Politechnika Łódzka

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA, ARCHITEKTURY I INZYNIERII ŚRODOWISKA

GR 2 :

TEMAT: Drewno

Data wykonania ćwiczeń: 15.10.2012

Prowadzący: Przyjęto:

...................... Data:..................

Wprowadzenie

Drewno jest jednym z najstarszych materiałów, jakie były znane i stosowane w budownictwie. Jako materiał budowlany jest otrzymywane za pomocą obróbki ręcznej i mechanicznej ze ściętych drzew. Ze względu na doskonałe właściwość fizyczne i mechaniczne drewno jest materiałem konstrukcyjnym i wykończeniowym.

1. Pomiary

W badaniu drewna wykorzystaliśmy 6 próbek materiału ( po dwie , do każdego warunku przechowywania: suche, 50 %, 100% wilgotności). Wilgotne próbki otrzymaliśmy w specjalnych naczyniach o odpowiedniej wilgotności ( 50%i 100%) oraz materiał suchy , który znajdował się w specjalnej suszarce.

Pierwszym elementem pomiaru było zmierzenie przekroju poprzecznego i długości badanych próbek, za pomocą suwmiarki z dokładnością do 0,1 mm. Pozwoliło nam to obliczyć objętość ich z dokładnością do 0,1 cm³ . Wzór na objętość próbki

Za pomocą wagi odczytaliśmy masę próbki wilgotnej( m_W ) oraz suchej (m_s) z dokładnością do 0,01 kg.

2. Gęstość pozorna próbki

Gęstość pozorna jest to masa jednostki objętości materiału (w stanie naturalnym) wraz z zawartymi w nim porami. Gęstość pozorną określa się stosunkiem masy próbki materiału do jej objętości z porami według wzoru:

Gdzie

Ρ- gęstość

m- masa próbki [g]

V- objętość próbki [cm³]

Wyniki przedstawia tabela:

Warunki przechowywania	Nr próbki	Wymiary próbki [cm]			Objętość próbki	Masa próbki ms mw		Gęstość pozorna próbki	Średnia gęstość pozorna
				a	b	c	[cm^3]	[g]	[g]	[g/cm^3]	[g/cm^3]
	Suche	1.	2,55	2,55	2,69	17,5	9,59		0,55	0,50
		2.	2,62	2,62	2,81	19,2	9,64		0,50
	50%	3.	2,61	2,63	2,72	18,7	9,14	9,94	0,49		0,48
		4.	2,65	2,61	2,73	18,9	8,92	9,70	0,47
	100%	5.	2,65	2,62	2,72	18,8	7,96	8,90	0,42		0,47
		6.	2,65	2,62	2,71	18,8	9,83	10,92	0,52

3. Wilgotność bezwzględna

Wilgotność bezwzględna jest to procentowa zawartość wody w danym materiale w stosunku do jego masy w stanie suchym. Wilgotność bezwzględną możemy obliczyć ze wzoru :

Wyniki pomiaru podaliśmy z dokładnością do 1,0%. Poniżej zostało przedstawione wyniki pomiaru jak i wykres zależności wilgotności próbki do wilgotności przechowywania próbki

Warunki przechowywania	Nr próbki	Wymiary próbki [cm]			Objętość próbki	Masa próbki ms mw		Gęstość pozorna próbki	Średnia gęstość pozorna	Wilgotność		Średnia wilgotność
				a	b	c	[cm^3]	[g]	[g]	[g/cm^3]	[g/cm^3]	[%]
	Suche	1.	2,55	2,55	2,69	17,5	9,59		0,55	0,50
		2.	2,62	2,62	2,81	19,2	9,64		0,50
	50%	3.	2,61	2,63	2,72	18,7	9,14	9,94	0,49		0,48			9%	10%
		4.	2,65	2,61	2,73	18,9	8,92	9,70	0,47					11%
	100%	5.	2,65	2,62	2,72	18,8	7,96	8,90	0,42		0,47			12%	11,5%
		6.	2,65	2,62	2,71	18,8	9,83	10,92	0,52					11%

4. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie wzdłuż włókien

Wytrzymałość na ściskanie określa się stosunkiem siły ściskającej (powodującej zniszczenie materiału) do pierwotnego pola przekroju poprzecznego próbki, na którą ta siła działa. Wytrzymałość na ściskanie oblicza się ze wzoru:

Gdzie:

F_max - siła zgniatająca próbkę [kN],

A - powierzchnia przekroju próbki [mm²]

By odczytać naszą wytrzymałość na ściskanie włożyliśmy nasze próbki do urządzenia obciążającego, ważnym także elementem było to czoła próbki były gładko obrobione, wzajemnie równoległe i prostopadłe do jej podłużnej osi . Do próbek obciążenie przykładaliśmy ze stałą prędkością.

Drewno jak i szereg innych materiałów wykazuje pod wpływem długotrwałego obciążenia powiększenie odkształceń. Z tego względu przy ustalaniu przydatności materiału do celów budowlanych nie mogą być brane tylko dane z krótkotrwałych badań wytrzymałościowych , ale należy również uwzględnić czynnik czasu i ustalić wytrzymałość trwałą która wynosi ok. 50 - 65 % wytrzymałości krótkotrwałej.

W tabeli poniżej znajdziemy wyniki zanotowane podczas obciążenia próbek oraz wyliczoną wytrzymałość i jej średnią.

Warunki przechowywania	Nr próbki	Wymiary próbki [cm]			Objętość próbki	Masa próbki ms mw		Gęstość pozorna próbki	Średnia gęstość pozorna	Wilgotność		Średnia wilgotność	Siła Niszcząca	Wytrzymałość na ściskanie	średnia
				a	b	c	[cm^3]	[g]	[g]	[g/cm^3]	[g/cm^3]	[%]			[kN]	[N/mm^2]	[N/mm^2]
	Suche	1.	2,55	2,55	2,69	17,5	9,59		0,55	0,50				46,5	71,51	67,44
		2.	2,62	2,62	2,81	19,2	9,64		0,50								43,5	63,37
	50%	3.	2,61	2,63	2,72	18,7	9,14	9,94	0,49		0,48			9%	10%		33,6	48,95	47,25
		4.	2,65	2,61	2,73	18,9	8,92	9,70	0,47					11%			31,5	45,54
	100%	5.	2,65	2,62	2,72	18,8	7,96	8,90	0,42		0,47			12%	11,5%		28,6	41,20	45,74
		6.	2,65	2,62	2,71	18,8	9,83	10,92	0,52					11%			34,9	50,27

Dzięki pomiarom możemy także wykonać wykres zależności średniej wytrzymałości do wilgotności próbek

5. Wnioski

Zmierzona wytrzymałość próbek 1. i 2. drewna suchego na ściskanie wzdłuż włókien wyniosła średnio ok. 67 N/mm². Zauważalny jest spadek wytrzymałości na ściskanie wzdłuż włókien wraz ze wzrostem wilgotności drewna. Próbki 3. i 4., o wilgotności ok. 10%, okazały się o około 30% mniej wytrzymałe na ściskanie wzdłuż włókien niż próbki całkowicie suche, a ich średnia wytrzymałość wynosiła ok. 47 N/mm².

Próbki przechowywane w warunkach 100% wilgotności nie wchłonęły z otoczenia znacznie więcej wilgoci niż te, przechowywane w warunkach 50% wilgotności, lecz fakt ten może wynikać ze zbyt krótkiego czasu przechowywania.
Średnia wytrzymałość próbek 5. i 6. przechowywanych w warunkach 100% wilgotności była nieznacznie niższa od wytrzymałości próbek 3. i 4. i wynosiła ok 46 N/mm². Średnia wilgotność próbek 5. i 6. była równa 11,5%
Odnotowany spadek wytrzymałości drewna wraz ze wzrostem jego wilgotności wynika z jego budowy. Wilgoć łatwo może wnikać w puste przestrzenie pomiędzy zdrewniałymi komórkami.

str. 9

Wilgotność próbki

Warunki przechowywania

Śr. Wytrzymałość (N/mm²)

Wilgotność próbki

---