Для чего необходимо знать свойства древесины 7 класс кратко

Обновлено: 05.07.2024

Знать все о свойствах древесины, а не только о том, какой она бывает по твердости, полезно и для общего развития, и для непосредственной организации разных производств. Необходимо обязательно обратить внимание на технологические свойства и влажность. Но также стоит заранее представлять, какими полезными свойствами обладает древесина.

Обзор физических свойств

Окраска древесины во многом зависит от степени ее насыщенности дубильными веществами. Потому она четко привязана к климатическим и почвенным особенностям различных местностей. Главное правило простое: чем больше растворимость минеральных солей, тем темнее получится материал. Но то, каким цветом обладает конкретное дерево, зависит также от:

поступления минеральных солей;
особенностей обработки на производстве;
степени влажности;
характеристик освещения;
выгорания со временем;
поражений грибками.

Блеск

Физически этот параметр выражает степень направленного отбрасывания светового потока. Чем более гладкая поверхность у конкретного образца, тем она выше. Недаром отполированные как следует доски и панели, почти независимо от исходной породы, блестят особенно сильно. Но все же особенности породы накладывают всегда отпечаток на характер такого блеска.

И опять же приходится учитывать неодинаковое проявление подобного параметра при разной освещенности.

Текстура

Во многом именно это свойство считают определяющим внешний вид древесины в итоге. Под текстурой подразумевает специфический рисунок. Обнаруживается он обычно не на поверхности, а на срезе. На текстуру влияют:

уже упомянутый цвет;
особенности волокон и их расположение;
годичные кольца;
пигменты внутри.

Запах

Специфический аромат — едва ли не самое приятное свойство, которое есть у древесины. Максимально сильный запах характерен для ядра, потому что там наиболее высока концентрация ароматических веществ. Только что срубленное дерево пахнет сильнее, затем все слабее. Через какое-то время уловить этот запах оказывается почти невозможно. Наиболее привлекателен он у таких экземпляров:

можжевельника;
лимонного дерева;
кипариса;
тика;
персика;
желтого дерева.

Макроструктура

Так называют строение дерева, обнаруживаемое или при рассмотрении невооруженным глазом, или при незначительном увеличении, например, при помощи лупы. Заметить макроструктуру можно на любых срезах стволов. Сердцевина, камбий и собственно древесина — все это части макроструктуры.

Сюда же относят и годичные кольца, позволяющие судить о возрасте дерева, о том, в каких условиях оно росло и развивалось.

Влажность

Этот показатель обычно проходит как отрицательный, потому что чем меньше он, тем легче работать с деревом, тем предсказуемее его прочие параметры и тем надежнее готовое изделие. Древесина свежесрубленная имеет достаточно высокую степень влажности. При обычных условиях — температура 20 градусов — дерево может вобрать из внешней среды до 30% воды в абсолютном исчислении. Превысить этот показатель естественным образом оно не может, если нет каких-то особых обстоятельств, которые повышают насыщение жидкостью до 50 или даже до 100%. Что примечательно, от породы и даже от региона происхождения это почти не зависит.

Норма по ГОСТу проста: если содержание воды ниже 22%, то это сухой пиломатериал, а при более высокой концентрации, его относят к влажной категории. Однако в практических целях ограничиться подобным стандартным уровнем, конечно же, нельзя. Кроме того, надо помнить, что по ГОСТу содержание воды в древесине 4 класса не нормировано. Определение этого показателя производится различными способами. В профессиональных целях его измеряют при помощи особого прибора — электровлагомера.

Однако опытные столяры и плотники могут с довольно высокой точностью определять влажность на глаз. Конечно, для составления документации по качеству партии этого недостаточно, но для отбора пиломатериалов для строительства или мебельного производства вполне хватает.

Проверить влажность можно и при помощи весового теста. Обычно нормальной считают воздушно-сухую древесину, влажность которой не превышает 15-20%. Чаще всего для достижения такого результата нужна более или менее длительная сушка.

Мокрым считают дерево с влажностью более 100 процентов (по коэффициенту прибавления массы из-за отсыревания). Но такое возможно только при длительном нахождении в воде. Нормальной считают влажность от 30 до 80%, хотя, разумеется, доходить до верхнего предела не стремятся, а стараются использовать возможно более сухой пиломатериал, в идеале — не более 12%. Расчет производится по достаточно простой формуле.

Начальный показатель увлажнения определяют, вычитая из исходной массы ту массу, которая будет в абсолютно сухом состоянии, а затем делят это на абсолютно сухую массу и умножают на 100%. Необходимо понимать, что даже если поверхность суха, то все равно внутри может оставаться изрядное количество влаги. В ряде случаев можно услышать про так называемую равновесную влажность древесины. Она подразумевает такое состояние, когда давление из внешней среды полностью уравновешивается давлением со стороны жидкости, заключенной в порах и клетках. Этот показатель, как и другие виды насыщенности водой, прямо влияет на пригодность сырья для тех или иных практических целей.

С увеличением влажности пиломатериал:

становится существенно шире;
несколько удлиняется;
в сочетании с ростом температуры приобретает пластичность;
за длительное время (сопоставимое с обычным сроком эксплуатации) быстрее изнашивается и деградирует, чаще и активнее гниет.

Влагопоглощение

Но вода не только содержится изначально, но и поступает извне в течение всего времени использования изделий. Интенсивность ее впитывания как раз и называется влагопоглощением. При адсорбции воды выделяется некоторое количество тепла.

Но постепенно этот процесс будет замедляться. При приближении к пределу насыщения он вообще протекает крайне медленным образом.

Влагопроводность

Речь идет о пропускании так называемой связанной воды. Коэффициент влагопроводности принимает во внимание движение как собственно жидкости, так и парообразной фазы. Оно происходит через:

полости клеток;
межклеточные пространства;
капиллярные системы клеточных оболочек.

