Как влияет твердость древесины на ее обработку: плотность, твёрдость, влажность и др.

Перечень основных свойств древесины, их определения и виды

Еще с древнейших времен, человек не мог обходиться без древесины. Не растратила она своего значения и на сегодняшний день, невзирая на то, что пришло на смену много современных и передовых материалов, которые вытеснили лесоматериалы из некоторых сфер ее применения. Однако, появились другие направления и сферы применения, новые технологии, где изделия из дерева просто незаменимы.

ДревесинаДревесина

Содержание

Основные свойства древесины

Как и многие стройматериалы, древесный материал отличается по характерным свойствам и особенностям. Свойства могут быть как позитивными, так и негативными показателями. Эти свойства обусловлены породой лесоматериалов.

Свойства древесины подразделяется на:

  1. Плотность.
  2. Твёрдость.
  3. Влажность.
  4. Усыхание.
  5. Набухание.
  6. Коробление.
  7. Раскалываемость.
  8. Износоустойчивость.
  9. Изгибистость.
  10. Деформирование.
  11. Теплопроводность.

Свойства древесиныСвойства древесины

Никакой строительный материал не располагает такими технологическими и декоративными свойствами, как изделия из дерева. Она податлива при обработке. Прочный и лёгкий материал, долгое время сохраняющий тепло и нежный запах. Но, как и всякий материал она имеет положительные и отрицательные свойства.

Свойства, определяющие общий вид древесины

К таким свойствам относятся:

  1. Цвет. На цвет материала влияет порода, возраст дерева, условия вегетации, существование пороков.
  2. Блеск. На блеск влияет плотность, число и параметры лучей отходящих от сердцевины, а также вида плоскости разреза.
  3. Запах. Зависит от наличия смолы и органических веществ ароматического ряда.
  4. Текстура. Природный рисунок, получающийся на разрезе путём пересечения волокон, годовых слоев и центральных лучей.

Строение древесины

Большая часть, до 90 % объема дерева, это — ствол, в состав которого входят:

  • кора. Её свойство — предохранять ствол от перепадов температуры, вторжения грибковых бактерий, испаряемости влаги и механических воздействий;
  • камбий. Неширокая прослойка живых клеток в виде кольца, имеющих способность к делению и приросту;
  • древесина. Составляющая ствола, по которой поступает влага от корней к кроне.

Строение стволаСтроение ствола

Технологические свойства древесины

Технические свойства характеризуют следующие показатели:

  • способность задерживать металлический крепеж. Чем плотнее древесный материал, тем прочнее в ней удерживаются крепежные детали;
  • износоустойчивость. Это — способность оказывать сопротивление разрушениям во время механического взаимодействия. Повышенной износоустойчивостью обладают торцы. Повышенная твердость и плотность позволяет древесине подвергаться незначительному износу.
  • раскалываемость. Свойство древесины под механическим воздействием делиться на части продольно волокнам. Сопротивление растрескиванию повышается с увеличением вязкости. Это свойство имеет положительный показатель. Некоторые сорта можно заготавливать только методом раскалывания. У раскалываемости есть и негативное свойство: при использовании металлических креплений, могут образовываться расколы.

Технические свойства древесиныТехнические свойства древесины

Плотность древесины

Соразмерность веса пиломатериала к его объёму и есть плотность. Устанавливается плотность в кг/м3, и напрямую подчиняется влажности.

Плотность подразделяют на:

  • малую;
  • среднюю;
  • высокую плотность.

Твёрдость древесины

На твёрдость влияют следующие показатели:

  • порода;
  • условия произрастания дерева. Один и тот же вид породы может быть разной твердости, если деревья росли в различных климатических условиях;
  • увлажненность лесоматериалов.

Твердость у одного ствола может быть разной: в зависимости от того, какой применяется распил. Торцы твёрже чем тангентальная и радиальная поверхность.

Твердость древесиныТвердость древесины

Износостойкость и гибкость древесины

  • износостойкость — свойство оказывать сопротивление истиранию материала во время трения. Истирание с боков бывает больше чем с торцов. Наиболее твёрдая и плотная древесина менее всего подвергается изнашиванию. Повышенная влажность — хороший помощник износу.
  • гибкость — одно из свойств деревянных заготовок — изменять форму под силовым воздействием извне. Загибание основано на возможности древесины поддаваться деформации под воздействием гибочного оборудования. Процедура загибания проходит легче и быстрее, когда древесину предварительно увлажняют и нагревают;
  • ударная вязкость — свойство поглощения удара без дефляции.

Тепловые свойства

К таким свойствам относятся следующие показатели:

  • тепловая мощность — это способность древесного материала накапливать тепло;
  • теплопроводность — транспозиция тепловой энергии молекулами вещества;
  • температуропроводность — равное распределение температуры по всему объёму;
  • термическое расширение— изменение линейных размеров и конфигурации при изменении температуры.

Влажность древесины

Влажность — это процентное соотношение количества влаги в определённом объёме древесного материала, к такому же объёму совершенно сухого материала. Свойства по влажности у каждой породы индивидуальные.

Влажность древесиныВлажность древесины

Влажность подразделённая по степеням:

  • мокрая степень. Продолжительное время содержащиеся в воде лесоматериалы;
  • свежераспиленная;
  • воздушно-высушенная;
  • базовая степень.

Усушка, разбухание и коробление пиломатериала

  1. Усушка. Снижение параметров при устранении влаги. Полная усушка, для дальнейшей обработки древесного материала должна быть в диапазоне от 11 до 17 %. Процент усушки обязательно учитывается при изготовлении пиломатериалов.
  2. Коробление. Преобразование формы при высушивании, складировании и опиловке. В основном, коробление возникает из-за разной величины усушки и структурных направлениях.
  3. Разбухание. Это — свойство прибавления размеров при увеличении влаги. Разбухание протекает до особого предела поглощаемости влаги.

