Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение

Подождите немного. Документ загружается.

Глава

XXVII ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ОБЩИЕ

СВЕДЕНИЯ, СОСТАВ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Лакокрасочные материалы принадлежат к группе пленкообразующих ма-

териалов. После нанесения в жидком состоянии на окрашиваемые поверх-

ности они

образуют

пленки. Высохшие пленки называются покрытиями.

Лакокрасочные материалы предназначены для защиты металлов от

коррозии,

а неметаллических материалов (древесины, пластмасс и т. д.) -

от увлажнения и загнивания; они сообщают поверхности специальные

свойства (электроизоляционные, теплозащитные и

другие)

и придают

изделиям декоративный внешний вид.

Защита изделий от влияния внешней среды лакокрасочными покрытия-

ми

является наиболее доступной и широко применяется в машинострое-

нии.

С помощью защитных покрытий срок эксплуатации аппаратуры, обо-

рудования, различных металлоконструкций увеличивается в несколько раз.

лакокрасочным материалам предъявляются определенные требова-

ния:

высокая адгезия к защищаемым поверхностям, теплостойкость

химическая устойчивость, водонепроницаемость, светостойкость, глад-

кость, твердость и эластичность пленки, хорошие защитные свойства.

Состав и классификация лакокрасочных материалов. Компонентами ла-

кокрасочных материалов являются пленкообразующие вещества; смолы

для увеличения адгезии, придания пленке твердости и блеска; растворите-

ли (скипидар, спирты, ацетон) и разбавители (бензол) для растворения

пленкообразующего и

других

компонентов; пластификаторы (дибутилфта-

лат и др.), сохраняющие эластичность покрытия, снижающие его воспламе-

няемость и улучшающие морозостойкость; отвердители термореактивных

пленкообразующих (амины); пигменты и красители — придающие опреде-

ленный

цвет и обладающие защитными свойствами; наполнители (тальк,

каолин)

— для повышения вязкости материала и снижения блеска покры-

тия;

специальные добавки для тропикостойкости, стабилизации свойств

т. п.

В качестве пленкообразующих веществ применяют в основном синтети-

ческие смолы, эфиры целлюлозы, реже высыхающие растительные масла.

По

составу лакокрасочные материалы подразделяют на лаки, эмали,

грунты, шпатлевки; по пленкообразующему веществу они

могут

быть смо-

ляными,

эфироцеллюлозными (нитроцеллюлозные и этилцеллюлозные)

маслосодержащими (битумные, канифольные).

Лаки являются растворами пленкообразующих веществ в растворите-

лях, иногда с добавками пластификаторов, ускорителей, стабилизаторов (в

составе лака обязательно

присутствует

смола). Лаки предназначены для

защиты поверхности изделия от воздействия внешней среды.

Эмали

состоят из лака и пигмента. Для получения не глянцевых, а ма-

товых покрытий в эмали вводят наполнитель. Пигменты придают эмали

цвет и некоторые специфические свойства, например белые пигменты

451

(ZnO,

T iO

) — атмосферостойкость и водоупорность; алюминиевая пу-

дра — стойкость к действию влаги и ультрафиолетовых лучей; сажа — то-

копроводимость и т. д.

Грунты

защищают металл от коррозии и увеличивают адгезию после-

дующих слоев. В состав грунта входят лак и пигмент, обладающий за-

щитными

свойствами. В зависимости от вида пигмента грунты подразде-

ляют на следующие группы: содержащие соли хромовой кислоты,

цинковый

и стронциевый крон (образующие окисные пленки на металле);

содержащие свинцовый или железный сурик (пассивирующие грунты); со-

держащие цинковую пыль (протекторные грунты) и инертные пигменты

(соединения

титана и т. д.), создающие изолирующие покрытия.

Хроматные грунты применяют для защиты магниевых и алюминиевых

сплавов.

Свинцовый сурик образует на поверхности металла гидрат закиси

железа. Эти грунты применимы для защиты стальных деталей.

Защитное

действие цинка основано на его более электроотрицательном

потенциале по отношению к железу. Эти грунты применяют для защиты

стальных деталей, работающих во влажных условиях.