Усушка и разбухание

Когда профессионалы произносят слово усушка, оно лишено всякого иронического оттенка. Это вполне серьезный термин, означающий степень сокращения размеров древесины или изделия из нее при удалении находящейся там влаги. Для каждой породы и даже для конкретного уровня плотности этот показатель может существенно отличаться. В разных геометрических направлениях усушка идет неоднородно. Физический смысл разбухания состоит в проникновении молекул воды внутрь клеточных стенок и в раздвигании ими фибрилл целлюлозы, такой феномен преимущественно характерен для пересушенной или подвергаемой сезонным перепадам влажности древесины.

Внутренние напряжения

Визуально это выражается в появлении различных трещин, решением проблемы оказывается правильная промышленная сушка, и именно поэтому нельзя считать, что она только поднимает цену, как часто думают.

Плотность

Это показатель массы некоторой единицы объема дерева. Важно: его рассчитывают, специально игнорируя массу пустот и содержащейся влаги, только чистая тяжесть сухого вещества имеет значение. Для каждой породы плотность строго индивидуальна. Этот показатель тесно связан со следующими параметрами:

пористостью;
влажностью;
уровнем абсорбции;
прочностью;
подверженностью биологическим повреждениям (чем плотнее образец, тем труднее повредить его).

Проницаемость

Способность древесины к пропусканию жидкостей и газов недооценивать не стоит. Она прямо влияет на разработку режимов сушки и пропитки, на оценку целесообразности таких режимов. Проницаемость для воды определяется не только породой дерева, но и расположением в стволе, и направлением перемещения жидкостей, газов. Проницаемость вдоль волокон существенно отличается от интенсивности проникновения поперек волокон. Также стоит учесть и важную роль смолистых веществ, которые мешают поступлению воды и других жидких веществ.

Проницаемость для газов определяется как количество прошедшего воздуха. Его измеряют в пересчете на 1 куб. см поверхности образца. Этот показатель определяется:

давлением;
свойствами самой древесины;
свойствами паров или газов.

Тепловые

Стоит обратить внимание также на температуропроводность и теплопроводность. Оба этих свойства прямо связаны с плотностью вещества, потому что важную роль играет каждая полость, содержащая воздух. Чем плотнее дерево, тем выше его теплопроводность. Но индекс теплопроводности, напротив, резко падает с увеличением удельной массы образца.

Клетки и волокна пропускают больше тепла в продольном, чем в поперечном направлении.

Но иногда древесину используют и как топливо. В этом случае критически важна теплотворная эффективность. Для абсолютно сухого дерева она составляет от 19,7 до 21,5 МДж на 1 кг. Появление влаги, даже в небольших количествах, резко сокращает этот показатель. Кора, за исключением березовой, горит с той же температурой, что и сама древесина.

При использовании древесины в качестве топлива главное значение имеет такое тепловое свойство древесины, как теплота сгорания (теплотворная способность), составляющая для абсолютно сухой древесины 19,7- 21,5 МДж/кг. Присутствие влаги сильно понижает ее значение. Теплота сгорания коры приблизительно такая же, как у древесины, кроме внешнего слоя коры березы (36 МДж/кг).

Звуковые

Подавляющее большинство строителей интересуется только и исключительно способностью дерева поглощать посторонние звуки. Чем она выше, тем лучше материал защитит дом от уличных шумов. Однако при производстве музыкальных инструментов большую роль играет такое свойство, как резонирование.

Профессионалы еще изучают константу излучения, она же акустическая константа. Именно по ней оценивают пригодность определенной породы или даже конкретного образца к практическому использованию.

Электрические

Речь идет, прежде всего, об электрическом сопротивлении и электрической прочности. Степень сопротивления току определяется породой и направлением волокон. Однако важную роль предсказуемо играют температура и уровень влажности. Под электрической прочностью принято понимать необходимую напряженность электрического поля, которой достаточно для пробоя. Чем сильнее разогрето дерево, чем выше его температура, тем ниже устойчивость к подобному пробою.

Проявляющиеся при воздействии излучений

При попадании инфракрасного излучения поверхностные зоны древесины могут сильно разогреваться. Необходимо, однако, очень сильное воздействие такого рода, чтобы видоизменился ствол толстого дерева на всю глубину. Что любопытно, проникновение видимого света происходит гораздо глубже — на 10-15 см. Особенности светового отражения позволяют неплохо судить о дефектах материала. Ультрафиолет проникает в древесину плохо.

Но он провоцирует специфическое свечение — люминесценцию. Рентгеновское излучение позволяет обнаружить даже мелкие дефекты структуры. Его нередко используют для профессиональной диагностики. Бета-излучение применяют для исследования растущих деревьев. Гамма-лучи позволяют обнаружить очень глубоко скрытые дефекты, гниль и так далее.

Описание механических свойств

Прочность

Так называют способность сопротивляться разрушению при приложении нагрузки. Степень прочности зависит от величины связанной влаги. Чем она выше, тем ниже стойкость к механическим воздействиям. Однако после преодоления рубежа гигроскопичности (примерно 30%) эта зависимость исчезает. Потому сопоставление пределов прочности образцов допускается только при идентичной степени увлажнения.

Сопротивление обязательно измеряют не только вдоль волокон, но также в радиальном и тангенциальном направлениях.

Твердость

Практически все знают, что дерево бывает различной твердости, и что это один из главных показателей при отборе его для конкретных целей. Специалисты определяют твердость как силу сопротивления введению посторонних предметов, в том числе метизов. Помимо списка или шкалы по породам хвойных и лиственных деревьев есть еще ее классификация по области твердости. Торцевая твердость устанавливается за счет вдавливания штока из металла с определенным диаметром и формой конца на заданную глубину радиуса плавно в течение 120 секунд. Оценка производится в килограммах на квадратный сантиметр.

Также различают радиальную и тангенциальную твердость. Ее показатель в боковой плоскости у лиственной доски почти на 30% ниже, чем с торца, а для хвойного массива разница обычно составляет 40%. Но многое зависит от конкретной породы, от ее состояния и особенностей хранения. В ряде случаев твердость измеряют по системе Бринелля. Кроме того, специалисты всегда учитывают, как может поменяться твердость в процессе обработки и при использовании.

