Особливості розташування сучків у стовбурах та їх фізико-механічні властивості

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Особливості розташування сучків у стовбурах та їх фізико-механічні властивості

Вади деревини є важливою ознакою якості деревина, оскільки за їх наявністю та розмірами визначають сорт лісоматеріалів. Ступінь впливу вад на якість деревини залежить від виду вади, її розмірів, кількості, розташування та призначення лісоматеріалів. До основних сортоутворюючих вад деревини відносять сучки, гнилизни, тріщини та кривизну [26, 27].

Основною вадою деревини є сучки - основа гілок, яка заключена у деревині сортименту. Якщо розглядати окремо дерева, то прийнято говорити про їх сучковатість, розуміючи під цим терміном усю сукупність зарослих та відкритих сучків з урахуванням їх кількості, стану, розмірів та розподілу, а також впливу на технічні властивості деревини. Вивченню сучковатості насаджень приділялося досить багато уваги. Так М. Е. Ткаченко, О. И. Полубояриновим, М. И. Виликайнен, встановлено, що наявність сучків, їх розміри та кількість можуть бути обумовлені спадковими особливостями, умовами місцезростання, повнотою насадження, а також господарською діяльністю людини [28, 29, 30, 31, 32].

Питання формування сучковатості в культурах сосни були розглянуті в роботах О. И. Антонова [33], В. И. Мелехова, Н. А. Бабича, С. А. Корчагова [34], Д. Ю. Коновалова [35], тощо.

Природне очищення ростучих дерев від сучків складний біологічний процес, який проходить неоднаково не тільки у різних порід деревини, а навіть у однієї породи за різних умов формування деревини. Це довготривалий процес, в результаті якого стовбур дерева, з ростом вгору очищується від нижніх бокових гілок. Очищення дерев від сучків, один з найбільш доступних показників якості, який може бути отриманий безпосередньо в деревостані, під час оцінювання запасу або проведенні інших вимірів.

У літературі оцінка сучковатості, в основному, мала описовий характер "погане очищення від сучків", "добре очищений стовбур" тощо, тому В. И. Мелехов [36] запропонував фази процесу очищення стовбура від сучків залежно від маси відповідної фракції віднесеної до 1 м3 деревини. Всього було виділено 4 фази очищення від сучків.

Дослідженнями В. Д. Зеликова [37], Б. В. Абуткова [38], О. И. Полубояринова [39], Г. Л. Кравченко [40], В. А. Ряхина [41], В. И. Мелехова, Н. А. Бабича, С. А. Корчагова [34], Д. Ю. Коновалова [35] та іншими встановлено, що очищення стовбурів від сучків також залежить від віку деревостану.

Багаточисельними дослідниками показана роль умов місцезростання у формуванні сучковатості стовбурів: М. Буш, [42], Н. С. Нестеров [43], Б. В. Абутков [38, 44], О.И. Полубояринов [39], В. А. Ряхин [41], Г. Л. Кравченко [45], Г. П. Мусихин [46], Л. С. Арлаускас, А. П Тябера [47], В. И. Мелехов, Н А. Бабич, С. А. Корчагов [34], Д. Ю. Коновалов [35] тощо.

Так, за дослідженнями В. И. Мелехова, Н. А. Бабича, С. А. Корчагова [34], у разі покращення лісорослинних умов збільшується абсолютна довжина трьох основних зон стовбура та зменшується кількість сучків на 1 пог.м. У найбільш продуктивних типах лісу формуються сучки більших розмірів, що обумовлено не тільки кращими умовами зростання, але і меншою повнотою на даному етапі їх формування.

За дослідженнями Л. С. Арлаускаса [47], який розглядав сучковатість стовбурів ялини, встановлено, що найбільша довжина безсучкової зони стовбурів характерна для деревостанів із середнім ступенем товщини. Також було встановлено, що підвищення родючості ґрунтів викликає збільшення товщини сучків за всією довжиною стовбура, але збільшення вологості ґрунтів суттєво не впливає на товщину сучків. Також було встановлено, що підвищення родючості ґрунтів не впливає на сортність круглої деревини.