Для защиты стальных деталей применяют также фосфатирующие

грунты. Такой грунт реагирует с поверхностью стальных деталей и обра-

зует

на стали фосфатно-хроматную пленку сложного состава.

Шпатлевки

предназначены для выравнивания неровностей на поверхно-

сти изделий перед окраской. В состав шпатлевок входят лак, пигмент и на-

полнитель.

Шпатлевки наносят на предварительно загрунтованную поверх-

ность.

Для надежной защиты поверхности изделий в большинстве случаев

применяют

многослойное покрытие, состоящее из слоев разного назначе-

ния,

называемое

системой

покрытия.

Непосредственно на деталь наносится грунт, затем шпатлевка, далее

следует

эмаль и покровный лак. Число слоев обычно составляет 2

—

а иногда и 14.

Смоляные

термопластичные лакокрасочные материалы. Из термопла-

стичных смоляных материалов получили широкое распространение перх-

лорвиниловые и акриловые. Перхлорвиниловые эмали (ХВ, ХС) приме-

няют для окраски металлов, древесины, бетона. Покрытия негорючи, во-

доустойчивы, химически стойки,

могут

работать в контакте с мине-

ральным маслом и топливом, не поддаются действию тропических

условий, имеют хорошие электроизоляционные свойства. Недостатки по-

крытий:

невысокая адгезия к металлам, отсутствие глянца, низкая тепло-

стойкость (60

—

90°С),

неприятный запах.

Материалы на основе акриловых смол термопластичны, но более те-

плостойки

дают

покрытия эластичные, стойкие к ударным нагрузкам,

хорошей адгезией к металлам. Акриловые эмали (АК и АС)

могут

рабо-

тать в условиях 98 —100%-ной влажности при температуре 55

—

60°С.

При

нанесении

на эпоксидный грунт покрытие сохраняет защитные свойства

течение 3

—

6 лет.

Покрытия

на основе термореактивных смол. Алкидные материалы выра-

батывают на основе глифталевой (ГФ) и пентафталевой (ПФ) смол, часто

модифицированных

растительными маслами. Покрытия обладают высокой

твердостью, прочностью, удовлетворительной адгезией к различным мате-

452

риалам. При введении алюминиевой пудры покрытия выдерживает дли-

тельно

температуру

120°С

и кратковременно

температуру

до

300°С.

К не-

достаткам алкидных покрытий относится склонность к старению, недоста-

точная устойчивость к условиям тропического климата и щелочным

средам.

Эпоксидные лакокрасочные материалы на основе эпоксидных смол и их

модификаций

с различными отвердителями

дают

покрытия ЭП, обладаю-

щие хорошей адгезией к металлам и неметаллическим материалам, значи-

тельной твердостью, химической стойкостью к различным средам, в том

числе к щелочным и, высокими электроизоляционными свойствами. По-

крытия

при сушке не

дают

усадки и стойки к колебаниям температуры.

Полиэфирным

покрытиям присуща большая твердость, сильный блеск,

удовлетворительная прочность на истирание. Однако они плохо сопротив-

ляются ударным нагрузкам и малоэластичны; используются главным

образом при окраске деревянных (и бетонных) поверхностей, адгезия по-

лиэфирных

лаков к металлам невысокая.

Полиуретановые лаки, эмали, грунты имеют очень

хорошую

адгезию

различным материалам, хорошо сопротивляются истиранию, эластичны,

атмосферостойки, газонепроницаемы,

могут

работать в контакте с водой,

маслами, бензином и растворителями, являются хорошими диэлектрика-

ми.

Недостатком этих материалов, ограничивающих их применение,

является токсичность.

Наиболее теплостойки лакокрасочные материалы на основе кремнийор-

ганических полимеров (КО). Покрытия стойки к влаге, окислению, озону,

солнечному

свету

и радиации, химически инертны, хорошие диэлектрики.

Однако они имеют невысокую адгезию к различным материалам и тре-

буют

горячей сушки

(200°С).

