27.6. Влияние нагревания на механические свойства

Оценка теплового воздействия на прочность древесины возможна при испытаниях в нагретом ее состоянии, а также после охлаждения. Первое условие имеет значение для построения и регулирования режима сушки, чтобы не допустить растрескивания древесины, а второе показывает влияние нагрева на изменение физико-механических свойств древесины как материала, используемого затем в обычных температурных условиях.

По этой формуле при влажности древесины 6; 12, 18 и 24 % величина а составляет соответственно 49; 44; 34 и 27, а коэффициент b соответственно 0,30; 0,29; 0,26 и 0,23. Отсюда следует, что прочность древесины, нагреваемой от 50 до 90° С, уменьшается так же, как и модуль упругости, примерно в 2 раза. На снижение прочности влияет также продолжительность нагрева.

На рис. 50, а показан предел прочности березы при растяжении в тангентальном направлении, а на рис. 50, б то же для длительного модуля упругости при растяжении сжатии в нагретом состоянии [27]. Как видно, предел прочности и модуль упругости снижаются по мере повышения температуры древесины, но повышаются при высыхании древесины ниже предела гигроскопичности.

Прочность нагревавшейся древесины после ее охлаждения понижается при воздействии температуры выше 60° С и тем больше, чем выше температура; во влажном состоянии древесины происходит большее снижение ее прочности.

На рис. 50, в показан предел прочности нагревавшейся древесины сосны, изучавшейся под действием различных нагрузок. Наиболее резко снижается прочность древесины на скалывание и раскалывание. После значительного нагрева древесина становится хрупкой. Гигроскопичность значительно нагревавшейся древесины уменьшается — происходит частичная деструкция молекулярного строения; древесина теряет натуральный цвет и темнеет; начинается ее термическое разложение.

Губительно отражаются на механических свойствах древесины переменные сушка и увлажнение (особенно при повышенных температуре t и влагосодержании d), сопровождаемые периодическим нагревом и охлаждением. В этом легко убедиться на практике, наблюдая за деревянными дверями или устройствами в сушильных камерах, а также внутриштабельными прокладками, быстро теряющими прочность в условиях их использования.

В технологии деревообработки основным фактором, влияющим на качество изделий (длительную прочность и их ресурс), является соблюдение минимальной допускаемой влажности древесины и ее равномерности. Перед механической обработ-кой и склейкой влажность древесины должна быть не выше заданной техническими условиями и распределена равномерно по объему штабеля, а также сечению сортимента; не должно оставаться и напряжений, возникающих во время сушки.