При дослідженні впливу географічного фактору на сучковатість Д. Ю. Коноваловим [35] було відмічено збільшення на 10-70 % різних зон стовбура при просуванні з півночі на південь. Загальна кількість відкритих сучків на стовбурах збільшується на 8-18 % у північному напрямку, причому їх середній діаметр зменшується на 24--15 %.

Дослідженням ступеня впливу сучків на якість лісоматеріалів та пило продукції, що з них отримується, приділено багато уваги. Так, рядом науково-дослідних інститутів [48, 49], визначено відсотковий вихід та цінностний коефіцієнт хвойних пиломатеріалів, отриманий з колод, що мали різні розміри максимального сучка. Було встановлено, що розмір максимального сучка практично не впливає на вихід пиломатеріалів. Різниця між максимальним та мінімальним значенням виходу для соснових, ялинових та листяних колод не перевищує 2,5 % [49]. Цінностний коефіцієнт хвойних пиломатеріалів для всіх досліджених порід та регіонів їх вирощування залежить від розмірів максимального сучка у колодах - зі збільшенням сучка цінностний коефіцієнт зменшується.

Спосіб визначення пошкодженості стовбурів сосни сучками був запропонований В. П. Левченко, і полягав у тому, щоб визначати пошкодженість не абсолютними розмірами сучків, а відносними величинами, зокрема "відношенням суми діаметрів сучків у мутовці до обводу стовбура в місці розташування мутовки" [50].

Для виявлення закономірностей розвитку деревного стовбура та розповсюдження у ньому сортоутворюючих вад на основі законів біоніки та закономірностей безрозмірних співвідношень була розроблена модель структурно-морфологічної будови стовбура [51]. В її основу покладено новий підхід до вивчення розмірно-якісних характеристик деревної сировини (рис.1.1) і запропоновано гіпотезу про взаємозв'язок морфологічного (безсучкова зона, зона мертвих сучків та зона живої крони) та внутрішнього структурного формоутворення стовбура дерева, які підпорядковуються законам біоніки (закон конуса та закон спіралі росту) та закономірностям безрозмірних співвідношень (принцип золотого перерізу).

Рис. 1.1. Моделі стовбура для визначення їх якісних зон [51]: а) структурно-морфологічна модель стовбура; б) геометричні моделі розподілу якісних зон за довжиною стовбура

Проте, А. Д. Голяков [52] відмічав, що у дослідників немає єдиної думки про вибір способу встановлення границі між безсучковою та сучковою зонами, недостатньо висвітлено питання її точності та форми, відсутня цілісна та зручна для аналізу математична модель зміни діаметру зрослих та незрослих частин сучків у межах моделі колоди. Тому була запропонована вибіркова технологічна модель сучковатості комлевих соснових колод [52]. Було встановлено, що розподіл сучків всередині комлевих колод носить зональний характер, довжина зарослих сучків та їх зарослих частин в середньому збільшується за довжиною колоди від комля до вершини.

Дослідженням сучковатості, з точки зору очищення дерев від сучків за допомогою механізмів, займалися Л. Г. Дорофеев [53], В. И. Дитрих [54]. Була встановлена залежність сучковатості від товщини стовбура. Найбільш чутливим та стійким параметром сучковатості є середній діаметр сучків, який лінійно залежить від діаметра дерева на висоті грудей.

Одним з перших провів дослідження фізико-механічних властивостей сучків В. П. Лопатко [55]. Дослідженням фізико-механічних властивостей деревини сучків та вершин карпатського бука і можливості їх використання для виготовлення гнутих меблів займався Т. М. Шкіря. [56]. Ним було встановлено, що показники межі міцності деревини сучків карпатського бука не нижчі показників деревини стовбура. Аналогічну залежність підтвердили дослідження В. П. Левченко [57] для деревини сучків сосни Київської області.

