home | login | register | DMCA | contacts | help | donate |      

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


my bookshelf | genres | recommend | rating of books | rating of authors | reviews | new | форум | collections | читалки | авторам | add

















Физические свойства древесины


К физическим свойствам древесины относятся: внешний вид, запах, плотность, влажность и связанные с ней изменения (усушка, разбухание, растрескивание, коробление и теплопередача).

Внешний вид древесины определяется ее цветом, блеском и текстурой.

Цвет древесине придают дубильные и красящие вещества, находящиеся в полостях клеток. Каждая древесная порода имеет свой присущий ей особый цвет, который служит дополнительным признаком распознавания. Например, древесина дуба и ясеня имеет бурый цвет, грецкого ореха — коричневый, липы — светло-розовый. Древесина многих пород дерева под действием света и воздуха изменяет свой цвет. В частности, древесина ольхи, имеющая в свежесрубленном состоянии светло-розовый цвет, вскоре после рубки благодаря окислению танинов приобретает желтовато-красную окраску. Устойчивым цветом обладают древесины дуба, груши и березы. Цвета древесины многих пород улучшают, подвергая различной обработке пропариванием, протравливанием или окрашиванием химическими веществами. Цвет древесины имеет большое значение в производстве мебели, музыкальных инструментов, столярных и художественных изделий. Он придает им красивый внешний вид.

Блеск — способность поверхности древесины направленно отражать световые лучи, которая зависит от плотности и количества, размеров и расположения сердцевинных лучей. Особым блеском отличаются радиальные поверхности древесины дуба, клена, бука, а древесины осины, липы, тополя, по которым расходятся очень узкие сердцевинные лучи, имеют матовую поверхность. Блеск придает древесине красивый вид и усиливается полированием, лакированием и вощением.

Текстура — рисунок, получающийся на разрезах древесины при перерезании ее волокон, годичных слоев и сердцевинных лучей, который определяется их шириной, разницей в окраске ранней и поздней древесины и неправильным расположением волокон. Хвойные породы из-за резкого различия ранней и поздней древесины, а также лиственные породы с ярко выраженными годичными слоями и сердцевинными лучами (дуб, клен, бук) на радиальном и тангенциальном разрезах имеют красивую текстуру. Древесина с неправильным расположением волокон имеет особенно красивый рисунок.

Текстура определяет декоративную ценность древесины, что особенно важно при изготовлении художественной мебели, различных поделок, рукояток инструментов и много другого.

Запах древесины зависит от находящихся в ней смол, эфирных масел, дубильных и других веществ. Характерный запах скипидара имеют хвойные породы: сосна и ель, дуб имеет запах дубильных веществ, приятно пахнет можжевельник, его запах сохраняется долгие годы. Древесина в свежесрубленном состоянии имеет более сильный запах, чем после высыхания. А ее ядро пахнет сильнее заболони.

По запаху можно определить многие породы деревьев.

Влажность. Одной из основных характеристик древесины является влажность, определяющая содержание влаги в ней. От этой величины зависит ее плотность, прочность, твердость, способность к гнутью, износ, истирание и забиваемость гвоздей и их удерживание в ней. Влага, содержащаяся в древесине и заполняющая межклеточные пространства и полости клеток, называется свободной (капиллярной), а пропитывающая клеточные оболочки — связанной (гигроскопической). Таким образом, общее количество влаги в древесине складывается из свободной и связанной. Количество свободной влаги зависит от того, как велик объем пустот в древесине, который может быть заполнен водой. При высыхании древесины сначала из нее испаряется свободная влага, а затем — связанная.

Различают следующие ступени влажности древесины: 100 % — длительное время находившейся в воде; 50-100 % — свежесрубленной; 15–20 % — воздушно-сухой, долгое время хранившейся на воздухе; 8-12 % — комнатно-сухой; 0 % — абсолютно сухой. Содержание влаги в стволе растущего дерева изменяется по высоте и радиусу ствола, а также в зависимости от времени года (например, влажность заболони сосны в 3 раза выше влажности ядра, а у лиственных пород изменение влажности по диаметру более равномерное). По высоте вверх по стволу влажность заболони у хвойных пород увеличивается, а у лиственных — не изменяется, а влажность ядра у хвойных не изменяется, а у лиственных — снижается. Наибольшее количество влаги в стволе растущего дерева содержится в зимний период (ноябрь — февраль), а минимальное — в летние месяцы (июль — август).

