авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Технические и эксплуатационные свойства древесины морфологических форм осины

На правах рукописи

ЕЛИСЕЕВ СЕРГЕЙ ГЕННАДЬЕВИЧ ТЕХНИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМ ОСИНЫ 05.21.05 – Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск – 2010 2

Работа выполнена в Сибирском государственном технологическом университете на кафедре технологии композиционных материалов и древесиноведения Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Ермолин Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: – доктор технических наук, доцент Гороховский Александр Григорьевич – кандидат технических наук, доцент Орлов Александр Анатольевич Ведущая организация – ГОУ ВПО Братский государственный университет

Защита диссертации состоится « 23 » апреля 2010 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.253.04 в Сибирском государственном технологическом университете по адресу 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Сибирского государственного технологического университета.

Автореферат разослан « 22 » марта 2010 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета Мелешко А.В.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Хозяйственное освоение лесных территорий Сибири, с каждым годом приводит к изменению коренного состава древостоев.

Преобладание древостоев хвойных пород постепенно смещается в сторону лиственных, таких как береза и осина. К примеру, в Красноярском крае, за последние десять лет площади осиновых древостое увеличились на 8,6%, а общий запас на 6,5%, в то время как хвойные древостои за этот период показывали только отрицательную динамику. Причем прирост площадей занимаемых осиной обеспечивается в основном за счет территорий пройденных сплошными рубками или лесными пожарами в хорошо освоенных регионах с развитой транспортной инфраструктурой, где промышленная заготовка древесины для лесоперерабатывающих предприятий наиболее рентабельна. Кроме высокой способности к возобновлению осина относится к быстрорастущим древесным породам, что позволяет ей при достаточно высоких качествах древесины за 30 – 35 лет достичь возраста технической спелости. При сохранении данных тенденций осина в будущем станет существенной частью лесосырьевой базы лесоперерабатывающих предприятий, что ставит вопрос о возможностях рационального использования быстро возобновимых ресурсов осиновой древесины.

В России накоплен длительный практический опыт успешного использования осины. В 19 веке жилые дома из осины строились во многих регионах Центральной России, Сибири, Дальнего востока. Известен ряд фактов указывающих на длительный срок эксплуатации древесины осины, в том числе и при изготовлении кровельных материалов.

Одной из главных особенностей данной древесной породы является высокая внутривидовая изменчивость. Поэтому ее подразделяют на формы по различным признакам: цвет и текстура коры, форма листа, время распускания и опадания листьев. По лесоводственным данным эти формы существенно отличаются по скорости роста и устойчивости к сердцевинным гнилям. Для рационального использования осины кроме лесоводственно-таксационных показателей форм необходимо учитывать их влияние на технические характеристики древесины, что позволит по внешним признакам прогнозировать ее качества.

Цель и задачи исследований Настоящая диссертация посвящена изучению влияния внутривидовой изменчивости осины на качественные характеристики древесины и определению ее эксплуатационных возможностей в естественном виде, с целью расширения областей ее использования.

Для реализации поставленной цели в диссертационной работе сформулированы следующие задачи:

- исследовать влияние морфологических форм осины на физические и механические свойства древесины.

- выявить зависимость естественной биостойкости древесины осины от морфологической формы.

- установить факторы, определяющие длительную эксплуатационную надежность конструкций из древесины осины.

- определить влияние водослоя осины на свойства древесины.

Научная новизна.

Определено влияние морфологических форм осины, по цвету коры, произрастающих в Красноярском крае на физические и механические свойства древесины. Установлено, что морфологическая форма осины находится в корреляционной зависимости с естественной биостойкостью древесины к дереворазрушающему грибу Coniophora Cerebella. Изучены факторы, определяющие длительную эксплуатационную надежность древесины осины при экспонировании в атмосферных условиях. Исследованы физические, механические свойства и анатомические строение древесины осины пораженной водослоем. Установлено влияние данного порока на процесс влагопереноса при сушке древесины.

Практическая ценность работы.

Полученные данные о влиянии морфологической формы осины позволяют проводить отбор древесины с требуемыми свойствами, как при заготовке, так и при ее переработке, что обеспечит ее более рациональное использование.