Ступінь впливу сучків на характеристики міцності деревного стовбура відмічалися Н. Н. Бураковим [58]. Під час досліджень на малих зразках, було встановлено, що за стиску вздовж волокон деревини сосни та ялини, межа міцності знижується у межах 20--10 %. За стиску поперек волокон спостерігається підвищення міцності, при випробуваннях на згин, наявність сучків викликає зменшення опору деревини, величина якого залежить від діаметра сучка та його розташування у зразку.

Волинським В. Н. [59], який проводив дослідження на зразках різного поперечного перерізу чистої деревини та деревини з сучками, була встановлена залежність межі міцності від розмірів поперечного перерізу зразка. Розбіжність у рівняннях зв'язку для чистої деревини і деревини з сучками знижується із збільшенням розмірів зразка.

Результати досліджень, що проводилися у центральному науково-дослідному інституті механічної обробки деревини (ЦНДІМОД) [49] щодо зниження межі міцності балок, брусків з сучками на крайці та дощок з сучками на пласті у межах середньої третини проліту, свідчать, що із збільшенням відносних розмірів сучка міцність за статичного згину та стиску вздовж волокон різко падає. За відносних розмірів сучка, який дорівнює половині ширини або товщини деталі, межа міцності знижується відповідно на 51 та 52 %. У зв'язку з цим розмір сучків в круглих лісоматеріалах обмежується.

За дослідженнями сучки є основною вадою, яка впливає на зниження механічних показників стовбурів. Виявлено так звану "зону впливу" біля сучка, яка характеризується нахилом волокон і має значний вплив на міцність стовбурів (рис. 1.2.).

Рис. 1.2. Схематичне зображення розташування сучків у стовбурі та зони їх впливу [60]

Крім того, внаслідок ексцентричного розташування сучків та секцій з сучками зменшується кількість чистої деревини.

Виникнення тріщин всихання в круглих сортиментах

Після того, як деревина досягає вологості межі насичення волокон відбувається зменшення її об'єму, тобто всихання. Внаслідок анізотропної будови деревини її всихання за різних напрямків є неоднаковим. В середньому максимальне всихання деревини, тобто до абсолютно сухого стану в тангенціальному напрямку становить 7П10 %, а в радіальному напрямку - вдвічі менше [61, 62].

Значна різниця між всиханням в тангенціальному та радіальному напрямках поряд з незначною міцністю деревини в поперечному напрямку є основною причиною виникнення тріщин в матеріалі. Особливістю всихання круглих сортиментів є наявність серцевинної трубки і це спричиняє утворення поверхневих тріщин в радіальному напрямку. Оскільки радіальне всихання майже в два рази менше за тангенціальне центральна зона колоди стискається, а периферійна - розтягується. З наближенням середньої вологості деревини до межі насичення в матеріалі виникають радіальні тріщини.

Якісна картина утворення тріщин виглядає наступним чином [63]. Обкоровані круглі сортименти віддають вологу скоріше, тому в них виникають дві великі тріщини, розташовані за діаметром та ряд дрібних тріщин - за радіусом (рис. 1.3). Сортименти в корі висихають повільніше, оскільки випаровування вологи з поверхні ускладнено і зазвичай тріщини утворюються в радіальному напрямку на деякій відстані від поверхні колоди (рис. 1.3 б).

Величину розкриття тріщини, Н, залежно від радіусу колоди, К, И. В. Кречетов [64] розглядає як різницю між довжиною кола, в яке вписано поперечний розмір колоди, до та після сушіння:

де Ут - всихання в тангенціальному напрямку, %; Ур - всихання в радіальному напрямку, %.

Рис. 1.3. Утворення тріщин всихання в круглому сортименті: а) обкорованому; б) в корі

Дослідження способів сушіння круглих сортиментів листяних порід, проведені в науково-дослідному інституті механічної обробки деревини (УкрНДІМОД) [65] показали, що під час сушіння обкорованих сортиментів від рубок догляду при високих температурі та відносній вологості сушильного агента збільшується всихання в радіальному напрямку та стиск матеріалу в центрі. Отже, збільшення радіального всихання і, таким чином, зменшення різниці між всиханням в радіальному та тангенціальному напрямках сприяє якісному сушінню. Причому стиск центральної зони матеріалу відбувається, скоріш за все, за двома причинами: внаслідок колапсу анатомічних елементів та внаслідок підвищення пластичності деревини при високотемпературному сушінні. Якщо у пилопродукції квадратного та прямокутного перетинів виникнення колапсу є небажаним, то в круглих сортиментах він є ефективним, оскільки сприяє збільшенню всихання в радіальному напрямку.

