ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ПОИСК ОПТИМАЛЬНЫХ МЕТОДОВ УКРЕПЛЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ
|
Даты проведения с 2018-03-02 по 2019-09-03 |
11 класс Платонова Наина
Научный руководитель: Хоютанова Мария Иустиновна, учитель физики.
Феофанов Петр Егорович, учитель технологии.
Гипотеза: Если наши предки с древних времен пользовались методом пропитки в разных жидкостях, то этот метод однозначно работает, но требует времени. Поэтому надо искать более оптимальный, быстродействующий вариант.
Для проверки гипотезы мы провели ряд экспериментов: • 1. Определение плотности древесины пропитанных в разных жидкостях • 2. Измерение водопоглощения при замачивании • 3. Определение массового поглощения жидкости древесин вываренных в разных материалах Вывод: Древесина впитывает мочевину лучше, следовательно, при пропитке это лучший материал. • Объемное водопоглощение.
Вывод: при вываривании в насыщенном растворе соли массовое поглощение максимальное. Береза больше всех поглощает. Массовое поглощение зависит от материала жидкости и времени. • 4. Определение прочности древесины вываренных в разных жидкостях Для проверки данного недостатка вываренных образцов взяли следующие образцы: Сухое невываренное дерево; Древесины, вываренные в разных жидкостях и жира за разные промежутки времени; Древесина, вываренная в разных жидкостях и жира за разные промежутки времени, высушенная в духовке 300 градусов Цельсия.
При пропитании солью µ=0,3450Н/м, в остальных µ=0,1725.
Результат сравнения прочности древесины, пропитанной разными способами показал, что древесина, пропитанная тёплой водой с солью 7 дней более прочная, чем древесина, пропитанная другими растворами. Дерево при высушивании трескается. Прочность при вываривании становится больше чем при пропитке.. Изменение массы сосны, пропитанной в машинном и растительном масле при неизменном объеме.
Вывод: Машинное масло впитывается меньше чем растительное • 5. Определение твердости древесины методом Виккерса и Бринелля Твердость по Виккерсу определяется по результатам измерения диагоналей отпечатка, получающегося в испытываемой поверхности при вдавливании алмазной четырехгранной пирамиды с углом при вершине α = 136º . Суть самого метода измерения твердости по Бринеллю состоит в следующем: в небольшой фрагмент исследуемого материала с силой 100 кг вдавливается небольшой стальной шарик диаметром 10 мм. Лунку, которая после этого остается, измеряют. Твердость дерева и показатель на шкале Бринелля тем выше, чем меньше след от шарика. Эксперимент провели с
помощью самодельного прибора.
Вывод: Повышенную поверхностную твердость после обработки имеет березы. · 6. Исследование образцов пропитанных вакуумным методом Исследование плотности древесин пропитанных с помощью вакуума. Просушивание брусков в печи.
Пропитывание древесин (сосны, лиственницы) в разных маслах (отработанное машинное масло, растительное масло) за одинаковые промежутки времени.
Измерение водопоглощения после пропитки вакуумом. Измерение массы древесины до пропитки и после пропитки Проверка на прочность.· 7. Определение предела прочности вываренных образцов статическим методом на самодельном приборе.
Вывод: наибольшее увеличение предела прочности при статическом изгибе показала лиственница пропитанная силором-ультра, а также при пропитке силором-ультра все древесины становятся более прочными. • 8. Определение модуля упругости при статическом изгибе Испытания производятся на установке, представленной на схеме, где на двух вертикальных стойках 1 горизонтально расположен исследуемый образец 2. На шкале линейки 3 фиксируется прогиб образца, после его нагружения вначале пустой платформой для грузов 4, а затем и грузами 5. (Для выполнения данного эксперимента была соблюдена ГОСТ- СТ СЭВ 390-76) Вывод: измерения и расчеты после просушки показали что, все образцы становятся более твердыми чем влажные образцы. • 9. Исследование глубины пропитки с помощью цифрового микроскопа Микроскоп показал, что пропитка впитываемое деревом глубоко проникает в споры, некоторые образцы, пропитанные маслом при распиливании на станке почернели, потому что масло при трении сгорает. Исследование показало, что лучше пропитываются образцы из сосны в зависимости от времени вываривания. При пропитке вакуумным способом за 30 минут пропитка незначительная, следовательно, нужно увеличить время вытяжки. • 10. Исследование для вакуумной пропитки древесины с помощью самодельного устройства Материалы требуемые для оборудования:Металлическая труба с размерами диаметр: 50 см, длина: 10 м. Насос для всасывающий и нагнетающий. Отработанное машинное масло или раствор соли, мочевины. Работу проекта проверили сначала в стеклянной установке, для наглядности эксперимента, затем сделали действующий макет из огнетушителя. Вывод: Пропитка вакуумным способом дало достаточно лучший результат. Наиболее сильнее пропитывается береза. При просушка в печи масло обратно выходит из дерева, следовательно, нужно сушить постепенно.
Литература 1. Бобров Р. В. Беседы о лесе.: Издательство «Молодая гвардия», 1979. – Серия «Эврика»
2. Рыжова Н.В. Физика Древесины: учебное пособие – Кострома: Изд-во КГТУ, 2009. – 75 с.
3. Чубинский А.Н., Тамби А.А., Чубинский М.А., Чаузов К.В. Физика древесины. Учебное пособие по выполнению лабораторных работ. СПб.: СПбГЛТУ 2015. – 67 с.
4. Ополовников А.В., Ополовникова Е.А. Деревянное зодчество Якутии Якутск: Якутское книжное издательство, 1983. — 128 с.: ил.
5. Алексеев, Эрнст Александрович (1946-).Саха балаҕана / Э А. Алексеев. - Дьокуускай :Бичик, 2007. - 317, [2] с. : ил.; 27 см.; ISBN 5-7696-2533-3
6. Определение модуля Юнга древесины при статическом изгибе. 6 [Текст] : методические указания / [Н. А. Северова] ; Минобрнауки России, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования "Ухтинский гос. технический ун-т" (УГТУ). - Ухта : УГТУ, 2014.
Интернет ресурсы: 1. https://studentbank.ru/view.php?id=29134 2. art-cjn.ru/node/3127 3. lokomo.ru/zheleznodorozhnyy-put/sposoby-propitki-drevesiny.html 4. www.bibliotekar.ru/spravochnik-76/121/htm
5. http://www.findpatent.ru/patent/219/2192348.html 6. http://irkipedia.ru/content/yakuty_arhitektura_i_i... 7. http://silor-sprut.ru/index/silor_ultra/0-5
8. http://atomcomposit.ru/documents/kompozitsii-silor...
Проект опубликовал