Доказана возможность использования древесины осины в естественном виде для создания конструкций эксплуатирующихся на открытом воздухе.

Изученные особенности свойств водослойной древесины осины позволяют сформулировать требования по ограничению сфер использования такой древесины.

На защиту выносятся:



- зависимости влияния морфологических форм осины на физические, механические свойства и естественную биостойкость древесины;

- факторы, определяющие эксплуатационную надежность конструкций из древесины осины по отношению к дереворазрушающей флоре;

- влияние водослоя на качественные характеристики древесины осины.

Апробация работы Основные результаты работы докладывались на Всероссийских научно практических конференциях «Химико-лесной комплекс: проблемы и решения» (г. Красноярск 2006-2009);

Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые в решении актуальных проблем науки» (г. Красноярск 2008);

Международных научно-технических конференциях «Лесной комплекс:

состояние и перспективы развития» (Брянск 2008-2009) Публикации По материалам диссертации опубликовано 7 работ.

Личный вклад автора Экспериментальные исследования выполнены автором лично.

Диссертационная работа выполнялась в рамках федеральной темы 1.4. «Исследование влияния характеристик древостоев Сибири на технологические процессы производства пилопродукции и композитов».

Объем диссертации и ее структура Диссертация состоит из введения пяти глав, общих выводов, списка использованных источников, содержащего 135 наименования. Текст диссертации изложен на 119 страницах печатного текста, включает в себя таблиц, 24 рисунка и 5 приложений.

Содержание работы В введение обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи работы, научная новизна и основные положения выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ научных работ посвященных исследованию внутривидовой изменчивости осины. Рассмотрены основные проявления генетической неоднородности данной древесной породы проявляющиеся в формовом разнообразии. Вопрос разделения вида Populus tremula на более мелкие классификационные единицы – формы и изучение их влияния на различные показатели дерева рассматривался в работах: Данилин М.А. 1989;

Яблоков А.С. 1963;

Долгошеев В.М. 1969;

Стороженко В.Г. 1987;

Щепотьев Ф.Л. 1962;





Орленко Е.Г. 1957;

Арещенко В.Д. 1958;

Михайлов Л.Е.

1972;

Щербань В.А. 2000;

Богаев С.Н. 1967;

Демиденко В.П. 1971;

Царев, А.П.

2000 и д.р.. Из анализа работ приведенных авторов было установлено, что морфологические (по цвету и текстуре коры) и фенологические (по времени распускания) формы осины существенно влияют на порожаемость сердцевинными гнилями, отличаются лесоводственными и таксационными показателями, а также качеством древесины.

Для практики заготовки и переработки древесины наибольший интерес представляют внешние проявления форм осины, находящиеся в корреляционной связи со свойствами древесины и выраженные в ярких отличиях деревьев, которые можно было бы наблюдать как у растущего дерева, так и в круглых лесоматериалах. В этом плане наиболее приемлемо деление деревьев осины по цвету коры. К примеру, фенологические формы требуют наблюдений за древостоем в весенний период, текстура коры ярко выражена только на кряжах, выпиленных из нижней части ствола (до 2-4 м). По этой причине приведенные формы малоприменимы для практического использования лесозаготовителями и деревообработчиками в виду невозможности надежного определения в процессе производства. Однако конкретных данных о влияние цвета коры на качественные характеристики древесины нет.

Ряд авторов (Яблоков А.С. 1963;

Стороженко В.Г. 1987) указывает, что накопленный опыт использования осины в строительстве рекомендует ее как прочный и долговечный материал, в некоторых случаях (кровля, изготовленная из осинового лемеха) по срокам службы превосходящий древесину хвойных пород. Однако примеры практической эксплуатации древесины осины противоречат экспериментальным данным работ (Чурикова Э.К. 1969;

Беленков Д.А. 1960) указывающих на низкую естественную биостойкость древесины данной породы.