Кремнийорганические лаки и эмали ис-

пользуют в основном в качестве электроизоляционных материалов. Моди-

фицированные

кремнийорганические лаки и эмали защищают металличе-

ские

поверхности от длительного воздействия высоких температур.

Полиимидные покрытия теплостойки, выдерживают тепловые

удары

от

— 196 до +

340°С.

Покрытия прочные, устойчивы к воздействию раствори-

телей и кислот, стойки к радиации и

обладают

диэлектрическими свой-

ствами. Получение этих покрытий

требует

высокой температуры и тща-

тельного соблюдения технологии.

2. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ЛАКОКРАСОЧНЫХ

ПОКРЫТИЙ

По

условиям эксплуатации лакокрасочные покрытия подразделяют на

стойкие внутри помещения; атмосферостойкие; химически стойкие; водо-

стойкие;

термостойкие; масло- и бензостойкие и электроизоляционные.

Термостойкость (в С) различных лакокрасочных покрытий приведена

ниже:

Нитроцеллюлозные (НЦ) До 80,

Перхлорвиниловые (ХВ) 80

—

90'

Эпоксидные (ЭП)

150-200

Алкидные (ГФ, ПФ)

150-300

Полиуретановые (УР) ISO

Акриловые (АК) ISO

Кремнийорганичсскис (КО) . . . '

300-600

(1000.

1 мин)

Полиимидные 300,

(.400,

2-3 ч)

453

Таблица 50

Стойкость

лакокрасочных

Среда

Атмосфер-

ные

условия

(нормальные)

Тропический

климат

Вода

пресная

Вода

морская

Paciворитсли

(бен шн и

др.)

Углево-

дороды

Минеральные

масла

Кислоты

Щелочи

Битумные

Плохая

Хорошая

Удовлетво-

рительная

Плохая

Удовлетво-

рительная

Плохая

покрытии к агрессивным средам

Масляные

Удовлет-

вори-

тельная

Плохая

Удовлет-

вори-

тельная

Плохая

Виниловые

Отличная

Хорошая

Удовлетво-

рительная

Хорошая

Отличная

Удовлетво-

рительная

Алкидные

(глнфта-

левыс)

Отличная

Хорошая

Удовлетво-

рительная

Хорошая

Удовлетво-

рительная

Плохая

Пснтаф-

талевыс

Отличная

Хорошая

Удовлет-

вори-

тельная

Хорошая

Плохая

Меламино-

алкидные

Удовлетво-

рительная

Плохая

Удовлетво-

рительная

Плохая

Хорошая

Отличная

Удовлетво-

рительная

Феноло-

формаль-

дегндные

МОДИфиНИ-

ровапные

Отличная

Хорошая

Удовлетво-

рительная

Хорошая

Эпоксид-

ные

Отличная

Хорошая

Отличная

Хорошая

Отличная

Кремннйор-

гаиические

Хорошая

Удовлетво-

рительная

Плохая

Отличная

Удовлетво-

рительная

Плохая

Нитроцсл-

люлозные

Хорошая

Удовлетио-

ршельная

Хорошая

Удовлетво-

рительная

Одним из главных факторов, вызывающих разрушение покрытия в ус-

ловиях эксплуатации, является влага. Покрытие должно быть непрони-

цаемым для паров воды. Наибольшей паропроницаемостью

обладают

эфироцеллюлозные покрытия, наименьшей — пленки эпоксидного лака

перхлорвиниловое покрытие. Химическая стойкость лакокрасочных по-

крытий приведена в табл. 50,

Качество лакокрасочных покрытий определяется следующими основны-

ми

характеристиками: твердостью по маятниковому прибору (ГОСТ

5233

—

67); прочностью на

удар

(ГОСТ

4765-73);

эластичностью (гиб-

костью), показывающей стойкость к вибрации (определяется изгибанием

пленки

вокруг стержней разного диаметра, ГОСТ

6806

—

73); прилипае-

мостью (адгезия, определяется методом решетчатого надреза по ГОСТ

15140-78)

и др.

Opi анодиснерсные покрытия. Органодисперсии — это двухфазные си-

стемы, состоящие из коллоидных частиц полимера — пленкообразователя

(химически стойких полимеров) и жидной среды (органических жидкостей).

