Древесина как природный конструкционный материал. Основные свойства древесины как конструкционного материала. Достоинства и недостатки. б) лиственные и хвойные

Древесина подразделяется на две разновидности:

Лиственные породы: дуб, клен, береза, липа и др.

Хвойные породы: ель, сосна, кедр сибирский и др.

Плотность древесины составляет 0,46.. .0,76 г/см 3 , предел прочности при растяжении вдоль волокон 101... 161 МПа.

По строению древесина является композиционным материалом из прочных волокон целлюлозы и тонких прослоек лигнина.

Основные разновидности древесных материалов:

Прессованная древесина , получаемая горячим прессованием с последующей специальной обработкой. Используют для изготовления подшипников, втулок и других деталей машин.

Древесноволокнистые плиты изготовляют горячим прессованием измельченной древесины, иногда со связующим. Применяют для облицовки и отделки пассажирских вагонов железнодорожного транспорта, автобусов и т.д.

Древесностружечные плиты получают горячим прессованием древесной стружки со связующим. Эти плиты используют в вагоностроении, для производства мебели и др.

Фанера представляет собой листовой материал толщиной 1... 12 мм. Изготовляется путем склеивания слоев шпона, представляющего собой широкую ровную стружку древесины в виде листов толщиной 0,55... 1,5 мм.

Керамические технические материалы

Керамические материалы получают из синтезированных или природных тонкодисперсных порошков неорганических химических соединений (оксидов, нитридов и др.). Для приготовления керамической массы применяют и вспомогательные вещества: пластификаторы, улучшающие формование непластичных порошков, связующие вещества, смазывающие жидкие масла с малым поверхностным натяжением, применяемые для уменьшения трения и прилипания массы к поверхности прессформы, поверхностно-активные вещества (олеиновая и стеариновая кислоты), улучшающие смачивание керамических частиц.

В приготовлении керамической массы важнейшими операциями являются: измельчение исходных материалов, составление смеси порошков, гранулирование и сушка керамических масс. Материалы в виде кусков различных размеров с различными физическими свойствами размельчают механическим путем (дробят и размалывают). Сначала производят грубое дробление до размера частиц 10... 15 мм, затем среднее - до размера частиц 1 мм и мелкое дробление. Измельченный материал просеивают через металлические сита, пропускают через магнитный сепаратор для отделения ферромагнитных примесей и направляют для повторного мелкого помола, обычно совмещаемого со смешиванием компонентов. Часто помол осуществляется с добавлением воды.

Смесь исходных материалов получают смешиванием тонкодисперсных компонентов или одновременным тонким измельчением и смешиванием исходных компонентов. Наибольшее распространение в производстве керамиче­ских изделий получили пресс-порошки, литьевые шликеры и пластичные фор­мовочные массы. Эти массы отличаются друг от друга содержанием пластифи­каторов. При малом содержании пластификаторов 3...10 % получают пресс- порошки, при 7...20 % - ном содержании пластификаторов - пластичные формовочные массы и при большем содержании пластификаторов (до 40 %) - литьевые шликеры.

Процесс формования изделий из керамических масс основан на способности их к пластическому течению без нарушения сплошности под действием внешних сил и сохранении полученной формы. Свойства пластичности керамической массе обычно придают специальные вещества - пластификаторы. В производстве наиболее часто формование изделий выполняют следующими способами: прессованием, шликерным литьем, формованием из пластичных масс, прокаткой.

Сформованные заготовки подвергаются обжигу. При обжиге происходит спекание керамического материала в результате протекания ряда физикохимических процессов с приобретением изделиями определенных свойств, уплотнение и упрочнение материала за счет протекания процессов переноса и перераспределения веществ. Обжиг осуществляют в печах периодического или непрерывного действия.

Керамические материалы относятся к телам кристаллического строения и состоят из большого количества зерен химических соединений. Размер зерен, как правило, 50... 100 мкм и более. В зернах наблюдается упорядоченное расположение ионов в пространстве в виде некоторой кристаллической решетки. Кристаллы оксидов и других неорганических химических соединений имеют в основном ионный характер сил связи (ионные кристаллы). Основу ионной связи составляет электростатическое притяжение между ионами с положительным зарядом (катионами) и с отрицательным зарядом (анионами). Ионный характер связи в большей степени проявляется в соединениях, элементы которых относятся к наиболее удаленным друг от друга группам периодической системы элементов Менделеева (например, MgO, ВеО).

Техническая керамика в зависимости от наличия в изготовленном материале определенного химического соединения и свойств подразделяется на несколько основных классов: конструкционная, режущая, электротехническая, радиотехническая и др.

Конструкционная керамика . Конструкционная керамика допускает применение более высоких температур по сравнению с металлами и поэтому является перспективным материалом для двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей. Помимо более высокого КПД двигателей, преимуществом керамики является низкая плотность и теплопроводность, повышенная термо- и износостойкость.

Высокотемпературная конструкционная керамика характеризуется уме­ренной пористостью и высокой термостойкостью при сохранении достаточно высоких термомеханических свойств при температурах эксплуатации 1300°С и выше. Детали из этой керамики имеют форму трубок, втулок, стержней, шайб, крюков и более сложных фасонных изделий.

В качестве конструкционной керамики используются нитриды, оксиды, карбиды Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , SiC и др. Керамика с содержанием более 95 % Al 2 O 3 называется корундовой.