Наиболее крепкое дерево в мире это:

ятоба;
сукупира;
амазонская ярра;
мутения;
грецкий орех;
мербау;
ясень;
дуб;
лиственница.

Коэффициенты качества

Но просто разобраться, какое дерево больше всего выдерживает нагрузки, не разрушаясь, далеко недостаточно. Необходимо обратить внимание и на другие значимые аспекты. Прежде всего, на взаимосвязь между механическими параметрами и объемной массой. Чем тяжелее древесина, тем обычно лучше ее механика. Соответствующая взаимосвязь описывается целым рядом сложных формул. Но чтобы учесть определенные условия и места произрастания, вводятся дополнительные поправочные коэффициенты.

Весовая выгодность отражается коэффициентами:

общего качества;
качества в статике;
удельного качества.

Особенности технологических свойств

Основными техническими свойствами древесины, наряду с уже упомянутой твердостью, являются:

ударная вязкость;
эффективность удержания метизов;
изгибаемость;
склонность к раскалыванию;
сопротивляемость износу.

Вязкость характеризует поглощаемую работу при ударе, которая не приводит к разрушению материала.

Тест проводится на специальных образцах. Для его проведения применяются маятниковые копры.

Маятник в поднятом состоянии запасает потенциальную энергию. После отпускания в беспрепятственном движении он поднимается на одну высоту, а затратив часть импульса на разрушение образца, — на другую высоту, это и позволяет определять затрату усилий.

Приборы обычно оборудуют специальной шкалой. Считав показания, подставляют их в формулы, и уже таким образом получают показатель ударной вязкости. Надо понимать, что речь идет о сравнении качества образцов, а не о расчетах деревянных конструкций. Установлено, что лиственные породы более вязки, чем хвойный массив. Что касается удержания метизов, то оно зависит от силы трения, возникающей между материалом и вводимым в него крепежом.

Дополнительно определяют так называемую величину сопротивления выдергиванию. Она помимо плотности определяется еще породой древесины и тем, входит ли метиз в торец или поперек волокна. Увлажнив дерево, можно будет упростить то же заколачивание гвоздей, но высохший материал держит их хуже. Сопротивляемость изгибающему усилию приходится оценивать преимущественно в тех случаях, когда изгиб технологически необходим для получения некоторого изделия. Стандартизированный метод для оценки этого показателя не разработан.

Износостойкость практически всегда определяется как сопротивляемость трению. Лишь в редких случаях важную роль играет сопротивление другим изнашивающим воздействиям. Важно понимать, что она оценивается по поверхностному слою. Если разрушение достигло сердцевины, смысла дальше изучать тему нет — последствия и так понятны. Стандартный метод оценки износостойкости предусмотрен в ГОСТе 16483 от 1981 года.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

МКОУ «Сюгютская средняя общеобразовательная школа

Урок по технологии

Разработал : учитель технологии

07.02.2017 год

Тип урока: комбинированный.

Основной метод обучения: объяснительно-иллюстративный.

Исходный уровень знаний учащихся: учащимся уже известны простейшие операции деревообработки, понятие о машине, токарном станке по дереву.

Обучающая:

Познакомить учащихся с основными физическими и механическими свойствами древесины как влажность, твёрдость, прочность, упругость, цвет, запах.

научить определять плотность и влажность древесины

Развивающая:

Развить первоначальные знания в определении плотности и влажности древесины.

Развить навыки в определении породы древесины по её свойствам.

Воспитательная:

Воспитать бережное отношения к древесине.

Привить желания к работе с древесиной.

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний.

3. Изучение новой темы

3.2 Самостоятельная работа учащихся с учебником.

4. Практическая работа и текущий инструктаж.

5. Обобщение и систематизация изученного. Контроль и оценка знаний, умений и навыков учащихся.

6. Уборка рабочих мест.

7. Домашнее задание.

8. Подведение итогов урока.

Оборудование урока: ноутбук, проектор, учебник («Технология 6 класс образцы древесины разных пород, тетради, ручки, линейки, весы, ведро с водой.)

1. Организационный момент.

Здравствуйте дети! Давайте проверим присутствующих на уроке.

2. Актуализация знаний.

Учитель. Дерево – одно из самых удивительных и самых совершенных созданий природы. С давних времен деревья были предметом восхищения людей. Им поклонялись народы Дагестана, древние славяне, позднее они служили источником вдохновения для поэтов, художников, архитекторов, скульпторов, мастеров декоративно-прикладного искусства . (Слайды 1- 3.)

Трудно удержаться от восторженного возгласа, глядя на нарядную корзинку, сплетенную из прутьев или бересты. Не меньшее восхищение вызывает изящная деревянная шкатулка, резной столик, да и простые предметы обихода. Начиная с древних времен, до сегодняшних дней, мы отдаем предпочтение древесине, несмотря на разнообразие альтернативных материалов, предлагаемых современным рынком. Древесина традиционно является одним из важнейших строительных материалов, чему способствует ее прекрасные декоративные свойства, широкое распространение, легкость добычи и обработки. Древесина – широко распространенный строительный и поделочный материал. Область применения этого ценного материала настолько широка, что трудно даже перечислить. Древесину не трудно обрабатывать, зная породы, строение, пороки и свойства . Сегодня на уроке, вы познакомитесь со свойствами древесины . (Слайд 4.)

Итак тема нашего урока : Физико-механические свойства древесины. (Слайд 5.) Цели: Ознакомить учащихся с основными свойствами древесины; научить определять плотность и влажность древесины; (Слайд 6).