результате

термообработки удаляются жидкие компоненты, а поли-

мерные частицы спекаются, образуя покрытие. Широко применяются по-

ливинилхлорид и его сополимеры. Химически стойкое покрытие ПВХ по-

лучается при нанесении 3-4 слоев (обычно покрытие 8—10 слоев), что

дает

экономический эффект. Покрытия ПВХ применяют для окраски ста-

ли,

алюминия, белой жести.

Фторсодержащие органодисперсии (из фторлонов) отличаются тепло-

морозостойкостью (от —196 до +

260°С),

химической стойкостью

электроизоляционными свойствами. Кроме того, покрытия антиадге-

зионны,

гидрофобны и антифрикционны. Их наносят на металлы, керами-

ку, стекло (термообработка при спекании при 260

—

38О°С).

Покрытия

на основе поливинилиденфторида (ПВФ)

обладают

химиче-

ской

и атмосферной стойкостью, устойчивы к истиранию, износу, эрозии

под действием пыли и песка, не воспламеняются. В условиях тропиков срок

службы

30 лет. Покрытия применяют для защиты металлов в виде рулон-

ного проката и различных профилей (в строительстве, мосты, гаражи, де-

тали автомобилей).

Глава

XXV111

ДРЕВЕСНЫЕ

МАТЕРИАЛЫ

Древесина с давних времен используется в качестве конструкционного ма-

териала в различных отраслях промышленности и применяется как в нату-

ральном виде, так и в виде разнообразных древесных материалов.

достоинствам деревесииы как конструкционного материала относят-

ся

достаточно высокая механическая прочность и небольшая объемная

масса и, следовательно, высокая удельная прочность, хорошее сопротив-

ление ударным и вибрационным нагрузкам. Теплофизические свойства

древесины характеризуются малой теплопроводностью ив 2

—

3 раза мень-

шим,

чем у стали, температурным коэффициентом линейного расширения.

Древесина имеет высокую химическую стойкость к ряду кислот, солям,

маслам, газам. Важными свойствами древесины являются ее способность

склеиванию, возможность быстрого соединения гвоздями, шурупами,

легкость механической обработки и гнутья.

Наряду с указанными достоинствами древесина

обладает

рядом недо-

статков, ограничивающих ее применение как конструкционного материала.

Можно отметить следующие недостатки: гигроскопичность, которая

является причиной отсутствия у деталей из древесных материалов ста-

бильности формы, размеров и прочностных свойств, меняющихся с изме-

нением

влажности; склонность к поражению грибковыми заболеваниями;

отсутствие

огнестойкости;

низкий

модуль

упругости; анизотропия механи-

ческих свойств, которые в силу волокнистого строения древесины раз-

личны в разных направлениях действия сил; неоднородность строения,

результате

которой свойства материала различны не только в пределах

одной породы, но в пределах одного ствола.

Т. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О

СТРОЕНИИ

ДРЕВЕСИНЫ

Древесина состоит из органических веществ: 43

—

45% целлюлозы

(С

—

29/0 лигнина, остальное — низкомолекулярные

углеводы

другие

компоненты. Свойства древесины обусловливаются ее строением.

Так

как древесина является волокнистым материалом, ее строение

изучают

по

трем разрезам: торцовому (поперечному), перпендикулярному к волок-

нам;

радиальному, проходящему через ось ствола, тангентальному, идуще-

му вдоль ствола на некотором расстоянии от нею (рис. 232).

Строение древесины, ширина годичных колец, содержание летней зоны

древесины обусловливают механическую прочность как хвойных, так и ли-

ственных пород. На свойства древесных материалов влияет наличие в дре-

весине различных пороков.

Пороками

древесины

называются отклонения от нормального строения,

а также повреждения микологического и механического характера. Пороки

снижают физико-механические свойства древесины. В конструкционных

456

'ч

Рис.