Наиболее перспективной технологической схемой изготовления изделий из конструкционной керамики на данном этапе ее развития считается следующая: формование подготовленной композиции - обжиг заготовок - дополнительное уплотнение методом горячего изостатического прессования (ГИП).

Например, ГИП нитрида кремния Si 3 N 4 проводится в оболочках из стекла при температурах 1800...2000°С под давлением аргона 100... 150 МПа в течение часа. При этом предел прочности σ изг возрастает с 830 до 1030 МПа. Пред­варительный обжиг ведут с использованием нагрева в микроволновых печах (частота тока 28000 МГ ц).

Конструкционная керамика в опытном порядке применяется в автомобилестроении для верхней части толкателя клапана двигателей внутреннего сго­рания (д.в.с.), рабочей поверхности кулачков распределительного вала д.в.с. и др. деталей.

Керамические материалы относятся к хрупким материалам, и их прочность в значительной мере зависит от состояния поверхности деталей, особенно от наличия микротрещин, которые являются концентраторами напряжений. Для деталей машин с точными размерами необходимо проведение механической обработки. Вследствие высокой твердости и хрупкости керамики используется абразивная обработка. Наиболее используемым методом обработки в настоящее время является точное шлифование с использованием кругов, имеющих в качестве абразива алмазные порошки. Изменяя такие факторы, как глубина резания и зернистость алмазного порошка в шлифовальном круге, можно контролировать характер разрушения керамики, а следовательно, изготавливать изделия с рациональными параметрами шероховатости обработанной поверхности. Следовательно, структура дефектного поверхностного слоя изделия определяется как физико-механическими свойствами, так и режимами алмазного шлифования керамики.

Режущая керамика (РК). Она характеризуется высокой твердостью, в том числе при нагреве, износостойкостью, химической инертностью к большинству металлов в процессе резания. По комплексу этих свойств керамика существенно превосходит традиционные режущие материалы - быстрорежущие стали и твердые сплавы.

Различают нитридную и оксидную керамику. Современная РК является композиционным материалом с матрицей из Si 3 N 4 (t раб max ≤ 1200°С) или А1 2 0з (t раб max ≤ 1500°С). Наполнителем служат мелкие частицы TiN, TiC, ZrO 2 .

РК изготовляется в виде небольших пластин, на поверхность которых наносят два и более слоев покрытий А1 2 0з, TiC, TiN, TiCN. Используют также «градиентные» покрытия, состав которых постепенно изменяется от керамики к рабочей поверхности. Покрытия имеют своей целью «залечивание» дефектов поверхностного слоя керамического материала.

Оксидная режущая керамика AI 2 O 3 , AI 2 O 3 + ZrO 2 используется для черновой и чистовой токарной обработки деталей из сталей, реже чугунов.

Нитридная режущая керамика Si 3 N 4 , SisN 4 + Zr0 2 применяется для чернового и чистового точения, фрезерования чугунов и суперсплавов.

Режущая керамика по своим свойствам занимает промежуточное положение между твердыми сплавами и сверхтвердыми материалами (алмазами).

Стекло неорганическое

Стеклообразное состояние присуще обширному классу неорганических веществ, от отдельных элементов до сложных многокомпонентных систем. Стекло как искусственный продукт, может включать в свой состав большинство элементов периодической системы.

Наибольшее применение получили стекла, содержащие оксиды SiО 2 , В 2 О 3 . Каждый из этих стеклообразующих оксидов может образовывать стекла в сочетании с модифицирующими оксидами: SiО 2 - AI 2 O 3 , SiО 2 - В 2 О 3 , CaО-MgО 3 - В 2 О 3 и др.

Многовековая история стекловарения, начиная с Древнего Египта, Вави­лонии, Ассирии и по настоящее время, связана с изготовлением силикатных стекол, основывающихся на системе Si-Na 2 О-CaО . Состав некоторых про­мышленных стекол представлен в табл. 1.

Таблица I

Химический состав стекол

Стекло - это такое состояние аморфного вещества, которое получается при охлаждении переохлажденного расплава. Отличие стекла от кристаллов состоит в отсутствии в нем периодичности строения, дальнего порядка в структуре.

По своему строению силикатные стекла представляют собой непрерыв­ную беспорядочную сетку из тетраэдров SiО 4 (рис. 11). Атом кремния, окруженный четырьмя атомами кислорода, отражает ближний порядок в структуре стекла. Как показали многочисленные рентгеновские и нейтронографические исследования, наличие неупорядоченной сетки подтверждается и применитель­но к структуре однокомпонентных стекол.

При введении в SiO 2 оксидов натрия непрерывность кремнекислородной сетки нарушается за счет частичных обрывов связей Si-О-Si, соединяющих тетраэдры между собой. Появляются так называемые немос- тиковые атомы кислорода. Тетраэдры соединяются вершинами, а не ребрами и не гранями.

Рис. 11. Тетраэдрическое строение структуры стекла

Компоненты стекла, способные самостоятельно образовывать структурную непрерывную сетку, такие как SiО 2 и другие, принадлежат к группе стек- лообразователей. Компоненты стекла, не способные самостоятельно образовывать структурную непрерывную сетку, называются модификаторами. К группе модификаторов, как правило, принадлежат оксиды элементов первой и второй групп периодической системы. Катионы модификаторов располагаются в свободных полостях структурной сетки (рис. 12).