Для определения влажности древесины выпиливают из нее образец призматической формы размером 20х20х30 мм, взвешивают, помещают в сушильный шкаф с температурой t = 103 + 2 °C и выдерживают. Первое взвешивание образца выполняют через 6 часов (образцы древесины дуба и ясеня через 10 часов) и последующие через каждые 2 часа. Образец высушивают до постоянной массы. Влажность древесины в % определяют по формуле:

= ((m1m2)/m2)•100 %

где m1, m2 — массы образца древесины до и после взвешивания.

Пример. Брусок размером 20х20х30 мм из березовой доски до сушки имеет массу 7,2 г, а после сушки 6 г. Определить влажность доски.

Используем формулу, в которую подставляем данные масс бруска до и после сушки, и получаем:

= ((7.2 – 6)/6)•100 % = 20%

При высыхании древесины ее линейные размеры и объем уменьшаются. Процесс этот называется усушкой. При высыхании древесины сначала из нее испаряется свободная влага, а затем связанная. Усушка на разном направлении неодинакова, при удалении влаги из древесины больше изменяются поперечные размеры в радиальном и тангенциальном направлениях, а усушка вдоль волокон незначительна.

Уменьшение объема древесины при испарении связанной влаги называется объемной усушкой, по величине коэффициента объемной усушки породы деревьев можно разбить на 3 группы: малоусыхающие (ель, пихта, кедр, тополь), среднеусыхающие (дуб, ясень, липа, осина), сильноусыхаюшие (клен, береза, лиственница). При высыхании древесины вначале испаряется влага с поверхностных слоев и в результате неравномерного ее распределения в бревнах, брусках и досках возникают внутренние напряжения, которые вызывают всевозможные трещины, коробления и крыловатости (рис. 9). Правильная сушка, укладка и хранение пиломатериалов исключают эти явления.


Журнал (СДЕЛАЙ САМ) № 2/2006

Рис. 9. Естественная сушка древесины и пиломатериалов:

I — трещины в бревне (а) и бруске (б); II — виды покоробленности: в, г — простая и сложно-продольная; д — поперечная; е — продольная по кромке; ж — крыловатость


Древесина, насыщенная влагой, разбухает и увеличивается в линейных размерах и объеме, при котором в ней повышается содержание свободной влаги. Разбухание древесины — свойство, обратное усушке, и характеризуется теми же закономерностями. Оно в одних случаях играет положительную роль, а в других — отрицательную. Например, для бочек, чанов и лодок разбухание их древесины играет положительную роль. В этих изделиях щели между дощечками исчезают, и они становятся водонепроницаемыми. А разбухание створок в оконном переплете играет отрицательную роль. Окна с трудом открываются и закрываются. Чтобы высушенная древесина окон, дверей и стен не разбухала, ее тщательно покрывают защитным слоем краски или лака.

Плотность древесины — физическая величина, определяемая отношением массы древесины к ее объему, она зависит от ее влажности и строения. Для сравнения плотностей разных пород деревьев принимают стандартную влажность, равную 12 %. Плотности древесины разных пород колеблются в широких пределах, их разделяют на три группы: малой плотности (до 510 кг/м3 — сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ольха), средней плотности (550–740 кг/м3 — береза, дуб, вяз, груша, яблоня, клен, ясень, рябина) и высокой плотности (750 кг/м3 и выше — кизил). Чем плотнее древесина, тем труднее забить гвоздь в нее и тем лучше держится он в ней.

Плотность древесины имеет большое практическое значение. Например, кольцесосудистые лиственные породы, имеющие высокую плотность, чисто обрабатываются, хорошо полируются, лакируются и находят широкое применение.

Теплопроводность древесины — это способность проводить тепло через свою толщу от одной поверхности к другой. Она зависит от ее влажности, плотности, породы и направления теплового потока. Теплопроводность сухой древесины невысокая. Это объясняется пористостью ее строения, в которой полости и межклеточные пространства заполнены воздухом, являющимся плохим проводником тепла. Влажная древесина имеет повышенную теплопроводность, так как вода, заполняющая ее полости, по сравнению с воздухом является хорошим проводником тепла. Плотная древесина проводит тепло несколько лучше, чем рыхлая. Поэтому в качестве материалов оконных переплетов и дверей берут высушенную сосну и ель и при изготовлении их тщательно покрывают поверхности влагостойкой краской или лаком.

Теплопроводность древесины еще зависит от направления ее волокон (например, она вдоль волокон в два раза больше, чем поперек).



Строение дерева и древесины | Журнал (СДЕЛАЙ САМ) № 2/2006 | Механические свойства древесины