Для начала давайте вспомним материал прошлых уроков. Вопросы для повторения : Какое строение у древесины? Какие вы знаете породы древесины? Какие пиломатериалы изготавливают из древесины? На что вы обращаете внимание, при выборе заготовок? Для чего нужно изучать строение и пороки древесины? Правильно, ребята. Эти знания способствуют расширению сфер применения, рациональному использованию, совершенствованию технологии переработки древесины. Но кроме пороков и строения нужно еще и знать свойства материалов. Как вы думаете, что такое свойство материала? (Ответы учащихся.) (Слайд 7.)

Свойство – сторона предмета, которая обуславливает его различие или сходство с другими предметами и обнаруживается в его отношении к ним. ( Запишем определение. ) Свойства материалов делятся несколько групп: (Слайд 8.) ( Схему перечерчиваем в тетрадь. )

3. Изучение новой темы.

Многое о древесине вам уже известно, но есть вопросы, которые предстоит разобрать. Сегодняшняя тема урока позволит вам расширить сведения о свойствах древесины. Древесина обладает различными свойствами, как и разные материалы. Сегодня на уроке вы познакомитесь с (Слайд 9.) физическими и механическими свойствами древесины. ( Схему перечерчиваем в тетрадь.)

Давайте рассмотрим физические свойства древесины. Вы обращали наверно свое внимание, что древесина разных пород бывает более легкой и тяжелой, т.е. менее плотной и более плотной. (Слайд 10.) Плотность – количество массы древесины, содержащейся в единице объема. Находится плотность по формуле, где m-масса древесины, V-объем древесины, записываем в тетрадь определение и формулу.

Разные породы древесины имеют разную плотность, запишите несколько примеров .

(Слайд 11.) Высокая плотность – дуб, береза, лиственница, клен, яблоня, груша примерно от 700 до 900 (кг/м3); Средняя плотность – конский каштан, орех грецкий, вишня, тиковое дерево, бук от 560-700 (кг/м3); Низкая плотность – липа, тополь, кедр, вяз, ель, сосна – от 400 до 600 (кг/м3); Древесину с высокой плотностью труднее обрабатывать, но зато такая древесина меньше подвержена изнашиванию.

Следующее из физических свойств древесины (Слайд 12.) влажность. Как думаете, что такое влажность древесины? Количество влаги содержащейся в древесине, найти влажность можно по формуле. Влажность древесины выражается в процентах. Записываем в тетрадь

Различают следующие ступени влажности древесины:

мокрая – длительное время находившаяся в воде, влажность выше 100%;

свежесрубленная – влажность 50-100%;

воздушно-сухая – долгое время хранившаяся на воздухе, влажность – 15–20% (в зависимости от климатических условий и времени года);

абсолютно сухая – влажность – 0%.

Ребята, существуют специальные приборы для измерения влажности-влагомеры . (Слайд 14.) Как же они действуют? (Слайд 15.) Как вы думаете можно ли изменить влажность древесины? Можно ли, свежесрубленную древесину пускать в производство? Почему? (Ответы детей.)

После рубки содержание влаги снижается. ( Слайд16.) Вначале испаряется свободная влага, затем связанная влага, которая содержится внутри стенок клетки. Что нужно сделать, чтобы использовать древесину в производстве? (ответы детей.) Правильно – сушить.

При сушке древесины прочность пиломатериалов значительно повышается, а возможность их загнивания сводится к нулю. Сушка бывает двух видов: естественная и искусственная.

Искусственная сушка (Слайд18.) проходит в течение нескольких дней или часов и также делает древесину неуязвимой от поражения гнилью и грибами и обеспечивает ее высокое качество. Процесс искусственной сушки проходит в камерах-сушилках периодического и непрерывного действия . (Слайд 19.) Теплоносителями служат воздух, пар или дымовые газы, нагретые до температуры 70-80°С.

Кроме того, сушка может производиться в электрическом поле высокой частоты. Древесина тогда сушится равномерно и в 10–20 раз быстрее, чем в камере. Но такой вид сушки обойдется дороже, поскольку стоимость электроэнергии достаточно высока. Как могут измениться доски, если их неправильно сушить? При сушке на солнце внешняя поверхность древесины быстро нагревается, а внутренняя остается сырой. Из-за разницы напряжений образуются трещины, дерево быстро коробится. (Слайд 20.) В результате высушивания происходит усушка древесины и коробление в различных направлениях.

Разберем с вами еще одно не мало важное свойство древесины – цвет. Кто может сказать, какого цвета бывает древесина? (Ответы детей.) Цвет зависит от условий, где росло дерево и от возраста. Цветовые оттенки древесины делятся на несколько групп. (Слайд 21.) Запишите несколько примеров к каждому оттенку. А кто помнит, что такое текстура древесины, и от чего она зависит? (Слайд 22.)

Текстура – естественный рисунок на срезе древесины. И зависит от породы древесины и от направления среза. (Слайд 23.) Переходим с вами к следующим очень важным физическим свойствам древесины .

Теплопроводностью древесины называется ее способность проводить тепло через свою толщину от одной поверхности к другой. Теплопроводность сухой древесины незначительна, что объясняется пористостью ее строения. Электропроводность древесины характеризуется ее сопротивлением прохождению электрического тока. Она зависит от породы, температуры, направления волокон и ее влажности. Звукопроводимость – свойство материала проводить звук с определенной скоростью. В древесине быстрее всего звук распространяется вдоль волокон. Звукопроницаемость древесины в продольном направлении в 16 раз, а в поперечном – в 3–4 раза больше звукопроницаемости воздуха. Это отрицательное свойство древесины требует при устройстве деревянных перегородок, потолков и т.д. применения звукоизолирующих материалов. Способность древесины усиливать звук широко используется при изготовлении музыкальных инструментов. Наилучшая древесина для этого – древесина ели, пихты кавказской и сибирского кедра.

Разберем механические свойства древесины . (Слайд 24.) Схему перечертите в тетрадь.

3.2 Самостоятельная работа учащихся с учебником.

В тетради начертите таблицу со слайда, (Слайд 25.) , и, прочитав п.1 стр.6 заполните ее, а потом мы ее проверим. (Слайд 26.)