У неорганических стекол при охлаждении расплав переходит в пластиче­ское физическое состояние, а затем в стеклообразное состояние. При нагрева­нии, соответственно, происходят переходы: стеклообразное состояние -> пла­стичное состояние -> расплав.

Рис. 12. Схема строения стекла

Температурный интервал, в котором происходит процесс стеклования, называется интервалом стеклования и ограничен двумя температурами: со стороны высоких температур Т р (температура размягчения), со стороны низких температур Т ст. Стекло обладает свойствами твердого тела с хрупким разрушением. Температура Т р является границей пластического состояния и расплава. При температуре Т р из стекломассы уже удается вытягивать тонкие нити.

Стекло приобретает твердость благодаря постепенному возрастанию вязкости при уменьшении температуры. Характеристические температуры Т ст и Т р соответствуют определенным значениям вязкости (рис. 13).

Рис. 13. Зависимость вязкости стекла от температуры (пример). Физические состояния:

I-стеклообразное; II-пластичное; III-расплав

Производство стекла состоит из подготовки сырых материалов и их смешивания в определенных соотношениях в однородную шихту. В качестве ис­точника главного компонента промыш­ленных стекол - кремнезема (S1O2) - ис­пользуют кварцевые стекольные пески.

Шихта подается в стекловарен­ную печь, где ведется варка при температурах 1500...1600 °С. На последней стадии температура снижается до ~1000°С (Т р).

Формование изделий из стекломассы-расплава проводится в области пластичного состояния на стеклоформующих машинах механическими способами (прессованием, прокаткой, выдуванием и др.).

Для получения листового полированного стекла формование расплава стекла в ленту происходит на ровной поверхности расплавленного олова (флоат-способ ). Перемещаясь вдоль ванны, лента стекла охлаждается от 1000 С до 600 °С, затем проводится отжиг в туннельной печи длиной 120 метров.

Свойства стекла зависят от сочетания входящих в их состав компонентов. Наиболее характерное свойство стекла - прозрачность (светопрозрачность оконного стекла 83.. .90 %, а оптического стекла - до 99,95 %). Стекло типично хрупкое тело, весьма чувствительное к механическим воздействиям, особенно ударным. Для повышения прочности стекло подвергают упрочнению (закалка, химическая и термохимическая обработка и др.), что ослабляет действие по­верхностных микротрещин. Для устранения влияния микротрещин применяют стравливание поверхностного слоя. При стравливании дефектный слой раство­ряется плавиковой кислотой, а на обнажившийся бездефектный слой наносится защитная плёнка, например из полимеров.

Плотность стекла 2200...8000 кг/м 3 , микротвёрдость 4... 10 ГН/м 2 , модуль упругости 50...85 ГН/м 2 . Предел прочности стекла при сжатии равен 0,5. ..2 ГН/м, при изгибе 30. ..90 ГН/м 2 . Коэффициент теплопроводности стекла мало зависит от его химического состава и равен 0,7...4,3 Вт/(м К). Коэффициент преломления 1,4...2,2, диэлектрическая проницаемость 3,8... 16,0.

Как материал стекло широко испольэуется в различных областях. В соответствии с назначением известны разнообразные виды стекла: оконное, посудное, тарное, химико-лабораторное, термическое, жаростойкое, строительное, оптическое, электровакуумное и многочисленные другие виды стекла технического. В пределах каждого вида стекла имеются самые разнообразные его сорта. В зависимости от условий службы каждого вида и сорта стеклу предъявляются определённые требования в отношении свойств, сформулированные в соответствующих стандартах и технических условиях.

Древесина - один из самых распространенных материалов, который люди научились обрабатывать еще в древности. Огромное количество изделий из древесины окружает нас и сейчас: предметы домашнего обихода, мебель, спортивный инвентарь, музыкальные инструменты и многое другое.

В 5 классе вы освоите основные операции и приемы обработки древесины, научитесь применять разнообразные инструменты, с помощью которых можно изготовить простые и полезные вещи.

Постигнув основы художественной резьбы, вы сможете украсить изделиями из древесины вашу комнату, кухню, сделать подарок друзьям и близким.

Приобретенные умения всегда пригодятся вам в жизни.

Древесину как строительный и конструкционный материал получают из стволов деревьев. При изготовлении различных изделий из древесины необходимо учитывать породу дерева. Из уроков природоведения вы знаете, что деревья, имеющие листву, называют лиственными, а имеющие хвою - хвойными. Лиственными деревьями являются береза, осина, липа, ольха и другие породы. Хвойными деревьями являются сосна, ель, кедр, пихта, лиственница и др.

Ствол дерева (рис. 79) имеет толстую часть - комель и тонкую - вершину. Снаружи ствол покрыт корой. Кора состоит из наружного пробкового слоя и внутреннего - лубяного.

Рис. 79. Строение ствола дерева: 1 - сердцевина; 2 - годичные кольца; 3 - ядро; 4 - заболонь; 5 - камбий; 6 - лубяной слой; 7 - пробковый слой

Пробковый слой коры - отмерший, а лубяной служит проводником питательных веществ от корней к кроне.

Древесина - это основная внутренняя часть ствола. Она состоит из множества слоев - годичных колец. За каждый год ствол прирастает со стороны слоя камбия на одно кольцо. Кольцо состоит из мягкой древесины внутри и твердой - снаружи. По числу годичных колец определяют возраст дерева.

