Систематизация факторов, влияющих на образование трещин в лиственничных пиломатериалах при сушке

УДК

674.047

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2018.3.127

Аннотация

Трещины различного вида – наиболее часто встречающиеся пороки сушки в лиственничных пиломатериалах. Многочисленными исследованиями установлено, что указанный вид порока зависит от многих факторов. Поэтому необходима систематизация этих факторов с целью установить степень значимости каждого. Исследования показали, что основные факторы, оказывающие влияние на формирование трещин в лиственничных пиломатериалах при сушке, целесообразно разделить на три группы, которые в той или иной степени зависят от структуры древесины. Первая (основная) группа факторов связана с наличием в древесине лиственницы значительного количества сердцевинных лучей. В пиломатериалах смешанной распиловки они выступают как концентраторы напряжений, что приводит к возникновению трещин при сушке. В пиломатериалах радиальной распиловки наличие сердцевинных лучей упрочняет конструкцию доски. В результате вероятность появления трещин в этой группе пиломатериалов многократно снижается. Действие второй и третьей групп факторов обусловлено распределением связанной влаги по сечению доски. Цель данной работы – проведение систематизации факторов, которая позволила бы выстраивать технологический процесс сушки лиственничных пиломатериалов таким образом, чтобы максимально снизить вероятность появления трещин.

Сведения об авторах

Ш.Г. Зарипов, д-р техн. наук, доц.
Филиал Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева, ул. Победы, д. 29, г. Лесосибирск, Красноярский край, Россия, 662543; e-mail: zaripov_sh@mail.ru

Ключевые слова

трещина, лиственничные пиломатериалы, жесткость, сердцевинные лучи, распределение связанной влаги

Для цитирования

Зарипов Ш.Г. Систематизация факторов, влияющих на образование трещин в лиственничных пиломатериалах при сушке // Лесн. журн. 2018. № 3. С. 127–136. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.3.127

Литература

1. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. 3-е изд. М.: Высш. шк., 2003. 560 с.
2. Аскадский А.А. Деформация полимеров. М.: Химия, 1973. 448 с. 3. Бартенев Г.М. Прочность и механизм разрушения полимеров. М.: Химия, 1984. 280 с.
4. Глухих В.Н. Повышение качества сушки пиломатериалов на основе учета анизотропии древесины при составлении схем раскроя бревен: дис. … д-ра техн. наук. СПб., 2008. 291 с.
5. Зарипов Ш.Г. Совершенствование технологии сушки лиственничных пило-материалов: дис. … д-ра техн. наук. Архангельск, 2016. 243 с.
6. Кауш Г. Разрушение полимеров / пер. с англ.; под ред. С.Б. Ратнера. М.: Мир, 1981. 440 с.
7. Уголев Б.Н. Деформативность древесины и напряжения при сушке М.: Лесн. пром-сть, 1971. 176 с.
8. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения. М.: Лесн. пром-сть, 1975. 384 с.
9. Цините В.А., Гравитис Я.А., Эриньш П.П., Ребятникова А.Ф. Влияние уда-ления лигнина на набухание и механические свойства древесины // Химия древеси-ны. 1976. № 1. С. 12–20.
10. Эриньш П.П., Цините В.А., Витоле И.М. Взаимосвязь между изменениями в химическом составе, субмикроскопической структуре и механических свойствах бе-резовой древесины при обработке растворами щелочей и кислот в мягких условиях // РЖХим. 1972. С. 21–28.
11. Hardtke H.-J., Militzer K.-E., Fischer R., Hufenbach W. Entwicklung und Identif-ikation eines kontinuumsmechanischen Modells fur die numerische Simulation der Trock-nung von Schnittholz // Research report DFG-project Ha 2075/3-2. Dresden, 1997.
12. Milota M.R. Warp and Shrinkage of Hem-Fir Stud Lumber Dried at Conventional and High Temperatures // Forest Products Journal. 2000. No. 50(11). Pp. 79‒84.
13. Mindess S., Bentur A. Crack Propagation in Notched Wood Specimens with Dif-ferent Grain Orientations // Wood Science and Technology. 1986. Vol. 20, iss. 2. Pp. 145‒155.
14. Niemz P. Holz. Physik des Holzes und der Holzwerkstoffe. Leinfelden-Echterdingen: DRW-Verlag, 1993. 243 p.
15. Oltean L., Teischinger A., Hansmann C. Influence of Temperature on Cracking and Mechanical Properties of Wood during Wood Drying – a Review // BioResources. 2007. Vol. 2, no. 4. Pp. 789–811.
16. Stamm A.J. Thermal Degradation of Wood and Cellulose // Industrial & Engi-neering Chemistry. 1956. Vol. 48, iss. 3. Pp. 413‒417.

