Исследовательская работа обучающегося "Зависимость обработки древесины от ее физических свойств"

     ЗАВИСИМОСТЬ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

               ОТ ЕЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

                   Старков А, обучающийся 1 курса

              профессия «Реставратор строительный».

БОУ ОО СПО «Орловский реставрационно-строительный техникум»

    Научный руководитель: Ковтун Л.А. преподаватель физики

Актуальность темы. Значительную роль в искусстве реставрации играют точные науки, физика, химия. Поведение тех или иных материалов в различных условиях, оптимальный влажностно-температурный режим – все это имеет немаловажное значение для сохранения декоративных элементов и живописи.

Объектом исследования работы будем считать – свойства  породы дерева из которых  выполняют элементы реставрационных работ.

Предметом исследования является – физика.

Цель исследовательской работы: определение физических и механических свойств древесины. В своей работе я попытаюсь ответить на вопрос: какой из образцов более подойдет для выполнения реставрационных работ.

Кем  стать? Этот вопрос я задал себе, будучи ещё выпускником школы.  Мир профессий необычайно широк.  Окончательный выбор  ты должен сделать сам. И я его сделал! И теперь моя жизнь неотъемлемо связана с профессией реставратора.

 Трудно назвать какую-нибудь отрасль народного хозяйства, где древесина не использовалась в том ли ином виде, и перечислить разнообразные изделия, в которые древесина входит составной частью

       Древесина легко обрабатывается, имеет малую теплопроводность, достаточно высокую прочность, при небольшой массе хорошую сопротивляемость ударным и вибрационным нагрузкам, в сухой среде долговечна. Древесина соединяется крепежными изделиями, прочно склеивается, сохраняет красивый внешний вид, на нее  хорошо наносятся защитно-декоративные покрытия. Вместе с тем древесина имеет недостатки: она подвержена горению и загниванию, разрушению от воздействия насекомых и грибов, гигроскопична, вследствие чего может разбухать и подвергаться усушке, короблению и растрескиванию.

         Древесина является материалом, который человек использует с древнейших времён для строительства, изготовления посуды и мебели, постройки кораблей Поэтому человечеству необходимы знания о физических свойствах древесины. Чтобы использовать древесину необходимо знать свойства, строение, пороки древесины.

    Свою работу я начал с определения плотности древесины с которой я работаю. Так как плотность одна из основных характеристик древесины и она учитывается при выборе инструмента для обработки древесины, а также выборе грузоподъемности транспортных средств для перевозки лесоматериалов. Я использовал лабораторные весы с разновесом, линейку, образцы древесины. Для каждого образца опыт повторялся 3 раза и вычислялся средний результат.

Плотность древесины зависит от объема породы и влажности и характерезует ее физико-механические свойства ( прочность, теплопроводность, водопоглощение). Показатель плотности используют при определении коэффициента качества, который находят отношением предела прочности при сжатии к плотности..

Исследуемый образец	Масса,г	Объем,см3	Плотность г/см3
береза	92,85	137,085	0,68
сосна	72,67	131,274	0,55
орех	50,80	70,588	0,72
ясень	43,25	136,188	0,71
махагон	43,25	66,690	0,65

Расхождения в значениях объясняются условиями эксперимента, инструментальной погрешностью и погрешностями измерений.

    Средняя плотностъ древесины разных пород и даже одной и той же породы зависит от многих факторов, связанных с условиями роста дерева. У большинства древесных пород плотность сухой древесины меньше 1000 кг/м³ ,т. е. меньше плотности воды. С изменением влажности средняя плотность древесины меняется, поэтому принято сравнивать плотность древесины при одной и той же стандартной влажности, равной 12%. 

Полученные значения плотности сравнил с табличными.

Исследуемый образец	Экспериментальный результат, г/см3	Табличное значение,     г/см3
береза	0,68	0,64 – 0,88
сосна	0,55	0,52 – 0,86
орех	0,72	0,60 – 0,84
ясень	0,71	0,71 – 0,92
махагон	0,65	0,59 – 0,64

             Плотность древесины имеет существенное значение при обработке ее режущими инструментами: фрезеровании, пилении, лущении, а также в тех случаях, когда она подвергается истиранию при устройстве полов, лестниц перил.  Древесина имеет волокнистее строение и большую пористость и при повышенной влажности она увеличивает размеры и массу.
Увеличение содержания воды в древесине ведет к увеличению плотности материала.
С помощью прибора  я измерил влажность образцов древесины.

Исследуемый образец	Влажность, %
береза	1.0
сосна	3.7
орех	3.3
ясень	2.0
махагон	1.4

             Механические свойства древесины зависят от многих факторов: с увеличением влажности прочность древесины снижается; древесина большей плотности имеет более высокую прочность. Доски вырезанные ближе к сердцевине ствола, коробятся меньше, чем доски, выпеленные ближе к поверхности бревна.

Теплопроводность древесины не велика, она зависит от характера пористости, влажности, направления волокон, породы и плотности дерева, а так же от температуры

Электропроводность  древесины зависит от  ее влажности. Древесину используют при электропроводке в качестве досок, розеток и т.д.

     В зависимости от породы и свойств дерева сосну применяют для изготовления деревянных несущих конструкций, столбов, свай, шпал, столярных изделий, фанеры и т. д

В строительстве более широкое применение получили дуб, ясень, береза, осина, ольха, бук, липа, тополь.  Ясень — ядровая порода, по виду и строению древесины напоминает древесину дуба, но более светлой окраски. Древесина ясеня отличается высокой прочностью и вязкостью, малой склонностью к растрескиванию, красивой текстурой, хорошо сохраняется на воздухе и в воде, но легко загнивает в условиях переменной влажности. Применяют наравне с дубом, но в условиях, не опасных для гниения.

  Береза является самой распространенной в наших лесах лиственной породой. Порода заболонная, имеет древесину белого цвета с легким желтоватым или красноватым оттенком, твердую и прочную, но легко загнивающую, особенно в условиях повышенной влажности. Из нее изготовляют фанеру, некоторые столярные изделия и т. п. 

Кроме перечисленной древесины в строительстве и отделке применяют граб орех, грушу, рябину, а для изготовления мебели - также импортные породы

красное и черное дерево, палисандр, бакаут.

.