4. Практическая работа и текущий инструктаж. (Слайд 27.)

Выполняя практическую работу, вы должны следовать последовательности, которая написана на слайде. Выполнив работу, вы заполняете таблицу, результаты будут отражены на слайде, и потом, мы сделаем вывод.

Последовательность выполнение работы:

1. Пронумеровать образцы древесины.

2. Вычислить объемы образцов, применяя формулу :V = abc (cм 3 .)

3. Взвесить образцы древесины.

4. Определить плотность образцов по формуле:

5. Выдержать образцы в воде в течение 5 минут, и повторно взвесить.

6. Вычислить влажность по формуле:

7. Все полученные данные занести в таблицу. (Слайд 28.)

8. Написать вывод.

Вывод: В ходе практической работе, мы убедились, что разные породы древесины имеют разную плотность и разную влажность.

5. Обобщение и систематизация изученного. Контроль и оценка знаний, умений и навыков учащихся.

Учитель проводит анализ характерных ошибок, которые ученики делали по ходу практических работ, и объясняет их, чтобы ученики в дальнейшем их не совершали. Ученики внимательно слушают объяснения их ошибок. Учитель сообщает оценки учащимся за работу на уроке.

6. Уборка рабочих мест.

Ученики убирают инструмент, который был необходим для проведения практических работ по своим местам.

7. Домашнее задание.

Учитель задает домашнее задание, которое заключается:

1) в проработке изученного материала учебника, с целью его надежного усвоения и закрепления. Проработка вопросов после параграфа. Выучить все определения по данной теме;

2) решить кроссворд. Вопросы к кроссворду:

Дерево, обладающее низкой плотностью.

Количество влаги, содержащейся в древесине.

Дерево, обладающее низкой плотностью

Способность древесины восстанавливать первоначальную форму, после снятия нагрузки.

1. Ознакомить учащихся с основными частями деревьев, их породами и основными свойствами.
2. Коррекция и развитие связной устной речи учащихся (обогащение и усложнение словарного запаса). Коррекция и развитие личностных качеств учащихся, эмоционально-волевой сферы (навыков самоконтроля, усидчивости).
3. Воспитывать бережное отношение к деревьям, изделиям из древесины, прививать интерес к профессии столяра.

Оборудование: образцы пород древесины .

- проверка явки учащихся;

- проверка готовности к уроку;

- настрой учащихся на работу;

II. Актуализация знаний учащихся.

- чем закрепляют нож в колодке рубанка

- почему при хранении инструмента лезвие не должно выступать над колодкой

- последовательность разборки и сборки рубанка

- какой потребуется инструмент для подготовки рубанка к работе

Дерево – одно из самых удивительных и самых совершенных созданий природы. С давних времен деревья были предметом восхищения людей. Им поклонялись друиды и древние славяне, позднее они служили источником вдохновения для поэтов, художников, архитекторов, скульпторов, мастеров декоративно-прикладного искусства . (Слайд 3.)

Трудно удержаться от восторженного возгласа, глядя на нарядную корзинку, сплетенную из прутьев или бересты. Не меньшее восхищение вызывает изящная деревянная шкатулка, резной столик, да и простые предметы обихода. Начиная с древних времен, до сегодняшних дней, мы отдаем предпочтение древесине, несмотря на разнообразие альтернативных материалов, предлагаемых современным рынком. Древесина традиционно является одним из важнейших строительных материалов, чему способствует ее прекрасные декоративные свойства, широкое распространение, легкость добычи и обработки. Древесина – широко распространенный строительный и поделочный материал. Область применения этого ценного материала настолько широка, что трудно даже перечислить. Древесину не трудно обрабатывать, зная породы, строение, пороки и свойства . Сегодня на уроки, вы познакомитесь со свойствами древесины .

в химической промышленности
получение щепы для ДСП
в качестве топлива и др.

Строительные и пиломатериалы (брёвна, столбы, брус, доски, фанера, ДСП, ДВП и др.)

Дуб, бук, ясень, вяз, карагач,

орех, граб, клён, рябина

Сосна, кедр, ель, пихта, лиственница, тис

Берёза, ольха, осина, тополь, ива, липа

Порода безъядровая, заболонная. Цвет древесины белый с желтым или красноватым оттенком. Сердцевидные лучи узкие, различаются только на радиальном срезе. Годичные слои различаются плохо. Древесина умеренно твердая, однородная по плотности, хорошо обрабатывается. Большая сопротивляемость раскалыванию, легко поддается имитации под ценные породы, хорошо окрашивается и полируется. Подвержена короблению и загниванию. Используется в мебельном производстве и для изготовления паркетной доски.

Обладает мягкой пористой древесиной, в которой мало сучков. Осина хорошо поддается обработке, используется для внутренней отделки бань и саун, в производстве тарной рейки, спичечном производстве. Древесина желтовато-белая.

Зрелая древесина имеет оттенки от светло-коричневой до желтовато-коричневой. Сердцевидные лучи широкие, видны на всех разрезах. Годичные слои хорошо видны на поперечном разрезе. Древесина твердая, прочная, долговечная, обладает красивой текстурой и цветом, стойкая к гниению, отлично подходит для производства паркета и паркетной доски. Древесина дуба высыхает сравнительно медленно, при ускоренной сушке склонна к трещинообразованию.

Занимает около 2/3 площадей всех лесов нашей страны. Произрастает 14 видов лиственницы. Древесина прочная и умеренно твердая. Средняя плотность. Имеет высокую стойкость против гниения. Древесина тяжелая, склонна к растрескиванию, легко колется. Имеет скипидарный запах. Цвет ядра - красновато-бурый, заболонь буровато-белая, годичные кольца четко различаются на всех разрезах. Она идеально подходит в качестве стенового материала для наружной отделки, используется как материал для конструкций (балки, стропила, фундамент).