Годичные кольца образованы расположенными вдоль ствола волокнами древесины. Волокно состоит из вытянутых цепочек древесных клеток.

Рыхлый и мягкий центр ствола дерева называют сердцевиной. От сердцевины к коре в виде светлых блестящих линий расходятся сердцевинные лучи. Они проводят воду, воздух и питательные вещества внутрь дерева. У некоторых пород деревьев сердцевинные лучи создают красивый рисунок на радиальном разрезе ствола.

Породы древесины определяются по следующим характерным признакам: принадлежности к лиственным или хвойным, по запаху, текстуре, твердости и цвету. Если разрезать древесину вдоль волокон, на плоскости разреза будет виден характерный рисунок. Этот рисунок называют текстурой. О красивой поверхности древесины говорят, что она имеет богатый рисунок. Текстура древесины некоторых пород дерева показана на рисунке 80.

Рис. 80. Текстура древесины: а - ореха; б - карельской березы; в - красного дерева

Из древесины получают различные древесные пиломатериалы,

При распиливании стволов деревьев в поперечном направлении получают бревна, а в продольном - такие виды пиломатериалов, как брус, бруски, доски, пластины, четвертины, горбыль (рис. 81).

Рис. 81. Пиломатериалы: а - брус четырехкантный; б- брус двухкантный; в - бруски; г - доска обрезная; д - доска необрезная; е - пластина; ж - четвертина; з - горбыль; 1 - пласть, 2 - кромка, 3 - торец, 4 - ребро

Брус - пиломатериал толщиной и шириной более 100 мм. Если брус опилен с двух сторон, то его называют двухкантным, а если с четырех сторон, то четырехкантным.

Брусок - пиломатериал толщиной менее 100 мм и шириной менее двойной толщины.

Доска - пиломатериал толщиной до 100 мм и шириной более двойной толщины.

Пластины получаются при продольном распиливании бревна пополам, а четвертины - на четыре части.

Горбыль - выпиленная боковая часть бревна.

Пиломатериалы имеют следующие элементы: пласти, кромки, ребра и торцы.

Пластью называют широкую, а кромкой - узкую плоскость пиломатериала.

Торцом называют торцевой срез (плоскость) пиломатериала.

Ребром является линия пересечения плоскостей пиломатериала.

Наряду с пиломатериалами используются древесные материалы, получаемые иными способами. К ним относятся: фанера, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты.

Фанера является конструкционным древесным материалом. Ее получают путем наклеивания друг на друга трех и более листов лущеного шпона (рис. 82).

Рис. 82. Склеивание фанеры: а - листы шпона; б - фанера

Лущеный шпон получают срезанием широкой стружки с вращающегося бревна (чурака) острым ножом на лущильном станке (рис. 83). При этом бревно, как рулон, раскатывается в ленту шпона.

Рис. 83. Схема получения лущеного шпона: 1 - бревно; 2 - нож; 3 - прижим; 4 - лента шпона

Ленту шпона разрезают на квадратные листы, которые высушивают в сушилках. Затем листы намазывают клеем, накладывают друг на друга так, чтобы волокна соседних листов были перпендикулярны, и склеивают под прессом. Так получается фанера.

Фанера прочнее древесины, почти не рассыхается и не растрескивается, хорошо гнется и обрабатывается. Ее применяют в строительстве домов, изготовлении мебели, машиностроении.

Лущеный шпон применяют для изготовления изделий из гнутоклеёной древесины, например стульев, ящиков, столов, клюшек.

Древесно-стружечные плиты (ДСП) получают путем одновременного прессования и склеивания измельченной древесины в виде стружек, опилок, древесной пыли. ДСП изготовляют толщиной 10-26 мм. Эти плиты прочны, почти не коробятся. Из них делают мебель, двери, перегородки, стены, полы. Однако ДСП выделяют вредные для здоровья вещества. Поэтому их нежелательно применять в жилых помещениях.

Древесно-волокнистые плиты (ДВП) (оргалит) получают прессованием в виде листов пропаренной и измельченной до отдельных волокон древесной массы. У оргалита ровная и гладкая поверхность серого цвета, он хорошо гнется. Применяют ДВП для внутренней отделки помещений - стен, потолков, полов, а также для изготовления мебели и дверей.

Существенным недостатком фанеры, древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит является то, что они боятся сырости. Под действием влаги фанера расслаивается, а плиты разбухают, теряют прочность и рассыпаются.

Практическая работа № 23
Определение пород древесины, пиломатериалов и древесных материалов

Вам потребуются: образцы пиломатериалов, фанеры, ДСП, ДВП.

Порядок выполнения работы

1. Используя таблицу 5, определите породу древесины выданных учителем образцов по характерным признакам.
2. Рассмотрите образцы пиломатериалов и определите их названия.
3. Найдите в пиломатериалах пласть, кромку, торец, ребро.
4. Найдите среди образцов фанеру, ДСП и ДВП.

Таблица 5

Новые понятия

Ствол, комель, вершина, кора; годичные кольца, волокна, сердцевина, сердцевинные лучи, текстура; пиломатериалы (брус, брусок, доска, пластина, четвертина); пласть, кромка, торец, ребро; древесные материалы (фанера, ДСП, ДВП); шпон.