Разбухание — одно из негативных свойств древесины. Хотя в отдельных случаях разбухание играет существенную роль: создает уплотнение соединениям в лодках, бочонках и кадках.

Коробление древесиныКоробление древесины

Физические свойства древесины

1. Плотность.

Абсолютное значение, измеряемое соотношением веса к объему. Плотность напрямую зависит от разновидности породы и количества влаги. Чем меньше влажность, тем ниже плотность.

Плотность древесины Плотность древесины

2. Теплопроводность.

Свойство древесины пропускать тепло от корней до кроны. На качество теплопроводности влияют такие факторы:

  • температура воздуха;
  • внутренняя влажность;
  • насыщенность;
  • количество теплоты.

3. Звукопроводность.

Особенное свойство лесоматериалов — пропускать звук. Звукопроницаемость у древесины повыше, чем у некоторых материалов. Этот показатель необходимо принимать во внимание в строительстве, где крайне важна звукоизоляция стен и столярных изделий.

4. Электропроводность.

Положительное свойство пиломатериалов пропускать ток. На электропроводность влияют влажность, порода, направление волокон и температура. Сухая древесина не пропускает электроток, что даёт возможность использовать ее как изоляционный материал.

5. Влажность.

Степень увлажненности пиломатериалов, это — показатель качества и износостойкости изделий из древесины. Отличительное свойство: чем меньше содержание влажности, тем дольше она не подвергается гниению.

6. Коррозионная стойкость.

Отсутствие коррозии — немаловажное свойство у изделий, изготовленных из древесины. Особенно это касается тех изделий, которые подвергаются эксплуатации на открытом воздухе.

7. Цвет, блеск, запах и текстура.

Данные свойства позволяют зрительно определять породу древесины и имеют чисто художественное значение.

Механические свойства древесины

Важные свойства, влияющие на устойчивость и надёжность строений и деревянных изделий.

Сопротивление древесных материалов к разрушениям под воздействием механических усилий.

Это свойство зависит от сопротивления древесного материала к проникновению твердых тел. Чем тверже древесина, тем сложнее она поддаётся обработке.

  • Ударная вязкость.

Поглощение ударов без нарушений целостности.

Трещины

Это продольные разрывы, возникающие под воздействием внутренних напряжений.

Трещины подразделяют по следующим свойствам:

Радиальные трещины внутри ствола дерева. Наблюдаются у всех пород, особенно этим страдает перестоялый древостой. Трещины появляются по мере роста дерева и представляют прерывающиеся разломы по длине сортамента.

Отслаивание древесного волокна внутри ядра и отслоение спелой древесины у растущего дерева. Отлупные трещины можно встретить у каждой породы. До конца не установлены причины возникновения таких трещин.

Продольные разрывы извне на стволе молодого дерева. В основном, морозные трещины преобладают у лиственных пород и очень редко у хвойных. Трещины появляются при резких перепадах зимних температур.

Виды трещин в древесинеВиды трещин в древесине

  1. Трещины усушки.

Появляются под воздействием неравномерной усушки и выявляются при распиловке сортамента.

Трещины — основная причина понижения прочности лесоматериалов, используемых в строительстве. Кроме того, трещины содействуют вторжению грибных заболеваний и попаданию влаги внутрь материала.

Пороки формы ствола

Стволы деревьев также обладают определёнными пороками:

Ствол дерева, во время роста, постепенно уменьшается в диаметре от нижней части к кроне. Когда, при каждом метре роста, диаметр ствола убывать больше чем на 1 см, то это — сбежистость.

Лиственные породы больше подвержены такому пороку нежели хвойные породы Сбежистость больше всего проявляется у деревьев растущих на свободе или в мелколесье. Чем гуще лес, тем поменьше на деревьях сбежистости. Данный порок повышает величину отходов и снижает прочность.

  • Закомелистость.

Если диаметр ствола в нижней части дерева превышает диаметр того же ствола на высоте не менее метра в 1,2 раза, то это называется закомелистостью.

Ствол дерева имеет форму эллипса, а максимальный диаметр больше минимального в 1,5 раза. Овальность вызывает у дерева крен и изменяет строения древесины.

Пороки формы стволаПороки формы ствола

Локальное утолщение появляется в результате негативного воздействия:

  • грибковых заболеваний;
  • микобактерий;
  • вирусных инфекций;
  • химических факторов;
  • радиоактивности;
  • различных повреждений.
  • Кривизна.

Все древесные породы страдают искривлением стволов. Простая кривизна имеет один изгиб, сложная — несколько изгибов ствола.

Кривизна относится к отрицательным свойствам древесины.

Пороки строения древесины

Пороки подразделяются на группы. В группе находятся определённые виды пороков.

Искаженное месторасположение древесного волокна и годичных слоёв

  • Наклон волокон.

Наклонное положение волокон значительно понижает прочность древесины, усиливает усушку сортамента вдоль и является поводом появления винтовой искривлённости и закручивания пиломатериалов. Наклон волокон существенно усложняет обработку пиломатериала и уменьшает потенциал древесины к изгибу.

Наклон волоконНаклон волокон

  • Свилеватость.

Это волнистое и хаотичное распределение волокон.

Свилеватость уменьшает прочность на растяжение, повышает ударную вязкость и противодействие раскалыванию. Механическое воздействие на свилеватый материал очень затруднён. Однако, у этого порока есть и свои положительные свойства — красивая текстура.

Искажение годичных слоёв около сучков и наростов.

  • Реактивная древесина.