Значительное число авторов (Костылев А.С. 1973;

Пикалкин Ю.В. 1964;

Алексеев В.А. 1970;

Михайлов Л.Е. 1972;

Бакулин В.Т. 1971 и др.) относит осину к числу древесных пород наиболее подверженных поражению сердцевинными стволовыми гнилями, что приводит к резкому снижению товарности древостоев. Но кроме сердцевинной гнили товарность древесины осины снижается и за счет сопутствующего гнилям водослойного ядра (Полубояринов О.И. 1963), происхождение и влияние которого на качественные свойства древесины изучено слабо.

Во второй главе приводятся объект и методика исследований. В качестве объекта исследований на территории Учебно-опытного лесхоза СибГТУ отобран осиновый древостой возраста спелости, орляково-разнотравного типа леса, с присутствием четырех морфологических форм осины по цвету коры:

зленокорой, светлосерокорой, светлокорой и темносерокорой форм.

Исследование физических и механических свойств древесины проводилось на трех формах осины зеленокорой, светлосерокорой, светлокорой.

Отбор, заготовка модельных деревьев, выпиливание из них кряжей, изготовление образцов для исследований, физико-механические испытания, проводились по стандартным методикам в соответствии с ГОСТ.

Микологические испытания проводились по общепринятой методике разработанной Д.А. Беленковым. В качестве контроля использовалась древесина заболони сосны.

Исследование микроскопического строения древесины производилось на срезах древесины изготовленных и подготовленных по стандартным методикам описанным (Яценко-Хмелевский А.А. 1954, Паушева З.П. 1970, Фурст Г.Г.

1976).

Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью компьютерной программы STATGRAPHICS Plus 5.1.

В третьей главе приводятся результаты исследований влияния форм осины по цвету коры на технические характеристики древесины, а также воздействия водослоя на физические и механические свойства древесины.

Проведенные исследования показали (Рисунок 1), что морфологическая форма осины по цвету коры существенно влияет на физико-механические свойства древесины. Установлено, что из исследованных форм лучшими физическими свойствами обладает светлокорая форма. Ее плотность при влажности 12% составила 465,2 кг/м3, что больше плотности зеленокорой на 8,8%, светлосерокорой на 17,2%. Различия по усушке в зависимости от формы составили от 0,5% до 12,6%, наибольшую усушку показала светлокорая форма, наименьшую светлосерокорая. Механические испытания древесины, показали, что по прочностным показателям светлокорая форма также превосходит светлосерокорую и зеленокорую. При статическом изгибе ее предел прочности составил 74,5 МПа (больше зеленокорой на 8,6%, светлосерокорой на 15,5%).

статическом изгибе, МПа 480 74, Предел прочности при 465, Плотность при W=12%, кг/м 68, 440 427, 66 64, 397, Формы осины Формы осины светлосерокорая зеленокорая светлосерокорая зеленокорая светлокорая светлокорая а б сжатии вдоль волокон,МПа 41, Предел прочности при 40 38, 35, Формы осины светлосерокорая зеленокорая светлокорая в Рисунок 1 – Физические и механические свойства древесины морфологических форм осины Прочность при сжатии вдоль волокон светлокорой формы составила 41,3 МПа, что больше зеленокорой на 6,2%, светлосерокорой на 16,3%. При скалывании вдоль волокон (тангенциальная плоскость) светлокорая и зеленокорая формы показали равную прочность 8,0 МПа большую, чем у светлосерокорой формы на 6,7%.

Сравнительные исследования водослойной и рядом расположенной нормальной древесины показали (Рисунок 2), что древесина водослоя существенно отличается от нормальной по физико-механическим свойствам в сторону их ухудшения. Абсолютная влажность свежесрубленной водослойной древесины (226%), выше нормальной (107,3%), на 111%. Плотность Абсолютная влажность, % 226,4 21, Усушка, % 13, 9, 107,3 8, 6, 3, 0 R T V Водослой Нормальная Водослой Нормальная а б 5, скалывании вдоль волокон, Предел прочности при 4, МПа Водослой Нормальная в Рисунок 2 – Физические и механические свойства водослойной и рядом расположенной нормальной древесины водослойной и нормальной древесины примерно равна, но имеется некоторая особенность. Базисная плотность водослоя составляет 301,8 кг/м3, а нормальной - 319,9 кг/м3, что объясняется уменьшением плотности древесины по радиусу ствола, однако плотность водослоя при 12% влажности наоборот больше нормальной – 408,3 кг/м3 и 374,6 кг/м3 соответственно. Что объясняется повышенной усушкой водослойной древесины. Усушка водослойной древесины больше нормальной в 2,2 – 2,4 раза в зависимости от направления, наибольших значений разница по усушке достигает в радиальном направлении.