Поступила 23.12.17

Ссылка на английскую версию:

Systematization of Factors Affecting the Cracking of Larch Lumber during Wood Drying

UDC 674.047
DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.3.127

Systematization of Factors Affecting the Cracking of Larch Lumber during Wood Drying

Sh. G. Zaripov, Doctor of Engineering Sciences, Associate Professor
Branch of Siberian State Aerospace University named after academician M.F. Reshetnev, ul. Pobedy, 29, Lesosibirsk, Krosnoyarsk Region, 662543, Russian Federation; e-mail: zaripov_sh@mail.ru

Cracks of various types are the most common drying defects in larch lumber. Numerous studies have shown that this type of defects depends on many factors. Therefore, the systematization of these factors will allow establishing their level of significance. The studies have also demonstrated that the main factors influencing the formation of cracks in larch lumber during drying can be divided into three groups, which to some extent depend on the wood structure. The first (main) group is associated with the presence of a significant num-ber of woodrays in larch wood. In mixed sawn timber, they act as stress concentrators, which leads to cracks appearance during drying. Woodrays strengthen the board design in radially sawn timber. As a result, the possibility of cracks in this group of lumber decreases manyfold. The effect of the second and third groups of factors is due to the distribution of bound moisture over a cross section of the board. The goal of research is to systematize the factors that will help to construct the technological process of larch lumber drying in such a way as to minimize the likelihood of cracks appearance.

Keywords: crack, larch lumber, hardness, woodray, distribution of bound moisture.

REFERENCES

1. Aleksandrov A.V., Potapov V.D., Derzhavin B.P. Soprotivlenie materialov [Strength of Materials]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 2003. 560 p. (In Russ.)
2. Askadskiy A.A. Deformatsiya polimerov [Deformation of Polymers]. Moscow, Khimiya Publ., 1973. 448 p. (In Russ.)
3. Bartenev G.M. Prochnost' i mekhanizm razrusheniya polimerov [Strength and Mechanism of Polymer Destruction]. Moscow, Khimiya Publ., 1984. 280 p. (In Russ.)
4. Glukhikh V.N. Povyshenie kachestva sushki pilomaterialov na osnove ucheta anizotropii drevesiny pri sostavlenii skhem raskroya breven: dis. … d-ra tekhn. nauk [Improv-ing the Quality of Drying of Sawn Timber on the Basis of Wood Anisotropy Accounting when Drawing Log Cutting: Dr. Eng. Sci. Diss.]. Saint Petersburg, 2008. 291 p.
5. Zaripov Sh.G. Sovershenstvovanie tekhnologii sushki listvennichnykh pilomateri-alov: dis. … d-ra tekhn. nauk [Improving the Drying Schedule of Larch Lumber: Dr. Eng. Sci. Diss.]. Arhanglsk, 2016. 243 p.
6. Kaush H.H. Polymer Fracture. Berlin, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1978. 332 p. DOI: 10.1007/978-3-642-96460-2
7. Ugolev B. N. Deformativnost' drevesiny i napryazheniya pri sushke [Wood Deformity and Tension when Drying]. Moscow, Lesnaya promyshlennost' Publ., 1971. 176 p. (In Russ.)
8. Ugolev B.N. Drevesinovedenie s osnovami lesnogo tovarovedeniya [Wood Science with the Basics of Forest Commodity Science]. Moscow, Lesnaya promyshlennost' Publ., 1975. 384 p. (In Russ.)
9. Tsinite V.A., Gravitis Ya.A., Erin'sh P.P., Rebyatnikova A.F. Vliyanie udaleniya lignina na nabukhanie i mekhanicheskie svoystva drevesiny [Influence of Lignin Removal on Swelling and Mechanical Properties of Wood]. Khimiya drevesiny, 1976, no. 1, pp. 12–20.
10. Erin'sh P.P., Tsinite V.A., Vitole I.M. Vzaimosvyaz' mezhdu izmeneniyami v khimicheskom sostave, submikroskopicheskoy strukture i mekhanicheskikh svoystvakh berezovoy drevesiny pri obrabotke rastvorami shchelochey i kislot v myagkikh usloviyakh [Interrelation between Changes in the Chemical Composition, Submicroscopic Structure and Mechanical Properties of Birch Wood at Alkali and Acid Solutions Treatment under Mild Conditions]. Referativnyy zhurnal Khimiya, 1972, pp. 21–28. (In Russ.)
11. Hardtke H.-J., Militzer K.-E., Fischer R., Hufenbach W. Entwicklung und Identifikation eines kontinuumsmechanischen Modells fur die numerische Simulation der Trocknung von Schnittholz. Research report DFG-project Ha 2075/3-2. Dresden, 1997.
12. Milota M.R. Warp and Shrinkage of Hem-Fir Stud Lumber Dried at Conventional and High Temperatures. Forest Products Journal, 2000, no. 50(11), pp. 79‒84.
13. Mindess S., Bentur A. Crack Propagation in Notched Wood Specimens with Different Grain Orientations. Wood Science and Technology, 1986, vol. 20, iss. 2, pp. 145‒155.
14. Niemz P. Holz. Physik des Holzes und der Holzwerkstoffe. Leinfelden-Echterdingen, DRW-Verlag, 1993. 243 p.
15. Oltean L., Teischinger A., Hansmann C. Influence of Temperature on Cracking and Mechanical Properties of Wood during Wood Drying – a Review. BioResources, 2007, vol. 2, no. 4, pp. 789–811.
16. Stamm A.J. Thermal Degradation of Wood and Cellulose. Industrial Engineering Chemistry, 1956, vol. 48, iss. 3, pp. 413‒417.

Received on December 23, 2017

---

For citation: Zaripov Sh.G. Systematization of Factors Affecting the Cracking of Larch Lumber during Wood Drying. Lesnoy zhurnal [Forestry journal], 2018, no. 3, pp. 127–136. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.3.127