Свойства древесины

Физическими свойствами древесины называются такие, которые можно определить без нарушения целостности испытываемого образца и изменения ее химического состава, т.е. путем осмотра, взвешивания, измерения, высушивания.<_xml:namespace prefix = o ns = «urn:schemas-microsoft-com:office:office» />

К физическим свойствам древесины относятся: внешний вид и запах, плотность, влажность и связанные с нею изменения, усушка, разбухание, растрескивание и коробление. Кроме того, физические свойства древесины определяют ее электро-, звукопроводимость, теплопроводность, показатели макроструктуры.

Свойства, характеризующие внешний вид древесины: цвет, блеск, текстура и макроструктура.

Цвет древесине придают находящиеся в ней дубильные, смолистые и красящие вещества, которые находятся в полостях клеток.

Цвет древесины имеет важное значение в производстве мебели, музыкальных инструментов, столярных и художественных изделий. Насыщенный богатством оттенков цвет придает изделиям из древесины красивый внешний вид.Цвет древесины некоторых пород улучшают, подвергая различной обработке, пропариванию(дуб, каштан) или окрашиванию различными химическими веществами. Цвет древесины и его оттенки характеризуются красным, белым, розовым и лишь при особой необходимости — атласом или шкалой цветов.

Блеск- способность направленно отражать световой поток, который зависит от ее плотности, количества, размеров и расположения сердцевинных лучей. Особым блеском отличается древесина бука, клена, ильма, платана, белой акации, дуба.

Блеск придает древесине красивый вид и может быть усилен полированием, лакированием, вощением или оклеиванием прозрачными пленками из искусственных смол.

Текстура- рисунок, который получается на разрезах древесины при перерезании ее волокон, годичных слоев и сердцевинных лучей. Он зависит от особенностей анатомического строения отдельных пород древесины и направления разреза. Особенно красивый рисунок имеют поверхности из древесины неправильного и путаного(свилеватого) расположения волокон(капы, наросты).

Текстура определяет декоративную ценность древесины, что особенно важно при художественном оформлении мебели, различных поделок, украшении музыкальных инструментов и т.д.

Запах древесины зависит от находящихся в ней смол, эфирных масел, дубильных и других веществ. Характерный запах скипидара имеют хвойные породы- сосна, ель. Дуб имеет запах дубильных веществ, бакаут и палисандр- ванили.

Ядро пахнет сильнее заболони. По запаху древесины можно определить отдельные породы.

Влажность древесины и свойства, связанные с ее изменением

Под влажностью древесины понимают отношение количества удаленной влаги к массе древесины в абсолютно сухом состоянии. Влажность древесины выражается в процентах.

Абсолютно сухую древесину в небольших образцах можно получить путем высушивания ее в специальных шкафах. В природе и на производстве древесина всегда содержит в себе то или иное количество влаги.

Различают следующие ступени влажности древесины:

мокрая- длительное время находившаяся в воде, влажность выше 100%;

свежесрубленная — влажность 50-100%;

воздушно-сухая — долгое время хранившаяся на воздухе, влажность — 15-20% (в зависимости от климатических условий и времени года);

комнатно-сухая — влажность-8-12% и 

абсолютно сухая — влажность -0%.

Усушкой называется уменьшение линейных размеров и объема древесины при высыхании. Усушка начинается после полного удаления свободной влаги и с начала удаления связанной влаги.

По величине усушки наши древесные породы можно разделить на три группы:

1) малоусыхающие (коэффициент объемной усушки не более 0,40%) — ель сибирская и обыкновенная, пихта сибирская, кедры сибирский и корейский, тополь белый;

2) среднеусыхающие (коэффициент объемной усушки — от 0,40 до 0,47%) — бук восточный, вяз, дуб, липа мелколистная, ольха черная, осина, пихта белокорая кавказская и маньчжурская, тополь черный. ясень;

3) сильноусыхающие (коэффициент объемной усушки -0,47% и более) — березы, плакучая и белая, бук восточный, граб, лиственницы, сибирская и даурская, клен остролистый.

Напряжения, которые возникают без участия внешних сил, называют внутренними. Причина образования напряжений при сушке древесины- неравномерность распределения влаги. Вначале испаряется влага с поверхостных слоев древесины. Если в поверхостных слоях влажность снизится за предел гигроскопичности, то происходит усушка. Однако из-за сопротивления более влажных внутренних слоев поверхостные слои усохнут не полностью.В результате этого в древесине появляются напряжения, растягивающие ее в поверхостных зонах и сжимающие во внутренних. При снижении влажности за предел гигроскопичности во внутренней зоне она также начнет усыхать.Это приводит к тому, что растягивающие напряжения в поверхостной зоне уменьшатся. Однако полностью они не исчезают. Из-за остаточных удлинений в поверхостных зонах нормальная усушка внутренней зоны задерживается. Тогда во внутренней зоне появятся растягивающие напряжения, а в поверхостных зонах — сжимающие, т.е. напряжения переменят знак.