По механическим свойствам значительная разница между водослоем и нормальной древесиной - 35,7% выявлена при испытаниях на скалывание вдоль волокон: водослойная - 4,2 МПа;

нормальная – 5,7МПа.

В четвертой главе приводятся результаты исследований биостойкости и эксплуатационных свойств древесины осины.

Формы осины различаются по естественной стойкости к сердцевинным гнилям растущих деревьев. По литературным данным (Дологошеев В.М. 1969) наиболее стойкая зеленокорая форма, наименее устойчивая темносерокорая.

Поэтому эти формы были выбраны для испытаний на естественную стойкость древесины к дереворазрушающему грибу Coniophora Cerebella.

Микологические испытания показали (Рисунок 3), что морфологическая форма осины существенно влияет на естественную стойкость древесины.

Древесина зеленокорой осины имеет биостойкость выше, чем у темносерокорой на 9,5%. В целом вне зависимости от формы осина имеет низкую естественную стойкость древесины близкую к заболони сосны.

Практический опыт использования древесины осины в качестве строительного материала накопленный в нашей стране показывает обратное, указывая на долговечность конструкций из осины.

54, Биостойкость, % 51, 49, темносерокорая форма зеленокорая форма контроль (заболонь сосны) Рисунок 3 – Биостойкость древесины форм осины Анализ факторов необходимых для развития дереворазрушителей показал, что наиболее вероятно стойкость древесины осины при практической эксплуатации определяет ее влажность. А поскольку, подавляет деятельность дереворазрушающих грибов как низкая, так и высокая влажность древесины (Рипачек В. 1967), становится важным не только скорость высыхания древесины, но и ее увлажнения. Из работ (Москалева В.Е. 1957, Серговский П.С. 1975) известно, что есть прямая зависимость базисной плотности древесины и ее влаго-и водопроводности. Древесина осины, имея низкую базисную плотность, а значит и высокую влаго-и водопроводность, при использовании в открытых конструкциях может значительно быстрее изменять свою влажность в сравнении с другими древесными породами, тем самым создавая экстремальные условия для развития дереворазрушителей.

По данным (Чулков В.Д. 1964, Каперин Ф.И. 1961, Рипачек В 1967, Горшин С.Н. 1977) были определены примерные границы зоны оптимальной влажности для основных дереворазрушающих грибов от 50 до 70%, которые учитывались при проведении специальных исследований. Из ядровой и спелодревесной части пяти древесных пород (осина, лиственница, пихта, сосна, береза) были выколоты образцы размерами 1050100 мм (последний вдоль волокон) торцы которых гидроизолировались. Выбор пород основывался на стойкости к дереворазрушителям. Эксперимент проводился в два этапа общей продолжительностью 48 часов, в течение 24 часов образцы увлажнялись в воде при постоянной температуре 25°С. Затем помещались в сушильную камеру где при той же температуре и скорости воздушного потока 4 м/с сушились в течение 24 часов. Выбранные условия эксперимента имитировали эксплуатацию древесины в качестве кровельного материала (шиндель, гонт, лемех). Изменения влажности древесины в течение одного цикла исследований приведено на рисунке 4.

Как показал эксперимент, наиболее неблагоприятные условия для развития дереворазрушающей флоры формируются в древесине лиственницы. За 24 часа увлажнения, влажность ее древесины в среднем достигает 39,9% и при последующей сушке быстро падает. В древесине осины также создаются экстремальные условия для дереворазрушающих грибов. Ее древесина быстро увлажняется за 24 часа влажность в среднем доходит до 89,4% и быстро высыхает, находясь в зоне влажности от 50 до 70% минимальное количество времени по сравнению с другими древесными породами.