232. Основные разрезы

ствола

дерева:

— поперечный или торцо-

вый:

2 — радиальный; 3 —

тангентальный

материалах они допускаются с ог-

раничениями,

предусмотренными

техническими условиями. На

меха-

нические

свойства здоровой древе-

сины

влияют сучки, трещины, нак-

лон

волокон (косослой) [28].

паразитным порокам отно-

сятся

грибковые (микологические)

повреждения древесины. Для развития грибов требуются определенные

условия; наиболее благоприятны для них температура. 2 —40"С, влажность

30-60%

и наличие

воздуха,

без которого развитие гриба невозможно. В ре-

зультате

грибкового поражения древесина разрушается, превращаясь в

труху,

гниль.

При неправильном хранении древесины часто возникает синева,

которая

быстро распространяется и проникает в

глубь

материала. Синева

существенного влияния на физико-механические свойства древесины не

оказывает, однако при сильном развитии может вызвать поражения более

опасными

грибами.

Повреждения

насекомыми (червоточина) встречаются в древесине всех

пород. Наличие червоточины влияет на сортность древесины,

СВОЙСТВА

ДРЕВЕСИНЫ И

ЗАЩИТА

ДРЕВЕСИНЫ

ОТ

УВЛАЖНЕНИЯ,

ЗАГНИВАНИЯ

ВОСПЛАМЕНЕНИЯ

Физические

свойства. Для древесины как конструкционного материала ос-

новное

значение имеют влажность, изменяемость размеров, формы, объем-

ная

масса.

Влажностью

древесины называется количество воды, заключающейся

ней, выраженное в процентах. Влажность определяется по формуле

где т — масса влажного образца при данной влажности в г; т

— масса

образца в абсолютно

сухом

состоянии в г (за т

принимается масса образ-

ца,

высушенного при 100 ± 5°С).

Вода, содержащаяся в древесине, бывает

двух

видов: свободная

(капиллярная)

вода, заполняющая внутренние пустоты, и связанная (гигро-

скопическая),

находящаяся в клеточных оболочках. Таким образом, влаж-

ность

древесины складывается из влаги связанной и свободной. При высы-

хании дерево теряет сначала свободную

воду,

а затем начинает терять

связанную

воду.

Состояние

древесины, при котором в ней имеется только связанная

влага, называется точкой насыщения волокон. Для различных древесных

пород максимальное количество связанной влаги колеблется от 23 до 30%.

Свежесрубленной древесине соответствует влажность

50-100%;

в древеси-

не,

пролежавшей долгое время на

воздухе

(воздушно-сухой), устанавли-

вается влажность 10

—

20%, в комнатных условиях (комнатно-сухая древе-

сина)

- влажность 7

—

10%, а для абсолютно

сухой

древесины влажность

нулевая. Влажность, отвечающая условиям производственного помещения,.

457

носит название производственной влажности. За стандартную влажность

древесины принята влажность 15%, которая представляет собой среднюю

влажность воздушно-сухой древесины. Все свойства древесины для воз-

можности сравнения устанавливаются при стандартной влажности 15%.

Производственная влажность должна быть равна эксплуатационной или

на

2% ниже (иначе древесина

будет

усыхать).

Изменение

размеров и формы древесины связано с изменением ее

влажности. Эти изменения выражаются в усушке, разбухании и коробле-

нии.

При высыхании древесины из нее вначале удаляется свободная влага,

при

этом размеры клеток не изменяются (уменьшается только масса);

с момента точки насыщения волокна стенки волокон древесины теряют

связанную

влагу

и сокращаются в размерах.

Усушкой

древесины называется уменьшение линейных размеров и объе-

ма древесины при высыхании (выражается в процентах).

Усушка

зависит

от направления: так, наибольшая

усушка

происходит в тангентальном

направлении,

наименьшая — вдоль волокон.

Для определения усушки практически пользуются коэффициентом

усушки К, который представляет собой среднюю

усушку

при изменении

влажности на 1%, и определяется по формуле

Для различных пород полная

усушка

в радиальном направлении У

З-г-5%, в тангентальном У

= 6-г 10%. Коэффициенты усушки в радиаль-

ном

направлении К

= 0,09-=-0,31%, в тангентальном Х

0,17^-0,43%;

коэффициент

объемной усушки К

об

= 0,32

-=-

0,7%.