Контрольные вопросы

1. Чем различаются дерево и древесина?
2. Какие породы деревьев наиболее распространены в вашей местности?
3. Где применяется древесина сосны, березы, дуба?
4. Как образуются годичные кольца дерева?
5. Перечислите и опишите известные вам пиломатериалы.
6. Чем отличаются древесные материалы от древесины?
7. Что такое шпон и где его применяют?
8. Как получают фанеру, ДСП, ДВП?

Цели урока:

Образовательные:

Создать условия для формирования у учащихся: понятий «древесина», «строение древесины» для выработки умений различать породы деревьев по их признакам

Развивающие:

Создать условия для развития у учащихся памяти, логического мышления, воображения.

Воспитательные:

Создать условия для формирования само- и взаимоконтроля.

Дидактическая цель урока: создать условия для организации познавательной деятельности учащихся, приводящей к потребности в применении полученных знаний на практике.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 22

Проект урока технологии

Тема: «Древесина – природный конструкционный материал»

5 класс

Учебник: В.Д. Симоненко «Технология» 5 класс

Технология: ЛОО

Учитель: Денисенко А.И.

2011

Методическое обоснование урока

Использование занимательных заданий в учебном процессе – один из важнейших приемов развития у учащихся положительной мотивации и познавательного интереса к труду взрослых, миру профессий, одно из условий подготовки молодежи к осознанному выбору профиля своей будущей деятельности в одной из сфер общественного труда.

В 5-6 классах я стараюсь включать в образовательный процесс больше игровых и занимательных заданий для формирования устойчивого мотива к деятельности. И в тоже время они являются промежуточным звеном между начальными и старшими классами

Достижение эффективности и качества образовательного процесса, получение запланированных результатов обучения, воспитания, развития и социализации обучающихся обеспечивается организацией следующих ключевых процессов :

упорядоченный обмен информацией (коммуникация ) между всеми участниками образовательного процесса;

обеспечение наглядности хода и результатов образовательного процесса (визуализация );

мотивация всех участников образовательного процесса;

мониторинг образовательного процесса;

рефлексия педагога и обучающихся;

анализ деятельности участников и оценка результатов.

Тема урока «Древесина – природный конструкционный материал». Данный урок является 3-4 уроком в разделе «Технология обработки древесины».

Цели урока:

Образовательные:

Создать условия для формирования у учащихся: понятий «древесина», «строение древесины» для выработки умений различать породы деревьев по их признакам

Развивающие:

Создать условия для развития у учащихся памяти, логического мышления, воображения.

Воспитательные:

Создать условия для формирования само- и взаимоконтроля.

Дидактическая цель урока: создать условия для организации познавательной деятельности учащихся, приводящей к потребности в применении полученных знаний на практике.

Структурированность образовательного процесса обеспечивается разделением урока на определенные взаимосвязанные фазы (этапы, части), каждая из которых имеет свои цели, задачи и методы. Структурированность процесса позволяет создать ясный и четкий план, задать направленное поступательное движение к поставленным целям урока, обеспечить методичную проработку каждой фазы и последовательность переходов от одной фазы урока к другой, осуществлять эффективный мониторинг хода и результатов образовательного процесса.

Структура урока (90 минут)

Мотивационный 5 мин

Целеполагание 3 мин

Планирование деятельности 2 мин

Реализация плана деятельности 75 мин

Подведение итогов урока 5 мин

Инструменты и оборудование:

Учебник В.Д. Симоненко «Технология» 5 класс;

Карточки с заданиями (каждому ребенку);

Карточки для практической работы (каждому ребенку);

Тесты (каждому ребенку);

Кроссворд (каждому ребенку);

Комплекты образцов древесины различных пород (2 шт).

Методы обучения:

словесные, наглядные, практические, репродуктивные

Формы работы:

самостоятельная, индивидуальная, групповая

Тип урока: комбинированный

Ход урока

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Задание № 1

Разгадав этот кроссворд, вы сможете прочитать слово, которое является самым главным в изученном на прошлом занятии. (Верстак)

Вопросы:

1.Клин должен выступать над крышкой стола на высоту, меньшую, чем высота. (заготовки)

2.Как называется наш учебник? (Технология)

3.Основание верстака - это (подверстачье)

4.Он может быть режущим и измерительным. (Инструмент)

5.Профессия рабочего, занятого ручной обработкой древесины. (Столяр)

6.Служит для закрепления заготовок. (Зажим)

7.Деревянные брусочки, предназначенные для упора заготовок (Клинья)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Вопрос № 1. На какие группы можно разделить все породы деревьев

1. Листопадные и вечнозеленые

2. Лиственные и хвойные

3. Высокие и низкие

4. Вечнозеленые, травянистые и кустарники

5. Травянистые и кустарники

Вопрос № 2. В каком из вариантов ответа перечислены только хвойные породы?

1. Сосна, ель, каштан, можжевельник

2. Дуб, осина, береза, тополь

3. Кедр, ель, сосна, лиственница

4. Смородина, крыжовник, ананас

Вопрос № 3. В каком из справочников наиболее вероятно найти информацию по строению древесины и породам деревьев?

1. Справочник молодого слесаря

2. Справочник молодого животновода

3. Справочник молодого столяра

4. Справочник по деталям машин и механизмов

5. Справочник по математике

Вопрос № 4. В каком из предложенных вариантов ответа перечислены только лиственные породы?