В склонённых и кривых стволах формируется редкостная древесина, которая получила название реактивной. Этот изъян происходит под воздействием силы тяжести, которая вызывает переназначение веществ и подавляет процесс роста.

Крен ухудшает уровень качества древесного сырья, используемого в целлюлозно-бумажной промышленности.

  • Тяговая древесина.

Тяговая древесина усложняет обработку материалов. Во время обработки, образуются мохнатые и замшелые поверхности, которые, отделившись во время резания, заполняют углубление и препятствуют вращению пил.

Пороки строения древесиныПороки строения древесины

Сучки

Сучки — основной, сорт определяющий, порок лесоматериалов. Сучки классифицируют как значительный порок, снижающий стоимость древесного материала.

К сучкам относят оставшиеся основания ветвей. Неважно в каких количествах, но сучки всегда находятся в лесоматериалах. Количество сучков, находящихся в стволе, учитывая их состояние, размеры и распределение по длине, зависят от древесной породы, условий место произрастания, климата, густоты лесонасаждения и прочих факторов.

По уровню зарастания, сучки делятся на два типа:

  • открытые;
  • заросшие.

Нерегулярные анатомические образования

Тёмная внутренняя часть ствола дерева — это ложное ядро. Кромка ложного ядра не соприкасается с границей годичных колец. От заболони ядро отгорожено тёмной каёмкой.

Источником возникновения порока являются:

  • возрастное разделение тканей;
  • реакция на ранение;
  • влияние грибковых заболеваний;
  • воздействие холодной погоды.

Ложное ядро портит наружный вид изделия и уменьшает возможность лёгкого загиба. Ядро устойчиво к гниению.

Ложное ядроЛожное ядро

  • Внутренняя заболонь.

В районе сердцевины может сформироваться несколько прилегающих годичных слоёв, схожих с заболонью по цвету и иным свойствам. Внутренняя заболонь появляется из-за нарушения естественной деятельности клеток, вызванное морозами.

У некоторых деревьев из-за повреждения структуры, влияния химических факторов, грибковых заболеваний и засилья насекомых появляются небольшие темноокрашенные зоны на древесине.

Пятнистость особого воздействия на какие — либо свойства не оказывает.

В круглых лесоматериалах существование сердцевины — обычное свойство и явление неотвратимое. Сердцевина значительно снижает прочность деталей с небольшим сечением. В крупных распиленных заготовках нахождение сердцевины нежелательный фактор. Сердцевина быстро поддаётся загниванию.

  • Смещенная сердцевина.

Это — беспорядочное месторасположение сердцевины, препятствующее массовому использованию материалов. Данное свойство относится к отрицательным показателям.

  • Двойная сердцевина.

В раскроенном материале можно обнаружить две сердцевины. Каждая сердцевина обладает своими личными годичными слоями. По краю ствола обе сердцевины окружены единой системой годичных слоёв.

Двойная сердцевинаДвойная сердцевина

Выпиленные заготовки с двойной сердцевиной, чаще и посильнее коробятся, кроме того могут возникнуть трещины.

  1. Пасынок и глазки.
    1. Пасынок. Это — плохо растущая или омертвевшая двойная вершина ствола. Пасынок разрушает равномерность волокон древесины, а в пиломатериалах — целостность.
    2. Глазки. Разделяют глазки на разбросанные — единичные и групповые — от 3 и более глазков. Глазки уменьшают прочность на изгиб и ударную вязкость.

Раны

Это — внешнее частичное омертвение ствола. Данный порок появляется в результате содранной коры, солнечного ожога или перегревания коры. Сухобокость нарушает форму деревьев, образует завитушки, ухудшает цельность древесины и понижает выход.

Это — заживающая или уже зажившая рана.

Прорость разрушает цельность древесины, что влечёт за собой кривизну и искажение годичных слоёв.

ПроростьПрорость

Рана, появившаяся в результате грибковых заболеваний и присутствия бактерий.

При раке меняется правильная форма деревьев.

Необычные отложения в древесине

Это — щедро напитанный смолой участок древесины, образованный после ранения хвойного дерева.

Засмолок имеет незначительную влагопроницаемость и лёгкое впитывание воды. Положительным свойством такой древесины является увеличенная стойкость к гнили, но при этом — плохо поддаётся отделке и приклеиванию.

Это — углубление в глубине годичных слоёв, наполненное смолой.

Стекающая из полости смола затрудняет отделку и склейку заготовок. Такое свойство лесоматериалов считается отрицательным.

Пороки древесиныПороки древесины

Водослойная древесина различается от здоровой увеличенной усушкой и разбуханием. Свойство характеризуется как отрицательное.

Диэлектрические свойства древесины

Древесина может выражать диэлектрические свойства, характеризующиеся двумя признаками.

Первый – магнитная пропускаемость.

Второй – поглощение релаксации дипольной поляризации и превращение её в тепло.

ударная вязкость, прочность и твердость. Применение древесины :: SYL.ru

В течение нескольких тысячелетий человек использует древесину для многих целей. Она выступает, прежде всего, топливом, а уже после строительным материалом. Из нее изготавливают разные инструменты, неповторимые по красоте предметы мебели и оружие. Из-за сезонных колебаний и в процессе роста ствола образуются годичные кольца, которые позволяют точно определить место произрастания древесины, а также год вырубки.

Состав

Механические свойства дерева

При изучении вопроса о древесине обязательно необходимо ознакомиться с ее составом. В ней содержатся органические вещества, в которые входят:

· азот;

· водород;

· углерод;

· кислород.

Элементарный химический состав у разных пород остается почти одинаковым. Абсолютно сухой материал будет содержать углерод в объеме 49,5 %, 6,3 % водорода и 44,2 % кислорода с азотом. Последний содержится в материале в объеме 0,12 %. Элементарный химический состав древесины в области ветвей и ствола почти не отличается. Условия произрастания тоже никак не влияют на содержание основных элементов.