Относится к тому же биологическому виду, что и сосна. Применяется в мебельной промышленности, для изготовления музыкальных инструментов, бань и саун, идеальный материал для иконописи, резьбы, сувениров, посуды, и внутренней отделки помещений. Целебное хвойное дерево, оно очень богато фитонцидами, эфирными маслами. При нагревании древесина кедра выделяет уникальный бальзамический аромат, который благотворно влияет на здоровье человека, а также убивает практически все болезнетворные микробы.

Более сучковатая порода, чем сосна, хуже пропитывается антисептиками. Обладает большей гигроскопичностью, чем сосна, поэтому ее обычно используют для внутренних работ. Мягкая порода, но после высыхания древесина ели по прочности почти не уступает древесине сосны. Годится для строительства срубов бань. Как столярная древесина используется при изготовлении музыкальных инструментов. В отличие от сосны, ель более подвержена поражению дереворазрушающими грибами, однако на мировом рынке ель ценится выше сосны.

Механические и технологические свойства

VI. Практическая работа

Составить таблицу, заполнить основные характеристики пород деревьев.

V. Подведение итогов урока

Анализ проделанной работы, оценка.

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Лиственные Хвойные Твёрдые Дуб, бук, ясень, вяз, карагач, орех, граб, клён, рябина Сосна, кедр, ель, пихта, лиственница, тис Мягкие Берёза, ольха, осина, тополь, ива, липа Породы древесины

Берёза. Порода безъядровая , заболонная. Цвет древесины белый с желтым или красноватым оттенком. Сердцевидные лучи узкие, различаются только на радиальном срезе. Годичные слои различаются плохо. Древесина умеренно твердая, однородная по плотности, хорошо обрабатывается. Большая сопротивляемость раскалыванию, легко поддается имитации под ценные породы, хорошо окрашивается и полируется. Подвержена короблению и загниванию. Используется в мебельном производстве и для изготовления паркетной доски.

Осина. Обладает мягкой пористой древесиной, в которой мало сучков. Осина хорошо поддается обработке, используется для внутренней отделки бань и саун, в производстве тарной рейки, спичечном производстве. Древесина желтовато-белая.

Дуб. Зрелая древесина имеет оттенки от светло-коричневой до желтовато-коричневой. Сердцевидные лучи широкие, видны на всех разрезах. Годичные слои хорошо видны на поперечном разрезе. Древесина твердая, прочная, долговечная, обладает красивой текстурой и цветом, стойкая к гниению, отлично подходит для производства паркета и паркетной доски. Древесина дуба высыхает сравнительно медленно, при ускоренной сушке склонна к трещинообразованию.

Лиственница. Занимает около 2/3 площадей всех лесов нашей страны. Произрастает 14 видов лиственницы. Древесина прочная и умеренно твердая. Средняя плотность. Имеет высокую стойкость против гниения. Древесина тяжелая, склонна к растрескиванию, легко колется. Имеет скипидарный запах. Цвет ядра - красновато-бурый, заболонь буровато-белая, годичные кольца четко различаются на всех разрезах. Она идеально подходит в качестве стенового материала для наружной отделки, используется как материал для конструкций (балки, стропила, фундамент).

Кедр. Относится к тому же биологическому виду, что и сосна. Применяется в мебельной промышленности, для изготовления музыкальных инструментов, бань и саун, идеальный материал для иконописи, резьбы, сувениров, посуды, и внутренней отделки помещений. Целебное хвойное дерево, оно очень богато фитонцидами, эфирными маслами. При нагревании древесина кедра выделяет уникальный бальзамический аромат, который благотворно влияет на здоровье человека, а также убивает практически все болезнетворные микробы.

Ель. Более сучковатая порода, чем сосна, хуже пропитывается антисептиками. Обладает большей гигроскопичностью, чем сосна, поэтому ее обычно используют для внутренних работ. Мягкая порода, но после высыхания древесина ели по прочности почти не уступает древесине сосны. Годится для строительства срубов бань. Как столярная древесина используется при изготовлении музыкальных инструментов. В отличие от сосны, ель более подвержена поражению дереворазрушающими грибами, однако на мировом рынке ель ценится выше сосны.

Строение дерева Крона . Используется: в химической промышленности получение щепы для ДСП в качестве топлива и др. Ствол . Используется: Строительные и пиломатериалы (брёвна, столбы, брус, доски, фанера, ДСП, ДВП и др.) в химической промышленности Корни Используются: в химической промышленности

Разрезы ствола Поперечный (торцевой) Радиальный (продольный) Тангентальный

Пробковый слой коры Лубяной слой коры Камбий Годичные кольца Ядро Сердцевина Заболонь Строение древесины

Физические свойства Механические и технологические свойства Плотность Влажность Запах Теплопроводность Звукопроводность Электропроводность Текстура Блеск Цвет Твёрдость Упругость Прочность Износостойкость Сопротивление раскалыванию Свойства древесины

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Разработка урока по теме: Художественная обработка древесины. Пропильная резьба. Отделка изделий из древесины Т.Б.

В связи с переходом на новые ФГОС учителю необходимо будет изменить методы работы с классом и каждым учащимся в отдельности с позиции новых требований, предъявляемых современным обществом к выпускнику.

Использование ИКТ на уроках технологии Выпиливание и выжигание – виды художественной обработки древесины обработки древесины

Обобщающий урок по теме "Выпиливание и выжигание - выды художественной обработки древесины" с презентацией. На уроке предусмотренны различные виды проверки усвоения данной темы: кроссворд, тест.

Тема: Технология обработки древесины Тема урока: Разметка и строгание древесины.

Цели: 1. Образовательная: Создать условия для получения учениками знаний и формирования умений по разметке и строганию древесины.

«Разметка заготовок из древесины. Виды контрольно-измерительных и разметочных инструментов, применяемых при изготовлении изделий из древесины

Разметка заготовок из древесинв.

Художественная обработка древесины. Пропильная резьба. Отделка изделий из древесины Т.Б.

Раздел: Технология обработки древесины с элементами материаловедения, машиноведения, черчения и художественной обработки.