Під час сушіння необкорованих круглих сортиментів з деревини відбувається відшарування кори, викликане внаслідок всихання. В утворених проміжках між деревиною та корою спостерігається збільшення відносної вологості повітря, що уповільнює процес видалення вологи [66] порівняно з обкорованими сортиментами. При застосуванні високих температур під час сушіння необкорованих сортиментів спостерігалося зменшення різниці між всиханням в радіальному та тангенціальному напрямках за рахунок уповільнення видалення вологи з поверхні. Тому, рекомендовано у разі сушіння сортиментів з пошкодженою корою для запобігання виникненню поверхневих тріщин, покривати такі ділянки захисними речовинами. Відмічено також, що найкраща якість сушіння круглих сортиментів спостерігалася, коли в зразках висвердлювалися наскрізні осьові отвори, а видалення вологи через торці унеможливлювалося.

Вивченню процесу сушіння круглих лісоматеріалів присвячена незначна кількість робіт. Щодо круглих лісоматеріалів, то переважно визначали терміни їх прогрівання [67, 68]. Так, Simpson [69] запропонував регресійне рівняння для круглих (діаметром від 10 до 40 см), квадратних та прямокутних перетинів сортиментів у разі нагрівання їх в насиченій парі в діапазоні температур від 56-82 °С. Крім того, було виявлена обмеженість застосування рівняння MacLean [70], яке дозволяє робити адекватні експериментальним даним розрахунки у разі нагрівання в насиченій парі. У випадку, коли психрометрична різниця стає більшою, а середовище сушіння сухішим, фактичний час нагрівання є довшим за той, що був розрахований за допомогою рівняння MacLean. Причиною цього збільшення часу є те, що в сухому середовищі вода, яка випаровується з деревини, охолоджує її поверхню. Це призводить до зниження температури поверхні матеріалу що сушиться, що в свою чергу знижує рушійну силу для передачі тепла і, отже, уповільнює процес сушіння.

На думку вчених С.-Петербурзської лісотехнічної академії [71] перспективними способами сушіння круглих лісоматеріалів є високотемпературне сушіння з температурою перегрітої пари до 120 °С та імпульсне паро-вакуумне сушіння за методом циклів "пропарювання-вакуумування".

Розроблений фінськими вченими перспективний, проте ще не достатньо опрацьований спосіб молекулярно-капілярного сушіння круглих лісоматеріалів [72] дозволяє за 60 хвилин висушити до транспортної вологи колоду діаметром 250 мм і довжиною 6 м. Метод полягає у видаленні капілярної вологи з деревини за допомогою електроенергії шляхом підведення спеціальних електродів безпосередньо в деревину таким чином, щоб пара, яка утворюється всередині стовбура виштовхувала вологу через торці.

В промисловості сьогодні застосовується декілька способів сушіння круглих лісоматеріалів, які мають свої переваги та недоліки.

Так атмосферне сушіння може реалізовуватися як на лісосіці -транспіраційне сушіння ростучих або зрубаних з кроною дерев, так і на спеціальних складах, де круглі лісоматеріали складені в штабелі. На думку О. Т. Вакина [73] транспіраційне сушіння має доцільність лише у разі зниження ваги деревини перед сплавлянням. Традиційне атмосферне сушіння на складах, хоча і є найменш витратним з точки зору енерговитрат, має такі недоліки як-то: довготривалість процесу, необхідність значних інвестувань для забезпечення безперебійної роботи підприємств, які використовують круглі лісоматеріали; зниження якості матеріалу внаслідок розтріскування сортиментів та ураження їх пліснявами та грибами.