Помимо органических веществ, в древесине имеются минеральные соединения, которые дают при сгорании золу. Количество упомянутого элемента достигает 1,7 %. У отдельных пород объем золы может быть выше и составляет 3,5 %. У одной и той же породы количество золы будет зависеть от части дерева, условий произрастания и возраста, а также положения в стволе.

Больше золы получается при сжигании листьев и коры, а стволовая древесина дуба дает примерно 0,35 %. Древесина ветвей содержит больше золы, чем древесина ствола. В составе золы соли щелочноземельных металлов. Если речь идет о древесине сосны, то в золе, а также в золе березы и ели содержатся соли кальция в объеме 40 %.

По химическому составу ранняя и поздняя древесины почти одинаковы, это относится к содержанию гемицеллюлозы, лигнина и целлюлозы. Ранняя древесина содержит больше веществ, которые растворяются в эфире и воде. Это особенно свойственно лиственнице.

По высоте ствола химический состав меняется мало. В составе дуба не обнаружено почти ощутимых различий по высоте. У осины, ели и сосны в возрасте спелости обнаружено незначительное увеличение содержания целлюлозы.

Механические свойства

Вагонка из дерева

Рассматривая механические свойства древесины, вы выделите не только твердость, прочность и ударную вязкость, но и влажность. Последняя может быть относительной или абсолютной. Для практических целей особую важность имеет относительная влажность. Она показывает степень пригодности материала к технологической операции.

Для склеивания лучше использовать материал с влажностью до 6 %. Механические свойства древесины указывают на то, что классифицировать ее можно по относительной влажности на категории. Материал бывает:

· сырым;

· воздушно-сухим;

· полусухим;

· сухим.

Мокрая древесина, абсолютная влажность которой превышает 100 %, образуется при долговременном нахождении в воде. Воздушно-сухая с абсолютной влажностью в пределах от 15 до 20 % образуется при долговременном хранении на воздухе. С увеличением влажности материал становится сложно использовать в производстве. Сырые заготовки хуже склеиваются, а по мере высыхания в изделиях могут появиться щели и трещины. Для предотвращения таких проблем древесина предварительно сушится.

Среди механических свойств древесины следует выделить гигроскопичность. Она представляет собой способность поглощать влагу из внешней среды. Для снижения скорости поглощения влаги поверхность покрывается лаками, эмалями и масляными красками. Максимальная влажность, которую можно достичь при поглощении влаги составляет 30 % при 20 °C. Это значение не зависит от породы.

Нельзя не упомянуть еще и о пористости. Для разных видов этот параметр будет обладать своим значением, но средний разбег составляет 34-80 %. Если рассматривать плотность, то можно выделить плотность древесины и древесного вещества. В последнем случае среднее значение равно 1,54 г/см3.

Дополнительно о механических свойствах: ударная вязкость

Половая доска

Ударная вязкость древесины – это способность материала к поглощению энергии при нагрузке. Свойство обеспечивается пластичностью и вязкостью. Когда испытания проводятся по данной стандартизованной методике, используется маятниковый копер. Он обеспечивает движение бойка, скорость которого составляет 6 м в секунду. Это позволяет определите отношение работы на излом образца к площади поперечного сечения.

Если проводить сравнение мягких лиственных пород с хвойными, у первых ударная вязкость больше в 1,5 раза, тогда как у твердолиственных – в 2,5 раза. Так, для сосны описываемый параметр составляет 41, для граба – 99, для липы – 58 кДж/м2. Если увеличивать скорость нагрузки, то сопротивление изгибу будет возрастать. Иногда описываемое свойство определяется с увеличением высоты падения молота. Если подвергать ударному изгибу модифицированную древесину, то она будет иметь пониженное сопротивление.

Прочность

Доска и ее использование

Прочность древесины – это способность материала сопротивляться разрушению под воздействием нагрузок. Это свойство является одним из основных среди механических. Оно зависит от физического состояния и строения материала. При проведении испытаний прочность древесины определяется максимальным напряжением, которое материал выдерживает без разрушения.

У разных пород описываемая характеристика отличается. Например, у лиственницы при сжатии вдоль волокон предел прочности составляет 64,5 МПа. У сосны и ели – 48,5 МПа и 44,5 МПа соответственно. Если происходит скалывание вдоль волокон, то предел прочности у лиственницы будет равен 9,9, у сосны – 7,5, у ели – 6,9 МПа.

Сжатие древесины

Древесина в быту

Сжатие древесины может быть направлено вдоль или поперек волокон. В первом случае деформация выражена в укорочении образца. Разрушение начинается с продольного изгиба волокон, которое во влажных образцах из вязких и мягких пород проявляется как выпучивание боков и смятие торцов.

Средний предел прочности при сжатии вдоль волокон древесины составляет 500 кг/см2. Если же сжатие происходит поперек волокон, то прочность оказывается ниже в 8 раз. В этом случае не всегда есть возможность установить момент разрушения материала и определить величину разрушающего груза.

Твердость

Использование древесины в промышленности

Такая характеристика, как твердость будет зависеть от породы. Древесина по этому параметру классифицируется на отдельные группы, среди них:

· материалы средней твердости;

· мягкая древесина;

· очень мягкая;

· очень твердая;

· твердая;

· твердая как кость.

Твердость древесины определяется в Америке и Европе по разным шкалам. В России используется шкала Бринелля. У осины описываемый параметр составляет 4,1, у полевого клена – 4,2. Самая высокая твердость свойственна падуку, в данном случае она составляет 8.