Если растягивающие напряжения достигнут предела прочности древесины на растяжение поперек волокон, то могут возникнуть трещины в начале сушки на поверхности, а в конце — внутри.

При высыхании или увлажнении древесины изменяется форма поперечного сечения доски. Такое изменение формы называется короблением.

Разбухание вызывается увеличением линейных размеров и объема древесины, повышением содержания связанной влаги.

Плотность древесины

Плотность древесины зависит от влажности. Поэтому все показатели физико-механических свойств древесины должны приводится к стандартной влажности 12%.

С увеличением влажности плотность древесины увеличивается. Например, плотность древесины бука при влажности 12% составляет 670 кг/м, а при влажности 25-710 кг/м.

Между плотностью и прочностью древесины существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной.

По плотности при влажности 12% древесину можно разделить на три группы:

— породы малой плотности (510кг/м и менее): сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ива, ольха, каштан, орех манчжуйский, бархатное дерево);

— породы средней плотности (550-740 кг/м): лиственница, тис, береза, бук, вяз, груша, дуб, ильм. карагач, клен, платан, рябина, яблоня, ясень;

— породы высокой плотности (750 кг/м и выше): акация белая, береза железная, граб, самшит. саксаул, фисташка, кизил.

Древесину с высокой плотностью особенно ценят на производстве за ее прочность и хорошую обрабатываемость.

Теплопроводность, звукопроводимость, электропроводность древесины

Теплопроводностью древесины называется ее способность проводить тепло через свою толщину от одной поверхности к другой. Теплопроводность сухой древесины незначительна, что объясняется пористостью ее строения.

Звукопроводимость — свойство материала проводить звук с определенной скоростью. В древесине быстрее всего звук распространяется вдоль волокон, медленнее — в радиальном и тангентальном направлениях. Звукопроницаемость древесины в продольном направлении в 16 раз, а в поперечном —в3-4 раза больше звукопроницаемости воздуха. Это отрицательное свойство древесины требует при устройстве деревянных перегородок, потолков и т.д. применения звукоизолирующих материалов. Способность древесины усиливать звук широко используется при изготовлении музыкальных инструментов. Наилучшая древесина для этого — древесина ели, пихты кавказской и сибирского кедра.

Электропроводность древесины характеризуется ее сопротивлением прохождению электрического тока. Она зависит от породы, температуры, направления волокон и ее влажности.

Механические свойства древесины

Механические свойства характеризуют способность древесины сопротивляться воздействию внешних сил (нагрузок). По характеру действия сил различают нагрузки статические, динамические, вибрационные и долговременные. Статическими называют нагрузки, возрастающие медленно и в полную силу. Вибрационными называют нагрузки, у которых меняются и величина, и направление. Долговременные нагрузки действуют в течение очень продолжительного времени. Динамические, или ударные, нагрузки действуют на тело мгновенно и в полную силу.

К механическим свойствам древесины относятся прочность, твердость, деформативность, ударная вязкость.

Прочность древесины определяется ее сопротивлением действию механических сил: растяжению, сжатию, изгибу, скалыванию.

Твердостью называется способность древесины сопротивляться проникновению твердых тел. Она имеет существенное значение при обработке ее режущими инструментами: фрезеровании, пилении, лущении, а также в тех случаях, когда она подвергается истиранию при устройстве полов, лестниц, перил.

Деформативностью называют способность древесины изменять свои размеры и форму при воздействии.

Ударная вязкость характеризует способность древесины поглощать работу при ударе без разрушения. Древесина лиственных пород в среднем имеет ударную вязкость в 2 раза большую, чем у хвойных пород.

Технологические свойства древесины

Способность древесины удерживать металлические крепления. При вбивании гвоздя в древесину перпендикулярно волокнам они частично перерезаются, частично изгибаются; волокна древесины раздвигаются и оказывают на боковую поверхность гвоздя давление, которое вызывает трение, удерживающее гвоздь в древесине.

Наибольшей способностью к гнутью обладают лиственные кольцесосудистые породы(дуб, ясень) и рассеянно-сосудистые(береза). У хвойных пород способность к гнутью невысокая. У влажной древесины способность к гнутью выше, чем у сухой.

Износостойкость древесины характеризуется ее способностью противостоять износу, т.е. разрушению в процессе трения.

Статьи

АКЦИЯ! ВЕСЕННИЕ СКИДКИ! ЗВОНИТЕ! +7 (915) 010-00-35, +7 (916) 299-73-37