8 (926) 426-73-12
8 (985) 070-62-20
Москва и Московская область, Ярославское шоссе, Тракт-Терминал
схема проезда, мы работаем с 9.00 до 18.00 без выходных
Отделочные материалы для бани и сауны

Влияние термообработки на прочность черной ольхи при статическом изгибе

Целью данного исследования было выяснить изменение свойств и характеристик древесины черной ольхи под действием высокой температуры. Задачей было определить отношение между плотностью древесины и прочностью на изгиб. А также отношение между числом годичных колец и прочностью на изгиб для черной ольхи. Процесс исследования:
  1. Расчет необходимого количества образцов древесины, необходимого для проведения исслеований;
  2. Точное определение слажности древесины;
  3. Расчет плотности образцов;
  4. Определение прочности на изгиб;
  5. Пересчет результатов для древесины с нормальной влажностью в 12%;
  6. Анализ результатов.
Итак, приступим: на тестирование было взято 16 тестовых групп плюс одна контрольная, по 37 образцов древесины в каждой группе. Начальная плотность древесины 521 кг/м3, начальная влажность – около 23%. В таблице ниже представлено процентное соотношение количества годичных колец в представленных образцах древесины ольхи. Как мы видим, наибольший процент составляют образцы с 10-15 годичными кольцами на сантиметр. 1 Испытание будет проводиться в четырех температурных режимах, при 60, 80, 100 и 120 °C. Продолжительность исследования 12, 24, 48 и 96 часов нахождения в конвекционной печи. На рисунке ниже мы видим, как меняется окраска черной ольхи под действием температуры. 2 Разница во влажности обычной и термообработанной древесины черной ольхи представлена в таблице ниже.
Время термообработки Температура, °C
Необработанная 60°C 80°C 100°C 120°C
Необработанная 10
12 ч 6 5 4 4
24 ч 6 5 4 4
48 ч 5 5 4 4
96 ч 5 4 4 4
Плотность (кг/м³) из необработанной и термообработанной  древесины черной ольхи перед испытанием на изгиб.
Время термообработки Температура, °C
Необработанная 60°C 80°C 100°C 120°C
Необработанная 521
12 ч 523 504 497 500
24 ч 508 514 507 494
48 ч 493 511 505 500
96 ч 506 486 491 498
Принципиальная схема испытания древесины на статический изгиб выглядит следующим образом, при помощи специального оборудования нажим проводится со скоростью 10 мм в минуту. Тестирование проводится на бруске, размерами 20х20 и длиной 300 мм. 3 На рисунке показана типичная зона разлома образца при тестировании на изгиб. 4 На графике ниже видно, что при термообработке прочность древесины падает, чем дольше образец находился в печи, тем меньшая сила требуется для разрушения его под действием тестового станка. 5 Далее мы видим, как влияет температура и время обработки на прочность древесины. 6 В итоге мы получаем, постепенное падение прочности материала пропорционально увеличению температуры обработки и времени пребывания в конвекционной печи. Так разница по прочности после обработки 60-ю и 80-ю °C составила для ольхи 6,5%, но при дальнейшем увеличении температуры прочность начала резко уменьшаться, при 100 и 120°C, падение составляло уже около 10% для каждого пункта. Также и время термообработки сильно влияет на прочность древесины, так после 12 часов обработки прочность падает на 7%, после 24 и 48 часов – 7,5 и 7,8 соответственно. А при нахождении в печи дерева 96 часов прочность падает на 9,6%. Итак после обработки при 120°C влажность черной ольхи составляет уже 54,4%, плотность древесины изменяется не значительно,  прочность падает приблизительно на 8%. Наибольшая прочность была у образцов с количеством годичных колец от 10 до 18 на сантиметр.