Суть метода определения твердости заключается в вдавливании шарика в поверхность с силой 100 кг. По диаметру лунки и характеру повреждения определяется твердость. Если древесина имеет более высокий коэффициент твердости, то она окажется крепче и надежнее пород с меньшим показателем.

Знакомясь с механическими свойствами древесины, вы сможете понять, что изменения в твердости будут происходить во время работы с заготовками. Например, твердость будет меняться в зависимости от распила. Используя радиальный распил, вы почувствуете более высокую твердость, чем при тангенциальной обработке материала.

Дополнительно о твердости

Окрашенная древесина

Это свойство говорит о способности материала сопротивляться внедрению тела определенной формы. У торцевой части твердость выше по сравнению с боковыми поверхностями у лиственных пород на 30 %, а у хвойных – на 40 %.

Все древесные породы по степени твердости разделяются на мягкие, твердые и очень твердые. У последних торцевая твердость превышает 80 МПа. К таким можно отнести:

· железную березу;

· белую акацию;

· кизил;

· фисташки;

· самшит.

Твердость обладает существенным значением при обработке режущими инструментами. Это касается и тех случаев, когда материал подвергается истиранию при устройстве лестниц и полов.

Древесина обладает еще и определенным уровнем износостойкости. Это указывает на способность сопротивляться износу и постепенному разрушению поверхностных зон. Это может произойти при трении. Испытания показали, что износ с боковых поверхностей больше, чем у основания торцевого разреза. С увеличением твердости и плотности износ уменьшается. У влажной древесины он больше, чем у сухой.

Способность к удержанию металлического крепежа

Довольно важным свойством является способность материала удерживать крепления по типу скоб, шурупов и гвоздей. При забивании гвоздя возникают упругие деформации, обеспечивающие силу трения, которая препятствует выдергиванию. Усилие при этом в отношении гвоздя в торце меньше того, что прилагается к гвоздю, забитому поперек волокон.

Область использования

Рассматривая области применения древесины, вы выделите то, что описываемый материал был первым видом топлива, который открыли древнейшие люди. Сегодня описываемое сырье используется для получения:

· древесного угля;

· щепы;

· дров;

· древесных гранул;

· древесной пыли;

· брикетов.

Спрессованный и измельченный материал обладает более высокой плотностью, что повышает коэффициент его полезного действия. Такое биотопливо выгодно отличается от дров ведь перевозить его рационально, но не всегда удобно и может быть опасно, так как оно воспламеняется и крошится.

Ценная древесина используется в строительстве, мебельном производстве, в авиа- и судостроении, а также при производстве бумаги. Этот материал ложится в основу:

· строительных лесов;

· перекрытий;

· потолков;

· срубов;

· опалубки;

· ферм;

· стен;

· дверей;

· окон.

Применяется древесиной еще и в качестве отделочного материала. Она поставляется на рынок в виде:

· вагонки;

· плинтусов;

· паркета;

· фанеры;

· уголков;

· галтелей;

· паркетных щитов.

Переработка

Переработка древесины может осуществляться одним из нескольких способов, среди них:

· химико-механический;

· механический;

· химический.

Механическая технология переработки предусматривает изменение формы строганием, пилением, лущением, фрезерованием, точением, сверлением, раскалыванием, резьбой и измельчением. При механической обработке есть возможность получить товары народного потребления и промышленного назначения.

Древесина может быть подвергнута механическому истиранию, что позволяет получить волокнистые полуфабрикаты. Переработка древесины может вестись по химико-механической технологии. Это позволяет получить промежуточный продукт из материала, однородного по размерам и составу. Поверхность покрывается связующим веществом.

Под воздействием давления и температуры происходит реакция полимеризации связующего, в результате этого промежуточный древесный продукт склеивается. При такой переработке получаются:

· цементно-стружечные плиты;

· древесностружечные материалы;

· столярные изделия;

· фибролит;

· арболит.

Химическая переработка осуществляется методом термического разложения и воздействия: растворителей кислот, щелочей, кислых солей, сернистой кислоты. Эта технология называется пиролизом или термическим разложением. Сырье нагревается при высокой температуре без доступа кислорода. Это позволяет получить продукты в разных состояниях, среди них:

· газообразные;

· жидкие;

· твердые.

Наибольшее практическое значение из них имеет древесный уголь.

Использование в целлюлозно-бумажном производстве

Если вас интересует вопрос о том, что делают из древесины, то вы можете ближе ознакомиться целлюлозно-бумажным производством. Оно предусматривает получение картона и бумаги, где используются волокнистые полуфабрикаты. Они представлены целлюлозой и древесной массой.

Для нужд такого производства используется примерно 93 % целлюлозы. Остальная часть выступает сырьем для химической переработки на ацетатное или искусственное вискозное волокно, бездымный порох, пластмассу, кинопленку, целлофан и другие продукты.

Переработка для получения древесноволокнистых плит

Если вы все еще интересуетесь вопросом о том, что делают из древесины, то должны знать, что в процессе переработки получаются плиты, которые нашли свое применение в малоэтажном стандартном домостроении, судо- и автомобилестроении, при производстве контейнеров, мебели и ящиков. Древесное сырье предварительно измельчается в мелкую щепу, что позволяет получить древесноволокнистые плиты.

Описание основных сортов хвойных пород и их применение

Хвойная древесина включает кедр, который является высокодекоративной культурой. Он применяется в ландшафтном дизайне, а характеристики этих пиломатериалов делают дерево самым востребованным в строительстве. Кедр является естественным антисептиком, поэтому в доме, выстроенном из этого сырья, будут отсутствовать бактерии.