Длительность эксплуатации во многом зависит от склонности древесины к образованию трещин при изменении температурно-влажностных условий. Так как трещины способствует ускорению развития дереворазрушающих грибов.

Для сравнения древесных пород по этому показателю были проведены исследования, в которых древесина подвергалась циклическим воздействиям – вымачивание в воде и конвективная сушка при температуре 60 С.

Исследования проводились на строго радиальных образцах полученных путем 100, Границы оптимальной 90, влажности для развития 80,0 дереворазрушителей Влажность, % 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10,0 Увлажнение Сушка 0, 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 Время, ч Осина Лиственница Пихта Сосна Береза Рисунок 4 – Изменение влажности древесины в течение одного цикла.

выкалывания из ядровой и спелодревесной частей древесины сосны, лиственницы и осины. После пяти циклов воздействия производилось исследование торцовых и пластевых поверхностей образцов в отраженном свете при 25 кратном увеличении. В результате исследований было установлено, что наиболее подвержена растрескиванию древесина сосны, трещины отмечались на торцовых и пластевых поверхностях всех образцов. У древесины лиственницы трещины встречались только на торцовых поверхностях эпизодически. На образцах из древесины осины трещин вообще обнаружено не было.

В пятой главе приводятся результаты исследований свойств водослоя в связи с его влиянием на процесс высыхания древесины. Выявлены анатомические отклонения водослоя от нормального строения древесины, установлены причины отличий усушки водослоя и нормальной древесины.

Как было определено ранее, влажность водослойной древесины превышает влажность прилегающей к ней нормальной древесины на 111%. При значительном градиенте влажности между двумя рядом расположенными зонами древесины перераспределения влаги из водослоя в нормальную не происходит. Учитывая это, присутствие в пиломатериалах участков водослоя может оказывать влияние на процесс сушки в целом всей заготовки, препятствуя нормальному перемещению влаги к поверхности. Для проверки данной гипотезы был проведен эксперимент.

Из древесины осины пораженной водослоем были изготовлены образцы 50100150 мм (ширинавысотадлина соответственно) с различным расположением участков водослоя в нормальной древесине (Рисунок 5), торцы и три из четырех боковых поверхностей которых влагоизолировались. Затем образцы помещались в сушильный шкаф и при температуре 60°С сушились в равных условиях.

Рисунок 5 – Схемы расположения участков водослоя в образцах древесины и их обозначения Как показали результаты исследований (Рисунок 6), наименьшую скорость высыхания показали образцы, у которых граница водослоя полностью пересекает образец, что препятствовало переносу влаги, у образцов З из нормальной в водослойную, у образцов П из водослойной в нормальную. Что косвенно свидетельствует о физико-химических изменениях древесины на границе водослоя и нормальной, так как анатомических изменений древесины в свежесрубленном состоянии в этой зоне отмечено не было.

З Влажность, % П Контроль 60 БП 40 Б 0 48 96 144 192 240 288 Время, ч Рисунок 6 – Графики потери влажности образцов при сушке с различным положением водослойной древесины Для подтверждения существования гидрофобного слоя был проведен эксперимент. Из водослойной древесины осины были изготовлены образцы размерами 303050 мм (последний вдоль волокон) торцы и три из четырех поверхностей которых влагоизолировались. Образцы были изготовлены двух видов: в первом случае образцы изготавливались из древесины водослоя с учетом, чтобы испаряющей поверхностью образцов являлась граница водослоя и нормальной древесины, образцы второго вида изготавливались из центральной части водослойного ядра на расстоянии от границы водослоя.

Изготовленные образцы помещались в сушильный шкаф и сушились до абсолютно сухого состояния. Эксперимент показал, что образцы водослойной древесины, изготовленные из пограничной зоны и из центральной части водослоя не имеют различий по скорости высыхания. Из проведенного эксперимента мы пришли к выводу, что замедление процесса высыхания обусловлено затруднением переноса свободной воды по всему сечению водослоя вне зависимости от места положения. Перенос влаги в водослойной древесине, по-видимому, происходит только за счет диффузии связанной воды через клеточную стенку. Поскольку для переноса свободной влаги необходима система взаимосвязанных макрокапилляров которыми являются в здоровой древесине межклеточные поры. Из чего следует, что в водослойной древесине происходит закупорка межклеточных пор, чем собственно и объясняется то, что в растущем дереве не происходит перераспределение воды из водослоя в здоровую древесину. Подтверждением данного предположения является тот факт, что скорость сушки образцов с участками водослоя особенно З и П (рисунок 6) стабильна в отличие от контроля который имеет экспоненциальный характер. Это указывает, что в водослойной древесине скорость сушки определяется диффузией.

