DIN 52185 Изпитване на дървесина - Определяне на якостта на натиск успоредно на посоката на влакната

Стандартът „DIN 52185 Изпитване на дървесина - Определяне на якостта на натиск успоредно на посоката на влакната“, разработен от Германския институт по стандартизация (DIN), описва метод за определяне на якостта на натиск на дървесина успоредно на посоката на влакната ѝ, използвайки малки, безупречни проби. Стойностите на якостта на натиск, определени съгласно този стандарт, не могат лесно да се приложат към конструктивни елементи, тъй като тяхната якост зависи от размерите и качеството на дървесината (характеристики на растеж, дефекти на дървесината). В този стандарт е пропусната процедура за изпитване за определяне на модула на Юнг.

За целите на този стандарт, якостта на натиск се отнася до максималната сила, развита под натиск спрямо началното напречно сечение на образеца.

За да се определи якостта на натиск на дървесината по посока на влакната, е необходимо следното изпитвателно оборудване:

• Устройство за измерване на дължина (микрометър или подобно), което позволява определяне на размерите на пробата с точност до 0,1 мм.
• Машина за изпитване на компресия (напр. машина за изпитване на компресия или машина за изпитване на опън съгласно DIN 51 221 или машина за изпитване на компресия клас 1 съгласно DIN 51223 и DIN 51220) е устройство, в което проба се компресира между две плоски, централно разположени закалени стоманени плочи. Поне една от двете стоманени плочи трябва да е подвижно монтирана върху сферично тяло и да може да се движи във вертикална посока.
• Устройството за измерване на сила трябва да поддържа измерване до 1 процент от максималната сила на натиск.

За определяне на якостта на натиск, винаги когато е възможно, трябва да се използват кубични образци с квадратно напречно сечение и дължина на страната 20 mm. За дървесина с много неравномерни влакна, особено тези с обширни области на преплитане на влакната, трябва да се използват по-големи размери на напречното сечение (до 50 mm дължина на страната), ако е възможно, така че да се регистрират поне пет растежни пръстена или зони на растеж. Дължината (височината) на образеца по посока на влакната трябва да бъде между 1,5 mm и 3 mm. Повърхностите на образците трябва да са достатъчно плоски и гладки, за да могат да се определят размерите с точност до 0,1 mm. Производството трябва да се извършва в климатично контролирана среда, като се осигурява успоредност на противоположните повърхности, особено на крайните повърхности, и перпендикулярност на съседните повърхности.

Преди изпитване пробите трябва да се съхраняват във влажна среда, докато достигнат постоянно тегло в стандартен климат (20°C плюс/минус 1°C и 65% плюс/минус 3% относителна влажност, в съответствие с DIN 50014). В климатично контролирана среда се счита, че е постигнато постоянно тегло, ако теглото на пробата не се променя с повече от 0,1% в сравнение с предишното претегляне на интервали от 24 часа.

В света на материалознанието и горското стопанство, стандартизираните процедури за изпитване са от съществено значение, за да се гарантира качеството, надеждността и безопасността на дървените продукти, използвани в строителството, мебелите и различни промишлени приложения. Един от тези основни стандарти е DIN 52185. Този стандарт предоставя строга методология за оценка на якостта на натиск на дървесината по посока на влакната ѝ. Докато съвременните европейски и международни стандарти са се развили, за да включат или заменят елементи от този стандарт, DIN 52185 остава основен ориентир.

Стандартът DIN 52185 е създаден, за да отговори на необходимостта от унифициран метод за оценка на механичните свойства на дървесината под натиск, критичен фактор за конструктивни приложения като греди, колони и носещи елементи в сградите. Преди тези стандарти методите за изпитване се различаваха значително, което водеше до несъответствия в свойствата на материалите и оценките за безопасност.

Въпреки че този стандарт не е официално оттеглен, той предлага преход към нови стандарти, като например „DIN EN 408 Дървени конструкции - Конструкционна дървесина и слепена ламинирана дървесина - Определяне на някои физични и механични свойства“, които надграждат и подобряват оригиналните процедури. DIN 52185 обаче остава в сила.