Лиственница является листопадным хвойным деревом, наиболее прочным из распространенных хвойных лесоматериалов. Предел прочности составляет 105 Н/мм2. Благодаря этому сырье популярно при производстве досок для пола, вагонки и террасной доски. Издавна из лиственницы строили корабли. В ней высоко содержание смол, она обладает внушительной крепостью, поэтому сохраняет первоначальные характеристики под воздействием влажности.

Сосна уступает лиственнице по прочности – 100 Н/мм2. Но иногда это становится преимуществом, ведь обработке материал подается легче. Сосна – это универсальное сырье, из которого изготавливают половую доску, имитацию бруса и евровагонку.

Прочность ели ниже и составляет 80 Н/мм2. Но она отличается высокой пластичностью, поэтому распространена при производстве профилированных лесоматериалов. Сосна и ель имеют повышенную смолистость, которая играет защитную роль. Древесина не подвергается воздействию влаги, жучков и грибков. Это сырье обладает высокой податливости и легко обрабатывается.

Сосновые и еловые пиломатериалы выбираются для изготовления сложных и небольших конструкций по типу балконов и перил. Незначительная плотность позволяет пропитать брус и доски составом для увеличения прочности и долговечности. Если построить из ели или сосны загородный дом, то он будет готов простоять до 50 лет. Тогда как если использовать кедр, то срок службы здания увеличится в два раза.

Область использования легкого древа

Самой легкой древесиной является бальза. Она относится к семейству мальвовых и произрастает в Южной Америке. Из этого сырья был построен плот норвежского путешественника, на котором он совершил путь через тихий океан. Сверхлегкая древесина используется в авиационной промышленности в качестве материала для звуко- и теплоизоляции.

Применяется бальза в судостроении и судомоделировании. Сырье ложится в основу досок для серфинга. Используется для изготовления:

· макетов;

· декораций;

· оборудования для спасения на водах;

· поплавков.

Легкость обусловлена быстротой роста. К пяти годам дерево становится взрослым. Крупные растения обладают прочной и легкой древесиной, которая считается самой легкой в высушенном состоянии. В свежесрубленном виде древесина тяжелая, так как содержит до 95 % воды. Материал быстро высыхает и становится плотным, довольно крепким и легким. При сравнении с популярной сосной конструкции из бальзы получаются более прочными, жесткими и легкими.

Бальза легко поддается обработке, но требует для этого специального инструмента с малым углом заострения и тонким лезвием. Окрашиванию детали из древесины подаются плохо, что особенно касается красок и лаков. Возможно использование смеси и на водной основе или составов в виде спиртовых протрав.

В заключение

В обыденной жизни древесина – это внутренняя часть дерева под корой. Для древесины наиболее важными и основными являются свойства по типу механических, физических и химических. Среди физических следует выделить влажность и внешний вид, а также тепловые и звуковые свойства. Древесина – это материал с анизотропными свойствами, которые не являются одинаковыми по направлению относительно волокон. Так, усушка вдоль волокон меньше, чем поперек.

Древесина: свойства древесины различных пород

Одним из важнейших природных материалов, широко использующихся человеком в различных отраслях хозяйственной деятельности является древесина. Свойства древесины той или иной породы определяют возможность ее применения в конкретном производстве. От правильного выбора материала зависит конечный вид изделия, его качество и долговечность.

Древесина: свойства древесины лиственных пород

Древесина лиственных пород характеризуется выразительной структурой и практически полным отсутствием запаха. Чувствуется он в основном непосредственно после спила, а также при обработке. Чаще всего древесина применяется как отделочно-декоративный материал. Различают кольцесосудистые (дуб, ясень, вяз и проч.) и рассеяннососудистые лиственные породы (береза, бук, орех, осина, липа и др.). Они имеют разный характер расположения сосудов в годовом слое. Рассмотрим подробнее свойства и строение древесины некоторых лиственных пород.

Дуб

Древесина дуба отличается выразительной структурой и красивой окраской. Порода ядровая. Имеет хорошо просматриваемые годовые слои, узкую заболонь, значительно отличающуюся по цвету от ядра, которое может быть светло-коричневым или темно-бурым.

свойства древесины дуба

Дубовая древесина характеризуется высокой прочностью и способностью гнуться. Благодаря наличию дубильных веществ (в больших количествах) обладает наибольшей устойчивостью к гниению по сравнению со всеми лиственными породами.

Свойства древесины дуба способствуют нетрудной обработке материала, хорошей окрашиваемости и полировке. Довольно широко применяется для резьбы, отделки помещений и изготовления мебели. Благодаря крупным сосудам материал характеризуется хорошей сгибаемостью без разрушения волокон. Механические свойства древесины позволяют использовать дуб для производства гнутой мебели.

Ценным материалом для отделки является мореный дуб, который в результате длительного пребывания в воде приобретает очень высокую прочность и в большинстве случаев практически черную окраску.

Бук

Порода безъядровая. Древесина имеет красивую текстуру, белую с желтовато-красным оттенком окраску. Годичные слои хорошо просматриваются. Древесина бука сходна по некоторым физико-механическим свойствам с дубовой. Она прочная, плотная, твердая, достаточно легко гнется, режется, обрабатывается лаками и красками. Однако при высыхании склонна коробиться, а также неустойчива к гниению, из-за чего практически не применяется для изготовления мебели.

Более востребована буковая древесина при изготовлении музыкальных инструментов, при проведении некоторых отделочных работ, в резьбе и проч.

Ясень

Имеет темно-бурое ядро и светло-желтую широкую заболонь с красивым рисунком волокон. Древесина характеризуется высокими показателями прочности и вязкости. Имеет неплохую способность к изгибу при распаривании, мало склонна к растрескиванию, практически не коробится при сушке. Устойчива к гниению.

