The new science of strong materials

Часть
2
http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/TECHNICS/GORDON.1/PART02.HTM
недостатком
-
она ползет
.
Это означает
,
что при достаточно длительной нагрузке материал постепенно деформируется
.
Следствие ползучести
-
вогнутые деревянные крыши старых домов и сараев
.
Из
-
за ползучести древесины нельзя
оставлять надолго натянутыми деревянный лук или струны скрипки
.
По
-
видимому
,
причина ползучести состоит в том
,
что плохо закрепленные гидроксильные группы аморфных областей целлюлозы
,
пользуясь изменениями температуры и
влажности
,
увиливают от своих обязанностей
.
Маловероятно
,
чтобы сколько
-
нибудь заметно ползла кристаллическая
целлюлоза
.
Разбухание
Несомненно
,
природа при желании могла бы химически соединить молекулы целлюлозы вдоль
“
боков
”.
Но тогда они
были бы увязаны между собой очень надежно
,
и материал имел бы примерно одинаковую прочность во всех
направлениях
.
Как мы уже видели в предыдущей главе
,
наличие слабых плоскостей
,
параллельных прочнейшему
направлению
,
является
,
по
-
видимому
,
условием прочности и вязкости для материалов такого типа
.
Если бы такие
поверхности отсутствовали
,
древесина походила бы на глыбу сахара
-
была бы однородной
,
но непрочной и хрупкой
.
Если судить по удельному весу древесины
,
то нет ничего плохого в ее механических свойствах
.
Обычно вес деревянных
конструкций сравним по крайней мере с весом сооружений из металла
.
Плохо в древесине другое
-
она подвержена
воздействию влаги
.
Вода может попадать в древесину под дождем
,
в реке
,
в море и
т
.
д
.,
но хуже всего то
,
что на
древесину действует атмосферная влага
.
При каждой данной температуре воздух может содержать определенное количество влаги
.
Любой избыток влаги
выпадает в виде дождя
,
тумана
,
дымки или росы
.
Воздух в этом случае называется пересыщенным
,
и
,
следовательно
,
относительная влажность в сырой день равна примерно
100%.
В сухую погоду или в помещении относительная
влажность меньше
,
но она редко падает многим ниже
30%,
даже в местах с сухим жарким климатом
.
Древесина всегда стремится быть в равновесии с относительной влажностью окружающего воздуха
.
После длительной
выдержки во влажном воздухе древесина может содержать
22-23%
воды
.
В очень сухом воздухе содержание влаги в
дереве может упасть до
5%.
Однако связанные с этим колебания веса материала имеют второстепенное значение по
сравнению с влиянием влажности на свойства древесины
,
в частности на ее усадку или разбухание
.
Каждый процент
изменения влажности дает около половины процента усадки или разбухания
.
Обычные колебания влажности воздуха
могут вызвать колебания поперечных размеров от
5
до
10%,
то есть до
1 
см на доску шириной
10 
см
.
И если плотники
-
любители
,
располагая выбором
,
предпочтут использовать широкие доски
,
то профессионалы будут мудрее
:
они возьмут
узкие доски
,
чтобы уменьшить перемещения в каждом отдельном стыке
.
Конечно
, 5-10%
усадки или разбухания не так
уж часто случаются
,
но и
1-2%
могут вызвать много неприятностей
.
Краски и лаки снижают колебания влажности в
дереве
,
но не исключают их
,
так как нет красок
,
совершенно не проницаемых для паров воды
.
Даже в помещении относительная влажность непрерывно изменяется
,
особенно между дневным и ночным временем
.
Полы и мебель
“
следят
”
за влажностью воздуха
,
а отсюда
-
скрипы и треск по ночам
.
Если каким
-
то образом удержать
древесину от усадки при уменьшении влажности
,
она будет расщепляться
:
ведь она почти не имеет прочности на разрыв
поперек волокон
.
Если геометрически ограничить возможность древесины разбухать
,
то при увеличении влажности
может возникнуть весьма значительное давление
.
Египтяне использовали это давление для откалывания огромных глыб
в каменоломнях
,
так была получена игла Клеопатры
*.
*
Игла Клеопатры
-
обелиск из красного гранита
,
воздвигнутый в
1500 
году до н
.
э
.
Пролежав около полувека на морском дне
,
она была
установлена а Лондоне
,
где находится в настоящее время
. -