Основната цел на този стандарт е да определи якостта на натиск на дървесината успоредно на влакната, основно механично свойство, което измерва какво натоварване може да издържи дървена проба при аксиално натиск, преди да се разруши. Това изпитване е жизненоважно за:

• Структурно проектиране: Инженерите използват данни, за да изчислят безопасната товароносимост на дървените елементи в мостове, покриви и рамки.
• Контрол на качеството: Производителите осигуряват спазването на строителните разпоредби, като оценяват консистентността на партидите при производството на дървен материал.
• Научноизследователска и развойна дейност: Учените изследват разликите в дървесните видове, ефектите от обработката (напр. сушене или химическо импрегниране) и влиянието на околната среда върху здравината.

Този стандарт се прилага за проби от масивна дървесина, обикновено получени от мека или твърда дървесина, и не обхваща инженерни продукти като шперплат или ламиниран фурнир, освен ако не е посочено друго. Той набляга на изпитването по надлъжната посока на влакната на дървесината, която е най-силната посока на влакната поради подреждането на целулозните влакна.

Чрез стандартизиране на променливи като размери на образците, скорости на натоварване и критерии за разрушаване, DIN 52185 минимизира експерименталните грешки и осигурява сравними резултати в различни лаборатории и държави.

Стандартът DIN 52185 очертава прост, но строг протокол за изпитване на компресия, предназначен за универсални изпитвателни машини, често срещани в лабораториите за материали. Тази процедура включва основно следните стъпки:

• Подготовка на пробите: Избират се чисти, безупречни дървени проби с размери 20 мм x 20 мм x 300 мм (сечение x дължина), като дължините им са успоредни на посоката на влакната. Пробите се довеждат до стандартно съдържание на влага (обикновено 12 процента за дървесина от строителен клас) в контролирана климатична камера, за да се симулират условия на експлоатация. Първоначалните размери и маса се измерват точно.
• Подготовка: Образецът се поставя вертикално между натоварващите плочи на изпитвателна машина, като се гарантира, че крайните повърхности са плоски и перпендикулярни на посоката на влакната. Прилага се леко предварително натоварване (приблизително 1 процент от максималното очаквано натоварване), за да се позиционира сигурно образецът.
• Натоварване и изпитване: Натискната сила се прилага с постоянна скорост от 1 мм в минута до разрушаване, дефинирано като 10% намаление на натоварването след достигане на максималното или видимото ниво на извиване/смачкване. Данните за натоварването и деформацията се записват непрекъснато, за да се начертае кривата на напрежение-деформация. Скоростта на изпитване осигурява квазистатични условия, като се избягват динамични ефекти.
• Изчисляване и отчитане: Якостта на натиск се изчислява чрез разделяне на максималното натоварване на началната площ на напречното сечение. Резултатите се отчитат заедно с модула на еластичност, ако е извлечен от крива. Включени са подробности за дървесния вид, плътността и евентуалните аномалии.

Трябва да се вземат предпазни мерки, като например използване на защитни екрани около машината, за да се предотврати опасността от трески.

Стандартът DIN 52185 оказа дълбоко влияние върху дърводобивната промишленост, като предостави надеждни данни за проектните разпоредби, регулиращи дървените конструкции в Европа. Например, стойностите на якостта на натиск, получени от това изпитване, определят допустимите напрежения в строителните норми, намалявайки прекомерното инженерство и разхищението на материали.

Този стандарт се използва в следните области на приложение:

• Строителство: За целите на проверката на ламинирани дървени греди за високи дървени сгради.
• Производство на мебели: За да се гарантира, че краката на масите или рамките на столовете са устойчиви на ежедневни натоварвания.
• Изследване: Сравнителни изследвания на дървета от тропически и умерен климат за устойчиво използване на ресурсите.

В крайна сметка, DIN 52185 е пример за силата на кратките, практични стандарти за насърчаване на иновациите и безопасността. Чрез стандартизиране на изпитванията под налягане в съответствие с текстурата, той позволява на инженерите да строят с увереност, използвайки дървесина. Независимо дали в мобилна дъскорезница или в авангардна изследователска лаборатория, неговите принципи продължават да са в основата на структурната цялост в света.

Нашата организация, която обслужва от много години и следи щателно световните развития в науката и технологиите, разполага с квалифициран екип и обширна инфраструктура за провеждане на тестове, измервания и анализи в широк спектър от области за бизнеса от всички сектори. В този контекст, ние също така предоставяме услуги по тестване в съответствие с DIN 52185 „Изпитване на дървесина - Определяне на якостта на натиск успоредно на посоката на влакната“.