1. Туя, сосна, липа, акация

2. Вяз, банан, кедр, ольха

3. Можжевельник, лиственница, кедр, пихта

4. Тополь, ольха, осина, каштан

Вопрос № 5. Древесина какого дерева является наиболее ценной для мебельного производства?

1. Осина

2. Красное дерево

3. Тополь

4. Ель

Вопрос № 6. В чем заключаются наиболее характерные признаки хвойных пород?

Смолистый запах и "полосатая" текстура.

"Полосатая" текстура и муаровый блеск.

Блеск и капиллярная структура.

Недлинные коричневые штрихи по всей поверхности древесины и смолистый запах.

Вопрос № 7 . К какой группе пород принадлежит изображенный на фотографии фрагмент дерева?

Лиственная порода.

Хвойная порода.

Вопрос № 8. Почему в столярном деле наиболее часто используют именно хвойную древесину?

Потому, что она имеет красивую текстуру и приятный смолистый запах, что привлекает к ней внимание многих людей.

Потому, что хвойная древесина легко поддается обработке и к тому же пропитана смолистыми веществами, а следовательно, меньше подвержена гниению по сравнению с лиственными породами.

Потому, что она имеет высокую прочность и плотность, а следовательно, может выдерживать высокие механические нагрузки.

Вопрос № 9. На каких фотографиях изображены текстуры хвойных пород?

На фото 1, 2, 4

На фото 1, 3, 4

На фото 2, 3, 4

На фото 1, 2, 3

Вопрос № 10 . Какая из хвойных пород является наиболее стойкой к гниению?

Сосна.

Лиственница.

Ясень.

Кедр.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Интересные сведения о некоторых породах деревьев

БАОБАБ. Удивляет необычная жизненная сила баобаба. В отличие от большинства деревьев, он не умирает, когда с него срывают кору - она нарастает снова. Не гибнет баобаб даже и тогда, когда повалится на землю. Если хоть один его корень сбережет контакт с почвой, дерево будет продолжать расти лежа.

Обычно баобабы не очень высоки, но согласно некоторым сообщениям, промелькнувшим недавно в прессе, в саваннах Африки обнаружен настоящий великан - высочайшее дерево на нашей планете, которое достигает 189 м высоты с диаметром ствола 43,5 м! в "Книге рекордов Гиннесса" за 1991 г. рассказывается о баобабе обхватом 54,5 м.

БЕРЕЗА ШМИДТА. Это удивительное дерево растет в южной части Приморского края (Дальний Восток). Местное название его "железная береза". Она в полтора раза крепче чугуна. Если выстрелить в ее ствол, пуля отлетит, даже не оставив следа.

КЕДР . Около 41 млн. гектаров занимают в России кедровые леса. Особенно славятся своей продуктивностью кедровники бассейна реки Ангары, верхнего и среднего течения Енисея, а также Саянских гор. Живет кедр долго. Наверное, поэтому он и не спешит расти. В 30 лет дерево достигает лишь среднего роста человека.

Собственно научное название этого дерева - сосна сибирская. Настоящие кедры растут далеко на юге - в Ливане, Северной Африке, на острове Кипр. Это мощные деревья с ценной ароматной древесиной. Они отличаются внушительными размерами и долголетием, т. к. живут в полтора-два раза больше, чем обычные сосны - 800-850 лет.

В кедровниках всегда теплее, воздух здесь, как утверждают, в два-три раза чище, чем в операционной.

КЕТЕМФ. это растение является чемпионом среди сверхсладких растений и растет в тропических лесах Западной Африки. Ученые выделили из него самое сладкое в мире вещество - тоуматин. Оно слаще сахара (трудно представить) в 100000 раз! Это вещество будет сладким даже если тоуматин растворить в концентрации 10 г на целую тонну воды!

ХАНГА. Растет на Филиппинских островах и чаще всего его называют нефтяным деревом. Дело в том, что плоды ханги содержат почти... чистую нефть. Поэтому в стране разрабатывается технология использования ее как источника топлива для двигателей внутреннего сгорания.

СЕКВОЙЯ. Высочайшие из них также достигают свыше 100 м, но при этом стволы у них значительно толще. Так, например, одно из таких деревьев имело в обхвате 46 м и 15 м в диаметре.

Секвойи принадлежат к "живым ископаемым". Они были распространены по всему Северному полушарию, в том числе и на юге Восточной Европы еще в доледниковый период. Под такими деревьями когда-то прогуливались гигантские ящеры - бронтозавры и динозавры, а на ветвях отдыхали предки современных птиц - птеродактили.

Секвойи сохранились на Земле только в штате Калифорния (США), на западных склонах гор Сьерра-Невада. Средний возраст этих деревьев, как и эвкалиптов, 3-4 тысячи лет, а по подсчетам годичных колец на пне одной спиленной секвойи был даже обнаружен рекордный возраст - 4830 лет!

Кстати, свалить такого гиганта очень трудно. Одну секвойю пилили семиметровой пилой на протяжении 17 дней. Для перевозки ее потребовалось 30 больших железнодорожных платформ.

Известны случаи, когда на пне гигантской секвойи располагалась танцевальная площадка. На ней свободно разместились оркестр из 4-х человек, 16 танцующих пар и еще 12 зрителей.