Сушіння круглих лісоматеріалів в гідрофобних або гідрофільних рідинах застосовується переважно для консервування, оскільки подальше використання такої деревини пов'язано з вологими умовами експлуатації -гідротехнічні споруди, стовпи ліній зв'язку та електропередач тощо. Висушена таким чином деревина має обмежене використання в домобудівництві, оскільки має забруднену поверхню, знижену міцність, змінений колір, підвищену гігроскопічність (у разі обробки гідрофільними рідинами) та стає неекологічним матеріалом.

Ефективність імпульсного паро-вакуумного сушіння за методом циклів "пропарювання-вакуумування" знижується зі зменшенням вологості лісоматеріалів. Цей спосіб є доцільним для грубих сортиментів з важкосохнучих порід деревини - дуба, граба, бука.

Ротаційне сушіння, як механічний спосіб зневоднення, застосовується для зниження вологості лісоматеріалів до 42-48 % [74] перед транспортуванням. Отже, за його допомогою може бути видалена лише вільна вода. пошкодженість стовбур деревина сучок

Використання діелектричного та НВЧ сушіння дозволяє отримати якісно висушену продукцію без тріщин. Проте, ці способи вимагають складного обладнання, відрізняються високими витратами електроенергії, підвищеними вимогами до монтажу та експлуатації обладнання, мають шкідливий вплив на здоров'я обслуговуючого персоналу.

Отже, традиційний конвекційний спосіб сушіння, який є досить простим, продуктивним та відносно дешевим не має суттєвих недоліків, які б стримували його для застосування сушіння круглого лісу [75]. Тим більше, що камерне сушіння дозволяє зберегти природний колір деревини, яка потім може опоряджуватися прозорим покриттям; запобігти ураженню деревини грибами; збільшити швидкість виконання замовлень за рахунок відсутності погодного фактору та замороження значних коштів; звести до мінімуму деформацію колод під час їх подальшого оброблення; використовувати традиційні лісосушарки. Хоча актуальним залишається розроблення технології бездефектного сушіння круглих лісоматеріалів.

Основною вимогою до сушіння круглих лісоматеріалів є досягнення якісно висушеного матеріалу без дефектів, а саме без поверхневих тріщин, які утворюються внаслідок нерівномірного всихання. Результати дослідження виникнення тріщин всихання при сушінні деревини ялини, сосни, дуба і бука за різних значень відносної вологості повітря

(<р = 30-98 %) наведені в роботі [76]. Виявлено, що найбільш загрозливим для цілісності матеріалу є сушіння достатньо сухим повітрям зі ступінню насичення ер =30%. Зроблено висновок про необхідність подальших досліджень зв'язку переносу вологи з градієнтом напружень, що виникають в деревині під час сушіння.

Відомо, що причиною утворення поверхневих тріщин є перебільшення сушильними напруженнями межі міцності на розтяг поперек волокон.

Повні внутрішні напруження в деревині, в загальному вигляді, можна розглядати як сукупність двох складових - вологісних і залишкових. Вологісні напруження викликані неоднорідним всиханням матеріалу, обумовленим, у свою чергу, нерівномірним розподілом у ньому гігроскопічної вологи. Залишкові напруження обумовлені появою в деревині неоднорідних залишкових деформацій. На відміну від вологісних вони не зникають при вирівнюванні вологості й спостерігаються як під час сушіння, так і після його завершення. Інформація про внутрішні напруження дозволяє вчасно корегувати процес сушіння деревини й тим самим не знижувати вихідної якості сировини.

Дослідженням внутрішніх напружень в деревині займалося багато вчених, величезний внесок в трактування природи їх виникнення, розроблення методів їх кількісного визначення вніс професор Б. Н. Уголев [77-79]. Проте, вивчались внутрішні напруження традиційно для промислових сортиментів, які мають прямокутний перетин. Сортименти круглого перетину не вивчали і, зрозуміло, що розподіл напружень за перетином зразка круглого перетину буде суттєво відрізнятися від розподілу за перетином прямокутного зразка.

