XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Изучение видов древесины для изготовления деревянной скамейки

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Ведерников С.М. 1

---

1МБОУ г. Иркутска гимназия №3

Павловская Т.А. 1

---

1МБОУ г.Иркутска гимназия №3

Работа в формате PDF

3.5 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Лето 2020 для многих школьников оказалось без особых вариантов для отдыха: или дома, или на даче у бабушек с дедушками, пока родители работают. Мне повезло, что у меня есть бабушка, а у нее есть дача! Я люблю работать с деревом и на даче для бабушки из дерева сделал цветник, две грядки, стульчик маленький. Дом у бабушки на даче и забор выполнены из дерева. Учитывая, что я люблю работать с деревом, у меня появилась желание помогать обустраивать и дальше участок своей бабушки в деревянном стиле. Для этого необходимо знать свойства дерева, как материала, из которого строят различные изделия. От породы дерева зависит реакция пиломатериала на атмосферные явления, способность впитывать влагу и испарять ее.

Цель: Построить деревянную скамейку на даче.

Гипотеза: Предположим, не любой вид дерева подойдет для изготовления деревянного изделия для улицы.

Задачи:

1. Определить виды деревьев, используемые в качестве материала при изготовлении деревянных изделий.

2. Подготовить образцы деревьев для определения влияния воды на материал.

3. Определить опытно-экспериментальным путём воздействие воды на различные виды древесины.

4. Разработать модель скамейки для самостоятельного изготовления.

5. Изготовить скамейку.

Методы исследования:

- изучение литературных источников;

- эксперимент;

- наблюдение.

I. Виды древесины. Ее свойства

В деревообработке выделяют два вида породы древесины: хвойные и лиственные [1].

К хвойным породам, используемым в основном в деревообработке в России, относятся сосна, лиственница, пихта, ель, кедр. Основные характеристики хвойных пород представлены в таблице 1 [1].

Таблица 1

Виды и характеристики хвойных пород

К лиственным породам относятся дуб, береза, осина, липа, бук, орех. Основные характеристики лиственных пород представлены в таблице 2.

Таблица 2

Виды и характеристики лиственных пород

У древесины выделяют физические и механические свойства [1].

К физическим свойствам древесины относят внешний вид, влажность, тепловые, электрические и звуковые свойства, а также свойства, которые проявляются под воздействием электромагнитных излучений (таблица 3) [1].

Таблица 3

Характеристика физических свойств древесины

К основным механическим свойствам древесины относят прочность, твердость, ударную вязкость (Таблица 4).

Таблица 4

Характеристика механических свойств древесины

II. Практическое определение вида древесины в целях изготовления деревянного изделия для улицы

В практической части нашей работы мы решили изучить физические свойства древесины влагопоглощение, водопоглощение, разбухание и усушка, так как изготовленная скамейка предназначается для улицы. Цель данной работы - на основе полученных данных выбрать подходящий древесный материал и изготовить скамейку на даче.

2.1 Для проведения исследований нами были заготовлены и пронумерованы образцы древесины:

№1 — кедр, №2 — сосна, №3 — липа, №4 — осина, №5 — лиственница.

Фотографии образцов приведены в Приложении 1. Образцы были выбраны из доступных в продаже видов древесины на рынке строительных материалов в г. Иркутске. Для определения физических свойств древесины влагопоглощение, водопоглощение, разбухание, усушка были проведены эксперименты с заготовленными образцами.

Эксперимент № 1: определить проявления свойства разбухания среди заготовленных образцов (способность древесины увеличивать свою влажность при непосредственном контакте с водой).

Для каждого образца были проведены замеры его размеров (длины и ширины), после каждый образец был размещен в отдельную емкость с водой на 24 часа (рис.1). После нахождения в воде 24 часа для каждого образца были повторно проведены замеры длины и ширины. Данные эксперимента - в таблице 5.

рис 1 виды образцов , размещенные в емкости с водой для выполнения эксперимента 1

Таблица 5

Данные по эксперименту №1

По результатам эксперимента №1 определили, что липа и кедр увеличились в ширине, а сосна и лиственница не изменили размеров. Делаем вывод, что свойство разбухание не проявилось в образцах древесины сосны и лиственницы.

Эксперимент № 2: определить проявления свойства усушка среди заготовленных образцов (уменьшение линейных размеров ).

После выполнения эксперимента № 1 каждый образец был размещен в квартире с включенным отоплением. И через 3 месяца (30.10.2020) были выполнены замеры образцов относительно размеров, полученных в ходе эксперимента №1 после размещения в воде на 24 часа. Данные по эксперименту №2 представлены в таблице 6.