Иногда в дуплах секвой устраивались сувенирные магазины, а в одном даже был оборудован гараж. В одном из музеев Нью-Йорка выставлена часть ствола огромной секвойи, которую спилили в Калифорнии. Она имеет 75 м в обхвате. Внутри оборудован зал, где свободно размещается 150 человек.

Самая большая секвойя называется "Основатель" (112 м высоты).

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Первым основным преимуществом древесины по сравнению с другими конструкционными материалами является постоянное возобновление ее запасов. Это характерно для нашей Родины, значительная часть которой покрыта лесами. Советский Союз обладает необозримой зеленой фабрикой, на территории которой ежедневно, ежечасно благодатные силы природы создают чудесный материал, необходимый в различных отраслях народного хозяйства. При создании других конструкционных материалов (стали, бетона, пластмассы и др.) расходуется большое количество исходного сырья, запасы которого не возобновляются, а постоянно иссякают. Кроме того, при создании большинства конструкционных материалов требуются большие затраты энергии, дефицит которой ощущается уже сейчас во многих странах. В процессе создания древесины используется энергия солнца, запасы которой колоссальны.

Вторым преимуществом древесины является малая плотность и относительно высокие удельная прочность и жесткость. В соответствующей таблице описываются эти показатели для древесины и основных конструкционных материалов.

В этой таблице даны максимальные (числитель) и минимальные (знаменатель) пределы прочности и модули упругости сосны (хвойные породы), ясеня (лиственные кольцесосудистые) и березы (лиственные рассеяннососудистые) при влажности 12%. Из приведенных данных видно, что максимальная удельная прочность древесины всех пород примерно равна удельной прочности лучших сортов стали и в 4 раза превосходит удельную прочность стали. Максимальная удельная жесткость древесины всех пород примерно равна удельной жесткости
стали и существенно превосходит удельную жесткость дюралюминия и стеклопластов.

Третьим преимуществом древесины по сравнению с другими конструкционными материалами является более легкая обрабатываемость.

Решающую роль при выборе древесины для изготовления многих изделий, конструкций играют также ее малая тепло- и электропроводность, высокая звукоизоляционность, биологическая совместимость, высокие акустические свойства, эстетичность, химическая стойкость и т. д.

Многолетние наблюдения свидетельствуют о том, что и деревянных домах, оборудованных предметами из натуральной древесины, человек чувствует себя гораздо лучше, чем в каменных и железобетонных с внутренними интерьерами из пластмасс. Замена железобетонных и каменных зданий деревянными в сельском хозяйстве способствует повышению продуктивности животноводства. Исследования акустических свойств материалов показали, что древесина является лучшим и пока незаменимым для изготовления дек музыкальных инструментов. Наличие агрессивных сред в цехах химических производств диктует необходимость замены металлических и железобетонных конструкций деревянными как более устойчивыми в отношении химических воздействий.

Однако пороки, существенно снижающие качество изделий, из древесины, малые прочность и жесткость и направлениях, перпендикулярных к волокнам, существенное снижение механических характеристик при увеличении влажности, ползучесть даже при нормальной температуре порождают в ряде случаев недоверие к древесине как конструкционному материалу. Это недоверие является большей частью следствием относительно малой изученности прочности и жесткости изделий из древесины. Тщательные теоретические и экспериментальные исследования этих вопросов необходимы для выработки рекомендаций рационального использования древесины и изделиях и определения их надежности и долговечности.

Особое внимание заслуживает использование древесины в сочетании с другими конструкционными материалами. В этом случае можно использовать положительные свойства древесины и компенсировать ее недостатки. Применение различных материалов (древесины, металла, пластмасс, железобетона) в комплексе обеспечивает наиболее эффективное использование свойств, присущих каждому из них. Таким образом, роль древесины как конструкционного материала должна постоянно возрастать.

В последнее время все большую популярность на рынке строительных материалов приобретают изделия из клееной древесины. Технология производства этой продукции достаточно хорошо изучена и широко освещалась в специальных изданиях. В статье изложена классификация клееной древесины в Германии, поскольку эта продукция имеет наибольшее распространение именно в Европе.

Конструкционная древесина - что это такое?

Конструкционная древесина - наиболее простой тип строительных пиломатериалов, изготавливаемый в основном из ели или сосны. Этот тип продукции является высокотехнологичным и постепенно получает широкое применение в современном строительстве.
Процесс изготовления начинается с тщательной технической сушки досок хвойных пород, разделенных по сердцевине, до необходимого уровня влажности, который, однако, не должен превышать 15%. При этом необходимо следить за тем, чтобы в процессе сушки древесина не деформировалась. Высушенные доски проходят через строгальную линию, а затем сортируются вручную или автоматически по прочности. В это же время маркируются и вырезаются дефекты. В первую очередь сортировка производится для обеспечения необходимого уровня качества (нормы DIN 4074 - сортировка по прочности). В процессе сортировки могут также учитываться и эстетические требования, что бывает необходимо при производстве клееной продукции для внутренней отделки помещений. Затем производится сращивание заготовок на зубчатый шип. Это процесс производства теоретически бесконечной клееной доски.
После высыхания клея, заготовки проходят через строгальную линию и торцуются по длине. Конструкционная древесина широко применяется в современном производстве деревянных конструкций благодаря высокому уровню качества.
Применение:
– каркасные конструкции;
– опалубки - надстройки, пристройки;
– потолочные перекрытия;
– внутренняя отделка.
Классы сортировки: S10. (Цифра означает допустимое напряжение на изгиб в ньютонах на мм 2).