По ценности древесина ясеня приравнивается к красному дереву. Используется для отделки мебели и музыкальных инструментов. Из ясеневых наростов (капов) делают ценные поделки.

Береза

Наиболее широко в промышленности используется береза бородавчатая. Порода безъядровая, имеет белую древесину с желтоватым или красноватым оттенком. Характеризуется хорошей прочностью и вязкостью. Твердость и плотность – средние.

 свойства древесины березы

С материалом удобно работать. Хорошо режется, сверлится, а также легко полируется, склеивается и окрашивается. Однако, несмотря на все положительные свойства древесины березы, имеются и некоторые ее недостатки. Она практически неустойчива к гниению, сильно усыхает, коробится. Но это не влияет на востребованность этого материала для отделочных работ, поскольку свойства древесины березы позволяют выполнять имитации различных ценных пород. Также материал применяют для производства ряда другой продукции (столярных изделий, шпона клееной фанеры, колодок, лыж и проч.).

Очень необычной текстурой отличается древесина березы карельской. Изломанные сердцевидные лучи, волнистые годичные слои и спящие почки в виде темных полосок в сочетании дают красивую крапчатую поверхность. Материал используется для изготовления художественных изделий, фанерования мебели.

Вяз

Имеет темно-бурое ядро и желтовато-белую заболонь. Материал прочный, твердый, плотный, вязкий. В процессе сушки не трескается и не коробится. Однако из-за слишком плотной структуры, пронизанной мелкими порами, значительно усложняется процесс обработки (в частности полирования) этого материала.

Применяется в столярных работах. При распаривании хорошо поддается изгибу, благодаря чему используется для изготовления изогнутых деталей. Для токарных поделок особенно ценны наплывы (капы) на вязе.

Грецкий орех

Древесина обладает богатой тональной гаммой, а также многообразием текстуры. Окраска варьирует от светлой коричневато-серой до почти черной. В свежесрубленном виде древесина светлая, со временем постепенно темнеет. Характеризуется прочностью, умеренной твердостью, высокой устойчивостью к гниению. Держит форму, не коробится, легка в обработке. Хорошо полируется, режется, склеивается и пропитывается.

Применяется в основном при отделке помещений, мебели, охотничьих ружей, для изготовления резных изделий.

Осина

В процессе хранения в срубленном виде осиновая древесина приобретает белую окраску с чуть заметным зеленоватым оттенком. Сердцевидные лучи и годовые слои практически не видны. Отличительной особенностью осиновой древесины является практически полное отсутствие сучков. Имеет высокую устойчивость к воздействию влаги, не коробится, практически не растрескивается. С осиной легко работать. Она мягкая, податливая, хорошо режется, колется, легко полируется, надежно склеивается. Недостатком осины является быстрое усыхание.

Свойства и строение древесины определяют ее применение для производства фанеры, изготовления спичек, посуды, игрушек и других мелких предметов.

Ольха

Природный цвет древесины ольхи варьирует от белого до бледно-коричневого. После сруба в результате взаимодействия с воздухом за короткое время меняется до красно-бурого.

древесина свойства древесины

Древесина не отличается особой прочностью, при сушке может коробиться, однако она имеет ряд положительных технологических свойств, так как характеризуется легкостью, умеренной гигроскопичностью и мягкостью. Без проблем поддается резке, полировке, склеиванию и окрашиванию. Не имеет никакого запаха и не впитывает посторонних ароматов. Отличается сильной устойчивостью к гниению, благодаря чему часто используется для оборудования колодцев, а также кладовых. Кроме того, применяется для резных и отделочных работ. Физические свойства древесины ольхи позволяют делать имитации некоторых древесных пород (к примеру, красного и черного дерева).

Липа

Древесина белая, с легким розоватым оттенком. Годичные кольца практически не просматриваются. Характеризуется однородным строением и прочностью. Такие свойства древесины липы, как легкость, мягкость и вязкость дают возможность легкой обработки материала во всех направлениях как вручную, так и на токарном станке. Хорошо окрашивается, склеивается, держит форму. Древесина устойчива к гниению, во время сушки не трескается и не коробится.

Благодаря прочной структуре и малой деформации липа применяется для изготовления больших деталей резной мебели. Также из этого материала делаются чертежные доски, карандаши, посуда и проч.

Груша

Древесина имеет красновато-белый или розовато-коричневый цвет. Чем моложе дерево, тем окраска светлее. Текстура однородная по плотности, сердцевинные лучи и годичные кольца слабо заметны. Материал твердый, плотный, тяжелый, характеризующийся высокой ударной вязкостью, а также прочностью на сжатие. Механические свойства древесины груши превосходят дуб и ясень. В процессе сушки практически не коробится и не растрескивается. Довольно неплохо режется во всех направлениях. Легко поддается полировке и окрашиванию.

Часто используется в качестве материала для украшения мебели, для резьбы, мозаичных работ. Физические свойства древесины груши дают возможность изготовления из нее имитаций под черное дерево.

Яблоня

Древесина розового цвета с ярко-красными жилками, твердая, тяжелая, довольно вязкая, имеет однородное строение. Характеризуется высокой прочностью и износоустойчивостью. Древесина яблони склонна к сильному усыханию и короблению, поэтому использовать ее лучше в высушенном виде. Материал хорошо шлифуется, полируется, окрашивается. При пропитке олифой или льняным маслом приобретает темно-коричневый цвет. Применяется в основном для изготовления резьбовых и столярных изделий.

Основные свойства древесины хвойных пород

Древесина у хвойных пород характеризуется специфическим смолянистым запахом, более четко проявленной макроструктурой и большей биостойкостью по сравнению с лиственными породами. Данные свойства древесины различных пород, относящихся к хвойным, способствуют их широкому применению в строительстве и производстве различных предметов народного потребления. К хвойным относят сосну, ель, лиственницу, тис, пихту, кедр и можжевельник.