Для оцінювання процесу розвитку внутрішніх напружень в круглих сортиментах В. А. Шевченко [80] запропоновано розглядати річні шари як концентричні кола, а масу деревини як однорідний матеріал. Було прийнято вважати деревину ортотропним тілом з циліндричною анізотропією, для якого можна застосувати рівняння пружності ортотропного тіла [81].

Циліндрична анізотропія (рис. 1.4) характеризується такими властивостями: з тілом незмінно пов'язана пряма СЈ - вісь анізотропії ( для деревини - це лінія серцевини); всі вісі, що перетинають її під прямим кутом є еквівалентними; всі нескінченно малі елементи типу А, що видалені з тіла трьома парами координатних площин (двома площинами, які проходять через вісь анізотропії і утворюють нескінченно малий кут; двома нескінченно близькими площинами перпендикулярними до вісі анізотропії; двома нескінченно близькими поверхнями кругових коаксіальних циліндрів з віссю, спрямованою по вісі анізотропії) мають однакові пружні властивості.

Рис.1.4. Схема циліндричної анізотропії

Таке спрощення дало можливість дослідити внутрішні напруження, що виникають під час сушіння деревини круглого перетину. Проте, розрахунки отримані за запропонованими рівняннями внутрішніх напружень в круглому сортименті не знайшли експериментального підтвердження.

Отже, сьогодні актуальним є розроблення методу контролю за якістю сушіння круглих сортиментів, для запобігання тріщиноутворенню.

Вплив вологості деревини на механічні властивості круглих лісоматеріалів

Важливим фактором, що впливає на фізико-механічні властивості деревини є вміст вологи. Розглядати вплив вологи на фізико-механічні властивості деревини можна тільки в контексті з іншими параметрами деревини: температурою, щільністю, напруженим станом тощо.

За дослідженнями М. Д. Бойко [82], А. И. Фоломина [83], М. Д. Бивших [84], А. А. Винокурова [85] встановлено, що за дії постійної від'ємної температури статична міцність деревини збільшується. Причому, збільшення межі міцності знаходиться в залежності від вологи деревини -чим більша вологість, тим більше відбувається це збільшення.

За твердженнями Н. Л. Леонтьева [86] фізико-механічні властивості деревини та показники пружних деформацій за вологості Ґ = 30% та більше, зменшуються і при подальшому збільшенні вологості залишаються незмінними.

За даними В. Н. Волинського [87] межа міцності деревини за стиску вздовж волокон а дуже сильно залежить від вологості - V. Після проведення багаточисельних випробувань для деревини ялини та берези отримані графіки а = /(V), які показані на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Залежність межі міцності за стиску вздовж волокон від вологості [87]

Спрощено, автор трактує цю залежність як лінійну в діапазоні зміни вологості від 0 до 30 % з коефіцієнтом зниження міцності 4-6 % на 1 % збільшення вологості деревини. Зниження міцності за невеликої вологості пояснюється додатковими напруженнями розтягу молекул целюлози.

Безумовно, ці напруження не можуть знизити межу міцності за стиску здовж волокон [87].

За даними Ф. П. Белянкина [88] для деревини дуба, за зміни температури від 25 до 100 °С та вологості від 0 до 60 % вплив вологи на міцність дуже великий. За кімнатної температури при зміні вологи від 0 до 60 % призводить до зниження міцності майже у 3 рази, а одночасне збільшення температури і вологи знижує межу міцності у 15-20 разів. При цьому залежність а =/(ТҐ) не може бути прямою, а скоріш експоненціальною.

Одним з найважливіших показників деревини, як конструкційного матеріалу, є міцність за статичного згину. За дослідженнями [87] вплив вологи на цей показник аналогічний впливу його на міцність за розтягу (рис.1.6), тобто, за дуже малої вологості міцність може бути декілька нижчою, ніж за вологості 5-8 %.