Усушка

вдоль волокон

составляет 0,1 —0,35% и практически не учитывается.

Усушка

представляет собой отрицательное явление, во-первых, потому,

что ее необходимо учитывать при изготовлении деталей, и, во-вторых, она

служит

причиной появления в древесине внутренних напряжений, вызы-

вающих трещины и коробления (рис. 233).

Древесина разных пород имеет одинаковый химический состав, поэто-

му плотность вещества, образующего стенки клеток, принимается равной

1,54 г/см

. Для практических целей важно знать объемную массу у, кото-

рая зависит от влажности материала и коэффициента объемной усушки.

Значение

древесины составляет 0,34 — 0,98 г/см

. Более легкими по-

родами являются сосна, ель, пихта, липа, осина,

ольха;

очень тяжелыми —

граб,

груша,

самшит. Чем больше объемная масса, тем плотнее древесина

тем

лучше

она сопротивляется нагрузкам.

Рис.

233. Виды коробления пиломатериалов:

— изменение формы поперечного сечения брусков; 2 — поперечное коробление досок; 3 —

продольное коробление диски; 4 — коробление косослойной доски

458

Механические

свойства древесины.

Древесина анизотропна,

и ее

свой-

ства зависят

от

влажности

других

факторов.

связи

этим показатели

механических свойств

для

возможности

их

сравнения

применения

в рас-

чете

деревянных деталей

на

прочность относят

древесине,

не

имеющей

пороков

и при

одинаковой влажности

15%.

Для приведения показателей прочности, полученных

для

древесины

с влажностью

W— от 8 до 20%, к

стандартной влажности

15%,

пользуют-

ся

формулой

где

ст

ауу—

показатель данного свойства;

a —

поправочный

коэффи-

циент

на

влажность (ос

= 0,01

ч-0,05);

W-

влажность материала

момент

испытания.

Механические свойства наиболее распространенных пород древесины

при

W= 15%

приведены

табл.

51.

Средние значения пределов прочности древесины вдоль волокон нахо-

дятся

пределах:

ст

от 3,42 до 5,49

кгс/мм

;

ст

от 7,61 до 16,1

кгс/мм

(в

отдельных

случаях

до 27

кгс/мм

);

ст

поперек волокон ниже

в 6— 30 раз,

чем вдоль. Сопротивление

сдвигу

плоскости волокон (скалывание) неве-

лико

составляет

1/6—1/8 ст

(продольное направление),

г в 1,5—2

раза

Таблица

Основные физико-механические свойства наиболее распространенных порол древесины

(при

влажности

15%)

Порода

Объ-

ем-

ная

мас-

са,

г/см'

Предел прочности, кгс/мм-

при

сжа-

тии

вдоль

воло-

кон

при

растя-

жении

вдоль

воло-

кон

при

ста-

тиче-

ском

изги-

бе

при

ска-

лывании

вдоль

волокон

ра-

Удель-

ная

рабо-

та

при

удар-

ном

изгибе.