Полученные данные о процессе высыхания водослойной древесины дали возможность предположить, что большая величина ее усушки (как было отмечено выше) обусловлена явлением коллапса (сжатием полостей клеток).

Для понимания механизма этого явления надо отметить следующее. Клеточные стенки в местах отсутствия пор проницаемы только для полярных молекул в частности воды и непроницаемы для неполярных молекул в частности воздуха (Чудинов). Межклеточные поры в водослойной древесине закупорены, влага из полостей удаляется только за счет диффузии через клеточные стенки, но при этом воздух в полости клеток не поступает, что приводит к разрежению в полостях клеток и их деформации (сморщиванию) – коллапсу.

Для проверки данной гипотезы были проведены исследования высушенной водослойной и рядом расположенной нормальной древесины.

Микроскопические исследования показали (Рисунок 7 а, б), что в древесине водослоя наблюдаются существенные нарушения анатомического строения древесины характерные для коллапса. Клеточные стенки крупных сосудов имеют значительные деформации, за счет которых полости сосудов стали значительно меньше. На контрольных срезах рядом расположенной нормальной древесины, подобных деформаций клеточных стенок не наблюдалось (Рисунок 7 в).

Детальное изучение водослойной древесины с помощью электронного микроскопа выявило, что во всех водослойных образцах наблюдались анатомические отклонения, которые проявлялись в частичном или полном отслоении внутренней оболочки клеточной стенки сосудов от среднего слоя (Рисунок 7 а, б). В образцах расположенной рядом нормальной древесины подобные нарушения строения древесины не встречались (рисунок 7 в).

а б в Рисунок 7 – Микросрезы древесины осины: а, б – срезы из участков коллапсной древесины водослоя;

в – срез из участка рядом расположенной нормальной древесины а б в Рисунок 8 – Электронные снимки микросрезов а, б – водослойная древесина;

в – нормальная Общие выводы и рекомендации 1 Из изученных нами морфологических форм осины, наилучшими физико механическими свойствами обладает светлокорая форма. При равных условиях произрастания ее древесина имеет плотность при 12% влажности 465,2 кг/м3, что в сравнении с зеленокорой формой больше на 8%, с светлосерокорой – 17,2%. По механическим свойствам светлокорая форма практически во всех случаях также имеет самые высокие показатели превышающие другие испытуемые формы. Поэтому древесина светлокорой формы осины может использоваться, наравне с древесиной сосны. Наибольшие различия по свойствам древесины наблюдаются между светлосерокорой и светлокорой формами: по физическим свойствам разница составляет от 5,6% до 17,2%;

по прочностным показателям разница составляет от 6,7% до 16,3%.

2 Исследование естественной биостойкости древесины осины двух наиболее различающихся по устойчивости к сердцевинным гнилям растущих деревьев форм осины зеленокорой и темносерокорой показали, что морфологическая форма осины влияет на естественную стойкость древесины.

Древесина зеленокорой осины имеет естественную биостойкость выше, чем у темносерокорой на 9,5%. В целом вне зависимости от формы осина имеет низкую биостойкость близкую к заболони сосны.

3 Высокая эксплуатационная стойкость конструкций из древесины осины, описанная в литературе, в значительной степени обусловлена физическими особенностями древесины, позволяющими за счет высокой скорости увлажнения и высыхания создавать экстремальные условия для дереворазрушающей флоры. Кроме того древесина осины мало подвержена растрескиванию в процессе эксплуатации, что также сдерживает развитие дереворазрушающей флоры.