Презентация "Разметка и строгание заготовок из древесины" (технология обработки древесины) 5 класс

Цель:•Изучить инструменты для строгания•Научить приёмам разметки и строгания древесиныЗадачи:• Расширять представления о способах обработки древесины• Способствовать развитию навыков работы черт.

Заготовка древесины, пороки древесины.

Ознакомление учащихся с процессом заготовки древесины, машинами, применяемыми на лесозаготовках, направлениями рационального использования отходов древесины; формирование знаний о сферах трудовой деят.

Очень важную роль в строительстве играет качество материалов. Как и другие строительные материалы, древесина (любые пиломатериалы) различается по свойствам и характеристикам. Зависят эти характеристики от породы дерева, применяемого в качестве используемого материала. Для тех или иных задач и назначений подбирают соответствующие породы древесины, способные выполнять поставленные перед ними задачи.

Свойства относящиеся к древесине:

Плотность древесины

Что такое плотность древесины

Плотность древесины - это отношение массы древесины к объёму древесины, то есть плотность определяется массой древесного вещества в единице своего объёма. Выражается плотность в кг/м³.

Плотность древесины зависит от её влажности. Как и все остальные показатели физико-механических свойств древесины, она определяется при влажности 12 %. Между прочностью и плотностью существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной. При определении плотности древесинного вещества его массу определяют взвешиванием, а объем рассчитывают по разнице объема образца древесины и объема жидкости, заполнившей пустоты в этом образце.

По плотности древесины при влажности 12 % все породы делят на три группы:

с малой плотностью (540 кг/м³ и меньше-) — бальза, ель, пихта, сосна, кедр, можжевельник, тополь, осина, ива, липа, ольха, каштан;
средней плотности (540. 740 кг/м³) — лиственница, берёза, бук, дуб, клён, ясень, орех грецкий, рябина, яблоня, груша, вяз (карагач), лещина;
высокой плотности (750 кг/м³ и более+) — акация, граб, береза железная, дуб, ясень, самшит, фисташка.

Необходимо отметить, что почти вся древесина у хвойных пород деревьев, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.

Твёрдость древесины

Твёрдость древесины, в первую очередь, зависит от породы. Условия роста дерева также влияют на этот показатель (одна порода древесины может иметь различную твердость в зависимости от окружающих природных условий, в которых росло конкретное дерево). Также на величину твердости влияет влажность древесины. В европейских странах и в России принято измерять твердость по методу Бринелля, в США - по методу Янка (Janka). Твердость древесины в пределах одной породы может отличаться в зависимости от распила (У торцовой поверхности твердость выше, чем у тангенциальной и радиальной в среднем на 30 % у лиственных и на 40 % - у хвойных пород.).

Суть метода Бринелля заключается в способности древесины сопротивляться внедрению (вдавливанию) в неё более твёрдого тела (индентора). При измерениях по Бринеллю используются инденторы в виде шариков из закалённой стали. Первоначально индентор устанавливают на проверяемом образце древесины, следом прилагается основная нагрузка. Спустя определенное время после приложения, нагрузку снимают и измеряют глубину оставшегося на дереве отпечатка. Рассчитывают твёрдость древесины по Бринеллю таким образом: приложенную нагрузку делят на площадь поверхности отпечатка, при этом соответствующими нормативными документами определены диаметры индентора и время экспозиции.

При методе Янка также используется индентор в виде металлического шарика, однако оценивается не глубина вдавливания, а сила, которую надо приложить, чтобы вдавить шарик в древесину на половину диаметра.

Все древесные породы по твёрдости делят на три группы:

мягкие породы (торцовая твёрдость равна или меньше 38,5 Мпа). К мягкой древесине относят: ель, сосну, кедр, пихту, тополь, липу, осину, ольху.
твёрдые (торцовая твёрдость породы древесины от 38,5 до 82,6 МПа). К этой группе относятся: берёза, лиственница сибирская, бук, клён, карагач, ясень, яблоня.
очень твёрдые (торцовая твёрдость более 82,6 МПа). В эту группу входят: акация белая,керуинг, берёза железная, самшит, кизил.

Влажность древесины

Влажность это соотношение массы влаги (воды), находящейся в данном объёме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах ( % ). В древесине вода пропитывает клеточные оболочки и заполняет полости клеток и межклеточные пространства. Влага, пропитывающая клеточные оболочки, называется связанной. Влага, заполняющая полости клеток и межклеточные пространства, называется свободной.

Различают следующие степени влажности древесины:

Мокрая - длительное время находящаяся в воде. Влажность мокрой древесины выше 100 %.

Свежесрубленная (свежепил) - влажность такой древесины от 50 до 100 %.

Воздушно-сухая - к этой категории относится древесина долгое время хранившаяся на воздухе. Её показатели влажности зависят от влажности окружающего воздуха, но в среднем находятся в пределах от 20 до 35 %.

Базовая (влажность 15 - 20 %) в зависимости от климатических условий и времени года, такая древесина показывает содержание влаги от 15 до 20 %.

Комнатно-сухая влажность 8 - 12 %

Абсолютно сухая влажность 0 %, древесина высушена при температуре t = 103°C.

Содержание влаги в стволе растущего дерева изменяется по высоте и радиусу ствола, а также в зависимости от времени года. Например, влажность заболони сосны в 3 раза выше влажности ядра. У лиственных пород изменение влажности по диаметру более равномерное. По высоте ствола влажность заболони у хвойных пород увеличивается вверх по стволу, а влажность ядра не изменяется. У лиственных пород влажность заболони не изменяется, а влажность ядра вверх по стволу снижается.

Влажность у молодых деревьев выше и её колебания в течение года больше, чем у старых деревьев. Наибольшее количество влаги содержится в зимний период (ноябрь-февраль), минимальное – в летние месяцы (июль-август).