Рис. 1. 6. Вплив вологості на межу міцності деревини за статичного згину [87]

Крім того було відмічено залежність міцності деревини від вологості, яка коливається від 5 до 30 % [87]. Видно (рис.1.7), що ступінь зниження міцності деревини залежить також і від її щільності.

Рис. 1.7. Залежність міцності при вигині від вологості деревини за різної щільності [87]: 1 - 400 кг/м3, 2 - 600 кг/м3, 3 - 800 кг/м3

Необхідно зауважити, що ці результати отримані на чистих зразках деревини і для промислових пиломатеріалів та заготовок будуть відрізнятися. За даними дослідників [89], міцність нерівномірно висушеної деревини може бути вищою, ніж це можна очікувати від середньої вологості зразка, оскільки зовнішні шари, які підлягають більшому навантаженню за згину, можуть мати більш низьку вологість, ніж внутрішні.

За даними Н. Л. Леонтьева [86] рівномірність розподілу вологи у зразках з вологістю W > 30 % не впливає на межу міцності при стиску та сколюванні вздовж волокон.

Вплив режимів сушіння та сортності пиломатеріалів були встановлені А. Н. Песоцким [90] при дослідженні на статичний згин пиломатеріалів 04-х сортів, які піддавали жорсткому режиму сушіння. Виявлено, що чим жорсткіший режим сушіння, тим вища міцність дощок. Сорт дощок також впливає на ступінь зниження міцності за збільшення середньої вологості деревини. Досліди показали, що для високосортних дощок міцність вища, ніж для низькосортних пиломатеріалів. Для малих зразків була відмічена зворотна тенденція. Абсолютні значення коефіцієнтів для дощок вищі, ніж для малих зразків, у тому числі для м'якого режиму сушіння та дощок 0-го сорту. Тобто вплив вологи на деталі будівельних конструкцій, виражений менше, ніж для малих чистих зразків. Дослідники пояснюють це пластифікуючою дією вологи на деревину. Підвищення вологості призводить до зниження концентрації напружень у місцях структурних неоднорідностей деревини, що знижує крутизну характеристики о = /<ТҐ).

Вплив вологості на фізико-механічні властивості круглих лісоматеріалів з вадами деревини майже не висвітлено.

Аналіз наукових праць з визначення впливу вад і вологи на фізико-механічні властивості деревини дозволив зробити наступні висновки:

1. Роботи виконані за різними методиками, були випробувані зразки як стандартних розмірів, так і будівельних розмірів, більшість випробувань проводилося на дошках та брусках. Не завжди присутні дані про вологість деревини у період випробувань. Відсутня єдина система вимірювання сучків. Деякі випробування проводилися на малій кількості зразків.

2. В більшості робіт сучковатість розглядалася з точки зору спадкових особливостей, умов місцезростання, повноти насадження, а також господарської діяльності людини. Встановлено, що очищення стовбурів від сучків також залежить від віку деревостану. Деякі дослідження впливу родючості ґрунтів на сучковатість та сортність круглих лісоматеріалів носять суперечливий характер. Відмічено, що у дослідників немає єдиної думки при виборі способу встановлення границі між безсучковою та сучковою зонами, недостатньо висвітлено питання її точності та форми. Значно менший обсяг наукових досліджень присвячено проблемі вивчення фізико-механічних властивостей сучків та їх впливу на механічні властивості круглих лісоматеріалів.

3. Вивченню процесу сушіння круглих лісоматеріалів присвячена незначна кількість робіт. Процес сушіння пов'язаний з утворенням внутрішніх напружень, розвиток яких традиційно вивчався для промислових сортиментів, які мають прямокутний перетин. Спроба розглядати деревину, як ортотропне тіло з циліндричною анізотропією для можливості застосування рівняння пружності не знайшло експериментального підтвердження. Отже, сьогодні актуальним є розроблення методу контролю за якістю сушіння круглих сортиментів, для запобігання тріщиноутворенню.

4. Проведений аналіз літературних джерел виявив, на сьогоднішній день, недостатність досліджень впливу вологи та вад деревини на фізико-механічні властивості круглих лісоматеріалів.

Размещено на Allbest.ru