 - масса после высушивания.
Например, если m1=70 г до сушки,
m2 =40 г после сушки,
То (70-40):40x100%=75%
Каким же образом можно изменить влажность, если учесть, что свежесрубленная древесина имеет влажность около 60-80%, а для производственных нужд влажность древесины должна быть 8-15%?
Сушка древесины бывает естественной (атмосферной) и искусственной (камерной).
1.Для естественной сушки пиломатериалы укладываются на открытом продуваемом месте или под навесом.
2.Искусственная сушка осуществляется в специальных камерах, где древесина обдувается горячим воздухом
В результате высушивания происходит усушка, то есть уменьшение размеров и, как результат, коробление вдоль и поперек волокон, в радиальном и тангенциальном направлениях .
Чтобы избежать большого коробления, сушку пиломатериалов нужно производить в штабелях с прокладками и в зажатом состоянии.
Цвет древесины весьма различен у разных пород: от белого до коричневого. В изделиях из древесины стараются сохранить цвет и текстуру, не окрашивая ее.
Запах древесины является также определяющим признаком пород. Смолистый запах имеют хвойные породы (ель, сосна, кедр и др.). Специфический запах имеет осина. Запах свежести имеет липа, береза.
Механические.
- Твердость.
- Прочность.
- Упругость.
Твердость - это способность древесины сопротивляться проникновению в нее других тел (например, стального шарика).
Чем меньше лунка, тем тверже древесина (см. рис. 4). В твердую древесину трудно вбить гвоздь, ее трудно обрабатывать (пилить, строгать).
Прочность — это способность древесины выдерживать определенные нагрузки, разрушаясь.
Нагрузки бывают:
- на растяжение (подвески люстр);
- на сжатие (ножки стульев, сваи мостов);
- на изгиб (лыжи).
Допустимые нагрузки определяются:
H/S,
где Н - сила в Ньютонах (1 Ньютон=0,1 кг);
S - площадь в мм. Данные в справочниках.
Упругость — это способность материала восстанавливать первоначальную форму после прекращения воздействия нагрузки (лыжи, спортивные луки и др.).
III. Практическая работа.
1.Учащиеся определяют плотность древесины путем определения объема образца и его взвешивания.
2.Учащиеся определяют влажность разных пород: взвесив 3-4 образца и занеся результаты в таблицу, опускают образцы в воду на 7 - 10 мин. Вытерев образцы ветошью, опять взвешивают и заносят результат в таблицу.
Вычисляют результат по формуле. Учитель помогает составить таблицу.
IV. Заключение.
Проверка результатов практической работы. Оценка результатов. Указать на характерные ошибки. Уборка рабочих мест.