Таблица 6

Данные по эксперименту№2

По результатам эксперимента № 2 определили, что под влиянием сухого воздуха от комнатных батарей у всех видов деревьев проявилось свойство усушка и в образцах кедра и лиственницы появилась трещина.

Эксперимент № 3: определить проявления свойства водопоглощение (это способность древесины увеличивать свою влажность при непосредственном контакте с водой).

Для измерения каждый образец был размещен в емкость с содержанием воды 700 мл на 12 часов. После нахождения в воде 12 часов в емкости для каждого образца было измерено количество оставшейся жидкости. Результаты эксперимента представлены в Таблице 7.

Таблица 7

Данные по эксперименту№3

По результатам эксперимента № 3 выявили, что все образцы впитали воду, но в большом объеме вода впиталась в образцах древесины липы и осины, таким образом данные виды древесины в большой степени поглощают воду.

Эксперимент № 4: определить проявления свойства влагопоглощение (это способность древесины поглощать влагу из окружающего воздуха).

30.06.2020 для каждого образца были проведены замеры его длины и ширины и затем каждый образец был размещен на дачном участке на улице в целях определить влияние атмосферных осадков на физические свойства древесины (лето 2020 было богато на дожди).

Затем 30.08.2020 проведены повторные замеры и зафиксирован внешний вид древесины. Данные по эксперименту № 4 представлены в таблице 7.

Таблица 7

Данные по эксперименту№4

По результатам эксперимента № 4 сделали вывод, что от воздействия атмосферных осадков не изменились размеры у сосны, липы, лиственницы. Цвет лучше всех сохранился у лиственницы.

Полученные результаты в ходе выполненной работы мы обобщили в одной таблице и оценили от 1 до 3, где 1 — свойство не проявилось, 2 — свойство проявилось незначительно, 3 — свойство проявилось значительно. Данные по выполненной оценке представлены в Приложении 2.

На основании полученных результатов нами были сделаны выводы:

1. У видов древесины лиственница, сосна физические свойства разбухание, влагопоглощение, водопоглощение проявились в меньшей степени.

2. У хвойных пород изначально древесина более влажная, чем у лиственных.

3. Физические свойства древесины проявляются в поперечных размерах и отсутствуют в продольных размерах.

4. На воздухе цвет изменяется на серый, но у лиственницы в меньшей степени.

Для изготовления деревянной скамейки для дачи на основании полученных результатов мы выбрали лиственницу.

III. Технология изготовления деревянной скамейки.

Для изготовления деревянной скамейки из лиственницы была построена модель скамейки 1:50 из конструктора Lego. Модель приведена на рис.1.

рис.1 модель скамейки

Далее выполнил изготовление заготовок для скамейки:

основания длиной 50 см — 9 шт.;

доски длиной 150 см — 9 шт.;

доски длиной 35 см — 6 шт.

Далее выполнил сборку деревянной скамейки рис.2 в соответствии с технологией, приведенной в Приложении 3.

Рис.2 изготовленная скамейка

Выводы

В нашей работе мы должны были определить: какой лучше вид древесины использовать для изготовления деревянной скамейки на даче.

В ходе выполнения работы:

- проанализировали литературные источники и узнали, какие виды древесины используются при строительстве;

- ознакомились со свойствами, которыми обладает древесина;

- подготовили образцы деревьев для определения влияния воды на материал;

- опытно-экспериментальным путем определили свойства деревьев, которые изменяются под воздействием воды или атмосферных осадков, так как деревянные изделия на улице подвергаются воздействию воды;

- на основании полученных результатов выбрали вид древесины — лиственница для изготовления деревянной скамейки;

- создали модель скамейки;

- изготовили деревянную скамейку.

По результатам выполненных работ в рамках данного проекта нами была установлена влияние воды на изменение физических свойств видов древесины. Для защиты древесины от влияния водных факторов в настоящее время используются различные виды покрытий (лаки, краски, пропитки и др.) В дальнейшем я планирую изучить виды покрытий, используемых для защиты деревянных поверхностей от атмосферных явлений.

Литература:

1. ГОСТ 16483.0-89 Древесина. Общие требования к физико-механическим испытаниям

2. Древесиноведение и лесное товароведение: учебник. – М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007

3. Справочник по древесине, Боровиков А.М. , Уголев Б.Н., М., Лесная промышленность,1989

4. Строение, характеристика и свойства древесины / И.В. Мельников, 2012 —(Деревообработка).

Приложение 1

Образцы древесины для экспериментов №1, №2, №3, №4

Приложение 2

Обобщенные результаты, полученные в ходе выполнения работы

Приложение 3

Технология изготовления деревянной скамейки