4 Водослой существенно отличается от рядом расположенной нормальной древесины по физико-механическим свойствам древесины в сторону их ухудшения. Абсолютная влажность свежесрубленной водослойной древесины, выше нормальной, в 2,1 раза. Гигроскопичность водослоя и нормальной древесины различается незначительно. Плотность водослойной и нормальной древесины примерно одинакова. Усушка водослойной древесины больше нормальной в зависимости от направления в 2,2 – 2,4 раза. По механическим свойствам наибольшая разница между водослойной и нормальной древесиной 35,7%, была выявлена при определении предела прочности на скалывание вдоль волокон: водослойная - 4,2 МПа;

нормальная – 5,7МПа.

5 Присутствие водослойной древесины в пиломатериалах увеличивает длительность процесса сушки, а также разброс конечной влажности, что обусловлено затруднением переноса свободной воды в водослое.

Пиломатериалы, содержащие водослой, следует отбраковывать и не подвергать камерной сушке. Данные участки древесины при высыхании изменяют геометрию и целостность пиломатериалов за счет повышенной усушки и образования трещин.

6 Исследование причин повышенных значений усушки водослойной древесины в сравнении с нормальной показало, что данная особенность является следствием коллапса древесины. Что подтверждается нарушениями микроскопического строения древесины, проявляющегося в сильных деформациях клеточных стенок сосудов. Кроме того в древесине водослоя наблюдаются нарушения структуры клеточной стенки сосудов проявляющееся в ее расслоении, что является одной из причин ухудшения физических и механических свойств водослойной древесины.

7 В случае длительного хранения отмечена нестабильность проявления внешних признаков светлого водослоя, по этому, его границы следует отмечать на стадии получения и сортировки сырых пиломатериалов.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1 Елисеев С.Г., Ермолин В.Н. Влияние морфологических форм дерева на технологические и эксплуатационные свойства древесины / Хвойные бореальные зоны. Том 26 – №2 – 2009. – стр.284 – 288.

2 Елисеев С.Г., Ермолин В.Н. Влияние размеров кроны на ширину заболони осины: Лесной и химический комплексы – проблемы и решения: сб.

ст. студентов и молодых ученых, всероссийской нау.-практ. Конф. – Красноярск: СибГТУ, 2007 – стр. 80 – 85.

3 Елисеев С.Г., Ермолин В.Н. Физико-механические свойства древесины разных форм осины (Populus tremula): Актуальные проблемы лесного комплекса: сб. науч. трудов по итогам международной научно-технической конференции «Лесной комплекс: состояние и перспективы развития». Часть 2.

– Брянск: БГИТА, 2008. – стр. 92 – 95.

4 Елисеев С.Г., Ермолин В.Н. Основы эксплуатационной надежности конструкций из древесины осины: Лесной и химический комплексы – проблемы и решения: сб. ст. студентов и молодых ученых, всероссийской нау. практ. Конф. – Красноярск: СибГТУ, 2008 – стр. 80 – 5 Елисеев С.Г., Ермолин В.Н. Влияние морфологических форм осины на естественную биостойкость древесины: Актуальные проблемы лесного комплекса: сб. науч. трудов по итогам международной научно-технической конференции «Лесной комплекс: состояние и перспективы развития». Вып. 22.

– Брянск: БГИТА, 2009. – стр. 19 – 6 Елисеев С.Г., Ермолин В.Н., Корнейчук П.С. Влияние водослоя на процесс высыхания древесины осины: Актуальные проблемы лесного комплекса: сб. науч. трудов по итогам международной научно-технической конференции «Лесной комплекс: состояние и перспективы развития». Вып. 22.

– Брянск: БГИТА, 2009. – стр. 94 – 7 Елисеев С.Г., Харук Е.В., Лузганов А.Г. Особенности свойств древесины разных форм осины (Populus tremula): Лесной и химический комплексы – проблемы и решения: сб. ст. студентов и молодых ученых, регион. науч.-практ.

конф. – Красноярск : СибГТУ, 2006 – стр. 66-67.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах заверенные печатью учреждения просим направлять по адресу 660049, г.аКрасноярск, пр. Мира, 82, Сибирский государственный технологический университет, ученому секретарю диссертационного совета.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.