КОЭФФИЦИЕНТЫ УСУШКИ ДРЕВЕСИНЫ, %

Порода	Усушка
Порода	объёмная	в тангенциальном направлении	в радиальном направлении
Лиственница	0,52	0,35	0,19
Сосна	0,44	0,28	0,17
Ель	0,43	0,28	0,16
Пихта	0,39	0,28	0,11
Кедровая сосна	0,37	0,26	0,12
Берёза	0,54	0,31	0,26
Бук	0,47	0,32	0,17
Ясень	0,45	0,28	0,18
Осина	0,41	0,28	0,14

Усушка, разбухание и коробление древесины

Усушка - это уменьшение объёма древесины и линейных размеров при удалении из неё связанной влаги. Удаление свободной влаги не вызывает усушки. Она начинается только после полного удаления свободной влаги в момент начала удаления влаги связанной. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.Усушка древесины не одинакова в разных направлениях: в тангенциальном направлении в 1,5 - 2 раза больше чем в радиальном.

В среднем линейная усушка древесины наиболее большинства пород в тангенциальном направлении составляет 8 - 10 %, в радиальном 3 - 7 %, а вдоль волокон 0,1 - 0,3 %. Полная объёмная усушка находится в пределах 11 - 17 %. Усушка древесины учитывается при распиловке брёвен на доски (припуски на усадку), при сушке пиломатериалов и т.д.

При сушке в древесине, вне зависимости от участия внешних нагрузок, возникают внутренние напряжения. Они образуются в результате неодинаковых изменений объёма тела при сушке (сушильные напряжения), пропитке и в процессе роста дерева. Полные сушильные напряжения удобно представить, как совокупность двух составляющих - влажностных и остаточных напряжений.

Влажностные напряжения вызваны неоднородной усушкой материала. В поверхностных слоях древесины, где влажность ниже, чем в центре, из-за стеснения свободной усушки возникают растягивающие напряжения, а во внутренних - сжимающие. Остаточные напряжения обусловлены появлением в древесине неоднородных остаточных деформаций. Остаточные напряжения, в отличие от влажностных, не исчезают при выравнивании влажности в доске и наблюдаются как во время сушки, так и после её полного завершения.

Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжение поперёк волокон, появляются трещины. Так появляются поверхностные трещины в начале сушки и внутренние в конце сушки.

Наличие различных напряжений внутри древесины может привести к её короблению.

Коробление - это изменение формы древесины при сушке, хранении, и выпиловке. Чаще всего коробление происходит из-за различной степени усушки по разным структурным направлениям. Коробление может возникать и при механической обработке сухих пиломатериалов: при несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.

Разбухание - это увеличение линейных размеров и объёмов древесины при повышении содержания связанной влаги. Оно происходит при увлажнении древесины и представляет собой явление, обратное усушке. Разбухание наблюдается при увеличении влажности до предела гигроскопичности. Наибольшее разбухание происходит по ширине волокон (тангенциально), наименьшее – вдоль волокон.

Разбухание, также как и усушка - отрицательные свойства древесины. Однако в некоторых случаях оно играет положительную роль, например, обеспечивает плотность соединений в лодках или винных бочках.

Раскалываемость древесины

Раскалываемость - это способность древесины под воздействием ударной нагрузки через клин разделяться на части вдоль волокон. Так как ряд сортов древесины заготавливают путём раскалывания, это свойство древесины имеет положительное практическое значение. Раскалываемость имеет и отрицательное значение при забивке гвоздей, костылей, скоб, ввинчивании шурупов.

Износостойкость и гибкость древесины

Износостойкость - это способность древесины называется противостоять разрушению в процессе трения. Износ у одной и той же древесины больше с боковой стороны, чем с торцевой. Чем выше твёрдость и плотность древесины, тем меньше её изнашиваемость. Влажная древесина больше подвержена износу – вот почему для декоративных панелей или натуральной половой доски специалисты рекомендуют сухую уборку.

Гибкость - это способность древесины деформироваться под воздействием внешних сил. Технологически операция гнутья (загиба), основана на способности древесины сравнительно легко деформироваться при воздействии изгибающих устройств, особенно в нагретом и влажном состоянии. При охлаждении и сушке под нагрузкой значительная часть упругих деформаций переходит в остаточные, фиксируется новая форма детали. У влажной древесины способность к гнутью выше чем у сухой.

Наибольшей способностью к гнутью (загибу) обладают лиственные кольце-сосудистые породы деревьев (дуб, ясень) и рассеянно сосудистые (бук, берёза). У хвойных пород эта способность очень невысока.

Способность к гнутью широко используется при изготовлении мебели, предметов интерьера.

Ударная вязкость - это способность древесины поглощать работу при ударе (ударном изгибе) без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше чем у древесины хвойных пород.

Тепловые свойства

К тепловым свойствам относятся теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность и тепловое расширение.

Теплоёмкость - это способность древесины аккумулировать тепло. Она увеличивается с увеличением влажности.

Теплопроводность - свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. Теплопроводность увеличивается с увеличением влажности и плотности. Вдоль волокон теплопроводность в среднем в 2 раза больше, чем поперёк.

Температуро-проводность - способность древесины выравнивать температуру по объёму.

Тепловое расширение - это способность древесины увеличивать линейные размеры и объём при нагревании. Коэффициент теплового расширения древесины в 3-10 раз меньше, чем у металла, бетона, стекла.

Деформативность

При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем деформативности служит коэффициент пропорциональности - модуль упругости.

Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жесткая древесина.

С увеличением содержания связанной воды и температуры древесины, жесткость её снижается. В нагруженной древесине при высыхании или охлаждении часть упругих деформаций преобразуется в "замороженные" остаточные деформации. Они исчезают при нагревании или увлажнении.

Поскольку древесина состоит в основном из полимеров с длинными гибкими цепными молекулами, её деформативность зависит от продолжительности воздействия нагрузок. Механические свойства древесины, как и других полимеров, изучаются на базе общей науки реологии. Эта наука рассматривает общие законы деформирования материалов под воздействием нагрузки с учётом фактора времени.

Читайте также: