ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

3 ЛІСОВОГО ДЕРЕВИНОЗНАВСТВА

на тему: "Визначення щільності і об’ємної пористості деревини"

Мета роботи: освоїти основні поняття і терміни з теми, оволодіти методами визначення фізичних властивостей деревини, визначити показники щільності і пористості деревини.

Матеріали та обладнання: стандартні зразки деревини розміром 20х20х30 мм, аналiтичнi ваги, штангенциркуль, сушильні шафи.

Хід роботи.

1. Визначення щiльностi деревини

Під щiльнiстю деревини розуміють відношення її маси до об’єму. Цей фізичний показник має важливе практичне значення, оскільки він впливає на мiцнiсть, твердість, теплотворну здатність, стiйкiсть та ряд інших фізичних, механічних й технологічних властивостей деревини.

Щiльнiсть деревини визначають методом висушування, використовуючи стандартні зразки деревини i зважуючи їх з точністю до 0,001 г.

Оскільки щiльнiсть значною мірою залежить від вологи, то на практиці використовують такі показники щільності:

а) щiльнiсть вологої деревини;

б) щiльнiсть в абсолютно сухому стані;

в) базисна щiльнiсть (умовна);

г) парціальна щiльнiсть;

д) щiльнiсть при стандартній (нормалiзованiй) вологості.

1.1. Щiльнiсть вологої деревини обчислюється з точністю до 0,005 г/смЗ:

(1)

де mv - маса зразка при вологості ; г, кг; - розміри зразка при вологості , см.

1.2. Щiльнiсть в абсолютно сухому cmaнi обчислюють з точністю до 0,005 г/смЗ (5 кг/мЗ):

(2)

де - маса зразка в абсолютно сухому стані, г; кг; - розміри зразка в абсолютно сухому стані, см.

1.3. Базисну щiльнiсть деревини визначають на зразках вологістю рівною або більшою границі насичення. Такі зразки висушують до абсолютно сухого стану i зважують i точністю до 0,001 г.

Базисну щiльнiсть обчислюють з точністю до 5 кг/мЗ або 0,005 г/смЗ:

(3)

де - маса зразка в абсолютно сухому стані, г; - розміри зразка при

вологості, що дорiвнює або більша межі насичення, г.

1.4. Парціальна щiльнiсть деревини виражається відношенням маси абсолютно сухого зразка до його об’єму при будь-якій вологості (в момент випробування). В загальному вигляді волога деревина являє собою трифазну систему, складовими якою є деревинна речовина, повітря i вода. Тому щiльнiсть деревини можна виразити таким чином:

(4)

де - маса деревинної речовини; - маса повітря в зразку деревини; - маса води; - об’єм зразка деревини при даній вологості W.

Кожен член рівняння (4) характеризує вiдповiдну частку (порцію) за масою повітря й води в загальному її об’ємі.

Враховуючи, що, отримаємо рівняння

(5)

Перший член рівняння (5) характеризує вміст сухої деревини в одиниці об’єму вологої деревини. Цей показник i буде називатись парціальною щiльнiстю деревини (кг/м, г/см):

(6)

1.5. Щiльнiсть при стандартній вологості. Цей показник щiльностi використовують для порівняння деревних порід. Її отримують при перерахунку на вологість 12 %:

(7)

де - коефіцієнт перерахунку на вологість 12 % (табл. 1).

Таблиця 1

Перерахункові коефіцієнти на вологість 12 %

Вологість , % | для порід | Вологість , % | для порід

акація, бук, граб, модрина | усі інші породи | акація, бук, граб, модрина | усі інші породи

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6

Продовження таблиці 1

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6

5 | 0,980 | 0,972 | 18 | 1,013 | 1,020

6 | 0,983 | 0,977 | 19 | 1,014 | 1,023

7 | 0,986 | 0,981 | 20 | 1,016 | 1,026

8 | 0,989 | 0,985 | 21 | 1,018 | 1,029

9 | 0,992 | 0,989 | 22 | 1,019 | 1,031

10 | 0,995 | 0,993 | 23 | 1,020 | 1,034

11 | 0,997 | 0,996 | 24 | 1,021 | 1,036

12 | 1,000 | 1,000 | 25 | 1,022 | 1,039

13 | 1,002 | 1,004 | 26 | 1,023 | 1,041

14 | 1,005 | 1,007 | 27 | 1,024 | 1,044

15 | 1,007 | 1,010 | 28 | 1,025 | 1,046

16 | 1,009 | 1,014 | 29 | 1,025 | 1,048

17 | 1,011 | 1,017 | 30 | 1,026 | 1,050

Результати розрахунків щільності при різному ступені вологості заносять у відповідну форму (таблиця 2).

Таблиця 2

Протокол визначення щільності деревини

Порода | Розміри зразка, мм | Об’єм

зразка

см | Маса

зразка |

Вологість

,% | Щільність, г/см3

товщина | ширина | довжина

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11

тис | 0,65 | 0.734 | 0.626

2. Визначення об'ємної пористості деревини

Під об’ємною пористістю деревини розуміють відношення об’єму внутрiшнiх порожнин, виражений в процентах, до об’єму деревини в абсолютно сухому стані. Пористicть деревини має практичне значення для кiлькiсного i якісного виходу целюлози та для інших технологічних потреб. Пористість деревини знаходиться в оберненій залежності до щiльностi: чим більша щільність, тим менша пористість деревини.

Об’ємну пористість деревини визначають з точністю до 0,01 % за формулою:

(8)

де - щiльнiсть деревини в абсолютно сухому стані; d - відносна щiльнiсть деревної речовини, г/см3 .

Щiльнiсть деревини в абсолютно сухому стані береться з вiдповiдної графи протоколу (див. табл. 2) визначення щiльностi деревини на зразках у формі прямокутної призми, відносну щiльнiсть деревної речовини приймають за 1,53 г/см3. Результати пiдрахункiв заносяться в протокол визначення об’ємної пористості деревини (табл. 3).

Таблиця 3

Протокол визначення об’ємної пористості деревини

Порода | Маса деревини в сухому стані | Об’єм деревини в сухому стані, см3 | Щільність деревини в сухому стані, г/см3 | Відносна щільність деревної речовини, г/см3 | Об’ємна пористість