Размеры продукции (мм): Стандартные сечения

Двухслойные и трехслойные клееные балки

Название данного продукта помогает представить их способ производства, а именно: две доски склеиваются друг с другом. При этом необходимо, чтобы одна из досок была приклеена сердцевиной наружу. И это не случайно, так как именно такая технология склеивания позволяет существенно минимизировать трещины в древесине. Кроме того, в области сердцевины, которая является лицевой стороной склеенной двухслойной балки, меньше всего дефектов, что дает неоспоримое преимущество для продукции в эстетическом смысле.
Процесс изготовления трехслойных балок повторяет процесс изготовления двухслойных балок, различие лишь в том, что в этом случае склеиваются не две, а три доски. Процесс изготовления проистекает так же, как и в случае с производством конструкционной древесины, при этом добавляется операция склейки ламелей по пласти и строгание балок.
Допустимые размеры сечений отдельных ламелей:
– макс. ширина: 240 мм;
– макс. толщина: 80 мм;
– макс. площадь сечения доски: 150 кв. cм;
– в зависимости от сечения длина достигает 18 м.
Классы сортировки: S10, S13.
Область применения:
– рамочные конструкции;
– каркасные сооружения;
– стропила;
– опоры.

Размеры продукции для двухслойных и трехслойных балок (мм):

Многослойная клееная древесина

Многослойная клееная древесина одним своим названием определяет способ производства. Отдельные заготовки (доски) склеиваются по длине и толщине друг с другом. В Германии основная доля производства многослойной клееной древесины приходится на сосну или ель.
Область применения:
– навесы;
– зимние сады;
– стропила;
– балочные конструкции;
– мосты;
– складские, спортивные и производственные сооружения;
– опоры;
– стойки;
– перила;
– беседки и галереи.
Допустимая толщина ламелей для прямых строительных элементов без специальных климатических требований - от 6 до 42 мм.
Прямые строительные элементы с климатическими требованиями - от 6 мм до 33 мм.
Классы прочности: BS11, BS14, BS16, BS18.
Размеры продукции (мм): Стандартные сечения при длине:12-18 (24 м).

Размеры продукции (мм): Стандартные сечения при длине:12-18 (24 м)

Преимущества использования многослойной клееной древесины:

– высокий уровень прочности и жесткости, и в то же время - небольшой вес;
– высокая стабильность форм и соответствие нужным размерам;
– образование трещин практически исключается;
– отсутствие искажений и искривлений при конструкции заготовок большого сечения и длины;
– возможность изготовления продукции любой длины и сечения;
– высокое качество поверхности;
– не требуется химической консервации древесины (в зависимости от конструкции) благодаря низкому уровню влажности древесины (– особенно хорошо подходит для химически агрессивной среды (например, складские сооружения для хранения удобрений);
– качество продукции гарантируется постоянным контролем производственного процесса.

Нормы допуска к продаже продукции клееной древесины на территории Германии

Производство клееных и несущих деревянных элементов требует не только специальных технических знаний, но и специально оборудованных производственных площадей, специализированных станков и установок, а также мероприятий по контролю за качеством продукции, т.е. экспортироваться и использоваться в строительстве может только исключительно качественно изготовленная продукция.
Предприятия, которые ставят себе задачу производить деревянные клееные элементы на экспорт, должны в соответствии с нормами DIN 1052 - 1(EN 338) "О предприятиях, обрабатывающих древесину", глава 12.1 получить соответствующий допуск. При оформлении допуска производства фирма-производитель получает соответствующее свидетельство допуска, которое подразделяется на следующие 4 группы:
Допуск "A" (многослойная клееная древесина, двух- и трехслойные клееные балки) - подтверждение профпригодности для производства клееных деревянных элементов несущих конструкций всех видов. В основном, производство охватывает изготовление деревянных деталей и многослойной клееной древесины длиной, заданной самим производителем.
Допуск "B" (многослойная клееная древесина, двух- и трехслойные клееные балки) - подтверждение профпригодности для производства клееных деревянных элементов несущих конструкций (например, балки, опоры и стойки с опорной шириной до 12 м). Как правило, данная категория допуска предполагает производство прямых элементов конструкций из многослойной клееной древесины.
Допуск "C" (конструкционная древесина) - подтверждение профпригодности для производства клееных специальных строительных элементов в соответствии с заключением о допуске от Института строительных технологий, Берлин (к примеру, методы строительства треугольными опорными элементами, доски для лесов, деревянные блочные элементы, опалубки, обрезные пиломатериалы с нанесением клея на торец), особенно для соединений на шип.
Допуск "D" - подтверждение профпригодности для производства клееных материалов для стен и крыши, для щитовых конструкций деревянных домов.
В нормах допусков категорий A, B, C (специальные элементы конструкций) в любом случае указывается, что предприятия должны доказать уровень качества сращивания на шип элементов многослойной клееной древесины в соответствии с нормами DIN 68140-1.
Кроме того, в допусках "А" и "В" указывается, что в соответствии с нормами DIN 68140-1 специальные строительные элементы и сращивание на шип производится из досок соответствующего класса.

П. А. Выпов
коммерческий директор "ЭМИТИМАШ"