кгс/см-

Твердость,

кгс/мм

ра-

ди-

аль-

ная

тан-

ген-

галь-

ная

тбр-

цо-

вая

Модуль

упру-

гости .вдоль

волокон,

кгс/мм*

при

сжа-

тии

при

рас-

же-

при

ИГИ-

бе

Лиственница

Сосна

Ель

Кедр сибирский

Пихта

0,68

0,51

0,46

0,44

0,39

5,49

4,14

3,96

3,63

3,42

12,27

10,09

10.61

8.20

7,61

Хвойные

9,84

7,58

7,17

6,48

6,07

0,94

0,69

0,62

0,60

0,53

0,82

0,67

0,62

0,64

0,57

0,27

0,20

0,14

Лиственные

2,80

2,17

1,73

1,67

2,78

2,23

1,68

1,64

4,03

2,62

2,41

2,03

2,48

1,40

1,17

1,42

1,25

1,45

1,17

1,43

1,25

1.47

1,22

1,06

1,01

Граб

Дуб

Клен

Ясень

Бук

Береза

Липа

Осипа

0.81

0,76

0,70

0,69

0,68

0,64

0,50

0.50

5,31

5,19

5,20

4,99

4,74

4,67

3,98

3,74

13,47

—

13,90

11,78

16,10

11.58

12,01

12,11

8,91

10.53

10,83

9,53

9,67

7.75

6,86

1,41

1,10

1,13

1,26

1,06

0.85

(),7Х

0,57

1,77

1,25

1.29

1.22

1.02

0,74

0,78

0,48

0.46

0,37

0,43

0.39

0,45

0.28

0,41

7,01

5,36

5,06

5,34

3,94

3,36

1.56

1,75

7.17

5,68

5,37

6,09

4.03

3,00

1.63

1,83

8,25

6,53

6.90

7,32

5,56

4,23

2,34

2,41

1,40

1,50

—

1,58

1,26

1,40

1,81

1,54

1,51

.1.28

—

1,51

1,10

459

"Т

40 60 80 100

Сутки

Время

до

разрушения

Рис.

234. Кривая длительного сопротивления

древесины

больше,

чем ст

Модули

упругости

при

растяжении

сжатии примерно

равны,

продольном направлении

их

значение

—

30 раз

больше,

чем

поперечном.

Вдоль

волокон

Е =

(1,17 ч- 1,58) 10

кгс/мм

При

ударных

нагрузках сопротив-

ление ударному изгибу вязких пород

(ясеня,

дуба)

в 1,5-3

раза выше,

чем

хрупких

хвойных пород (сосны,

ели,

д ^

______

_^_

-g у -_- -_^ -_

_-.-__-••

у —г

-Ь-Я-Ь*

пихты). Прочность древесины зависит

от

скорости нагружения:

чем мед-

леннее прикладывается нагрузка,

тем

меньше величина предела прочности.

Со

временем сопротивление древесины постепенно уменьшается

дости-

гает

иекоторог

предела долговременного сопротивления,

при

котором

де-

ревянная

деталь

может работать неопределенно

долгое

время

(рис. 234).

Для

всех

видов напряженного состояния древесины величина длительного

сопротивления принимается равной

2/3

предела прочности.

При

вибрационных нагрузках необходимо учитывать

усталость

(или

выносливость) древесины. Предел выносливости

всегда

меньше статиче-

ского предела прочности

ст

Отношение

/сг

ст

при

изгибе составляет

для

разных пород

0,24-0,38.

Защита древесины

от

увлажнения, загнивания

воспламенения.

усло-

виях эксплуатации

или

хранения древесины

на

открытом

воздухе

ее

влаж-

ность может значительно увеличиваться

вызывать загнивание дере-

вянных элементов.

Для

борьбы

этим недостатком применяют гидроизо-

ляционные

прокладки, лакокрасочные покрытия

антисептирование.

Антисептики представляют собой водные растворы минеральных солей

(фтористого натрия, хлористого цинка, медного купороса

и др.) и

спир-

товые растворы оксидифенила

ртутноорганических соединений. Антисеп-

тирование производят

путем

промазки, опрыскивания, пропитки

под

давлением.

Древесина легко воспламеняется

от

огня (точка воспламенения

330-470°С).

Для

повышения

ее

огнестойкости (хотя сделать древесину

со-

всем несгораемой нельзя) применяют

ряд

способов. Первый

наиболее

эффективный

способ защиты — пропитка химическими веществами — анти-

пиренами,

второй

окраска огнезащитными красками.

качестве антипи-

ренов используют аммониевые соли

соли фосфорной кислоты

или бор-

ной

кислоты. Огнезащитные краски должны быть негорючими

нетеплопроводными.

К ним

относятся силикатные краски

на

основе

жид-

кого стекла

перхлорвиниловые лакокрасочные покрытия.

3. РАЗНОВИДНОСТИ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Материалы

из

натуральной древесины применяют

виде пиломатериалов

заготовок.

зависимости

от

размеров поперечного сечения различают

брусья, ширина

толщина которых свыше

100 мм;

бруски шириной

не бо-

460