Розділ «4. ВПЛИВ СУЧКІВ ТА ТРІЩИН НА МЕЖУ МІЦНОСТІ ТА ДЕФОРМАТИВНІСТЬ КРУГЛИХ СОРТИМЕНТІВ»

4.1. Вплив сучків та тріщин на межу міцності круглих сортиментів у разі стиску вздовж волокон

Вплив сучків та тріщин всихання на величину межі міцності за стиску вздовж волокон визначали експериментальним шляхом. За раніше прийнятою методикою були проведені випробування лісоматеріалів будівельних розмірів з круглим поперечним перерізом із здоровими, зрослими сучками, природними тріщинами, які виникли в результаті всихання деревини, та тріщинами, які були зроблені штучно (рис. 4.1, 4.6).

Рис. 4.1. Випробування зразків з сучками на межу міцності за стиску вздовж волокон: а) обладнання для вимірювання та реєстрації зусиль та деформацій; б) зразок встановлений на випробувальній машині УММ-200

Проведені випробування зразків з Рівненської області показали, що контрольні зразки деревини з 1¥>30 % мали меншу міцність порівняно з контрольними зразками, висушеними до ИИ=17 % майже у два рази [172]. Загалом можна сказати, що на величину міцності більший вплив має вологість, ніж діаметр колоди та наявність і відносні розміри сучків (рис. 4.2).

Для деревини з вологістю ИИ=17 % спостерігається інша закономірність. Для колод із середніми діаметрами 8,6-8,8 см та відносними розмірами сучків 0,45 та 1,45 зниження міцності, порівняно з контролем, становило відповідно 8,2 та 15,6 %, для колод із середніми діаметрами 16,416,6 см та відносними розмірами сучків 0,65, 0,91, 1,96 - 13,1, 16,9 та 22,1 %, для колод із великими діаметрами 22,9-22,2 см та відносними розмірами сучків 0,71 та 1,52, зниження міцності становило відповідно 2,2 та 4,9 %. Великі здорові сучки, зрослі з деревиною, колод великих діаметрів, знижують межу міцності на незначну величину.

Рис. 4.2. Гістограма залежності міцності на стиск вздовж волокон від вологості, середнього діаметру колоди та відносних розмірів сучків (за даними Рівненської області)

На відміну від круглих сортиментів, у пиляних зразках з прямокутним поперечним перерізом зниження межі міцності за стиску вздовж волокон за відносних розмірах сучків 0,5-0,75 досягає 29 % [2].

Для круглих зразків з вадами, відібраних у Житомирській та Київській областях спостерігається аналогічні залежності (рис. 4.3, 4.4).

Рис. 4.3. Гістограма залежності міцності на стиск вздовж волокон від вологості, середнього діаметру колоди та відносних розмірів сучків (за даними Житомирської області)

Необхідно відмітити, що загалом міцність зразків з Житомирської та Київської областей за вологості 17 % на 7-10 % нижча за міцність зразків, відібраних у Рівненській області (рис. 4.5). Це можна пояснити меншою щільністю деревини сосни з цих місцевостей.

Рис. 4.4. Гістограма залежності міцності на стиск вздовж волокон від вологості, середнього діаметру колоди та відносних розмірів сучків (за даними Київської області)

Рис. 4.5. Порівняльна характеристика міцності зразків на стиск з різних областей України за вологості W=17 %

Для виявлення впливу іншої найпоширенішої вади деревини - тріщин, були проведені дослідження трьох партій зразків з круглим поперечним перерізом від 8 до 13 см. Висота зразків була прийнята рівною двом їх діаметрам. Дослідження проводилися на зразках з вологістю вище межі насичення клітинних стінок ]¥>30 % та на зразках після сушіння з вологістю ¥=17 %, при цьому мінливість вологості складала У№=0,6 %. Показники міцності були доведені до нормалізованої вологості 12 % за допомогою поправкового коефіцієнту - 0,035 [152]. За наведеною в раніше методикою були випробувані зразки з двома тріщинами, які утворилися в результаті розколювання, та з однією штучно утвореною тріщиною (рис.4.6, 4.7). Випробування проводилися на розривній машині УММ-200. Зразки навантажували поступово, до їх руйнування. Для контролю використані зразки з тією ж вологістю. Дослідження показали, що міцність цілих зразків та зразків з тріщинами була практично однаковою (табл. 4.1).

Рис. 4.6. Випробування зразків з тріщинами на стиск вздовж волокон: а) зразок для випробування з двома тріщинами; б) зразок з двома тріщинами під час випробування на випробувальній машині УММ-200

Таблиця 4.1. Межа міцності деревини за стиску вздовж волокон з двома тріщинами (W>30%)

Зниження міцності деревини було незначним і становило біля 2—1 %. Отже, тріщини у круглому лісоматеріалі суттєво не впливають на міцність за стиску, на відміну від зразків стандартних розмірів з квадратним поперечним перерізом. За даними Л. М. Перелигина [23] такі тріщини викликали зниження міцності за стискання брусу вздовж волокон в середньому на 8 %. Це пояснюється низьким модулем пружності деревини за висосої вологості, тому наявність тріщин суттєво не впливає на її міцність. Незважаючи на це, наявність тріщин погіршує сортність сировини та сприяє ураженню комахами. Отже, розроблена технологія сушіння круглих лісоматеріалів з врахуванням їх напруженного стану, наведена в раніше, є доцільною.

Рис. 4.7. Зразок для випробування з односторонньою бічною тріщиною

В результаті випробувань зразків з односторонньою бічною тріщиною усихання було встановлено, що вони не викликають зниження межі міцності деревини при стисканні вздовж волокон (табл. 4.2).

Таблиця 4.2. Межа міцності деревини з односторонніми тріщинами усихання за стиску вздовж волокон (W=17 %)