Сосна

Цвет заболони у сосны может быть от бледно-желтого до красновато-желтого, ядра – от розового до буровато-красного. Характеризуется довольно выраженной полосатой текстурой. Сердцевинные лучи не видны. Годичные кольца хорошо просматриваются на всех разрезах.

свойства древесины сосны

Древесина прочная, мягкая, легкая, очень колкая. Благодаря большому количеству смолы характеризуется повышенной устойчивостью к гниению. После сушки практически не коробится. Легко поддается обработке, хорошо пилится и режется, относительно неплохо склеивается.

Высокие технологические свойства древесины сосны и широкое распространение делают ее наиболее часто используемой из всех хвойных пород. Материал применяется в строительстве (как в гражданском, так и в промышленном), в мебельном, столярном и паркетном производствах. Кроме того, из сосны делают музыкальные инструменты, фанеру, бочки и проч.

Ель

Древесина ели характеризуется мягкостью, легкостью, хорошей колкостью. Отличительной особенностью является исключительно равномерное распределение волокон. Физико-механические свойства древесины ели уступают сосновым по ряду показателей. Она имеет меньшую прочность, а также содержание смолы, что делает ее не такой устойчивой к осадкам и другим атмосферным воздействиям. Из-за менее податливой структуры и большого количества сучков еловая древесина сложнее в обработке.

свойства и строение древесины

Материал используется в основном при производстве мебели. Также из ели делают струнные инструменты (в частности, скрипки), поскольку ни одно другое дерево не способно давать такой резонанс.

Лиственница

Имеет узкую светлую заболонь и красновато-бурое ядро. Твердая, упругая, смолистая, чрезвычайно устойчивая к гниению древесина. Свойства древесины лиственницы как физические, так и механические достаточно высокие. Отличительными особенностями материала являются прочность и долговечность. Характеризуется также высокой плотностью, которая значительно повышается с высыханием (до такой степени, что в нее не забивается гвоздь).

Благодаря высоким физико-механическим свойствам лиственница имеет широкое применение. Является незаменимым материалом для строительных работ. Паркет, сделанный из древесины лиственницы, отличается высокой прочностью и очень долгим сроком эксплуатации. Красивая текстура и высокая устойчивость к короблению делают ее ценным материалом в производстве мебели.

Сибирский кедр

Древесина розоватого цвета с красивым рисунком текстуры. Годичные кольца хорошо видны на всех разрезах. Отличается легкостью и мягкостью. По технологическим свойствам кедр уступает сосне, но выигрывает у ели. Материал отлично поддается обработке, но не очень устойчив к гниению.

свойства древесины липы

Древесина кедра обладает резонансными свойствами, благодаря чему из нее делают музыкальные инструменты (гитары, арфы, рояли). Кроме того, используется для изготовления мебели, в производстве карандашей и проч.

Пихта

По структуре древесина пихты близка к сосновой. Она довольно прочная и плотная, легко обрабатывается. Но содержит мало смолистых веществ, из-за чего характеризуется низкой устойчивостью к загниванию и требует дополнительной обработки.

Древесину пихты довольно часто используют при строительстве домов для производства оконных и дверных блоков, выполнения настила пола. Также этот материал широко применяют для резных работ.

Тис

Имеет узкую желтовато-белую заболонь и буровато-красное ядро. Годичные слои характеризуются извилистой формой, хорошо просматриваются на всех разрезах. Тис входит в перечень пород, называемых «красным деревом». Твердая, тяжелая, плотная древесина. Свойства древесины в основном положительные. Обладает высокой устойчивостью к гниению. Хороша в обработке, полировке и окрашивании. Считается одним из лучших материалов, использующихся в отделочных, токарных и столярных работах. Очень ценны капы, часто образующиеся на стволах тиса и применяющиеся в основном в качестве отделочного материала.

Можжевельник

Древесина кустарника характеризуется заболонью розовато-белого цвета и желтовато-бурым ядром. Имеет волнистые годичные слои, которые хорошо видны на всех срезах. Сердцевидные лучи не просматриваются.

физико механические свойства древесины

Древесина прочная и тяжелая. Отличается устойчивостью к гниению, почти не теряет в объеме в процессе высыхания и практически не набухает при взаимодействии с влагой. Чем более засушен материал, тем красивее срез. Хорошо поддается обработке, полировке и окраске.

Применение материала несколько ограничено из-за небольшого размера стволов кустарника. Наиболее часто древесину можжевельника используют для резьбы, изготовления декоративных изделий, небольших поделок, игрушек, токарных изделий и проч.

Пороки древесины и их влияние на качество

Пороки древесины и их влияние на качество

Пороками древесины называют изменения ее внешнего вида, нарушение целостности тканей и клеточных оболочек, правильности ее строения и повреждения, понижающие качество древесины и ограничивающие возможности ее применения.

Дефекты — пороки древесины механического происхождения, возникающие в ней в процессе заготовки, транспортирования, сортировки и механической обработки.

Влияние порока на качество древесины зависит от его вида, размера, расположения в материале и назначения материала. Он снижает прочность и декоративность лесоматериалов, поэтому сортность древесины определяют с обязательным учетом имеющихся в ней пороков.

Согласно ГОСТ 2140-81 «Пороки древесины. Классификация, термины и определения» все пороки подразделяются на группы: сучки, трещины, грибные повреждения, химические окраски, пороки формы ствола и строения древесины, повреждения насекомыми, инородные включения и дефекты обработки.

Сучки — наиболее распространенный и неизбежный порок древесины, которые представляют собой основания ветвей, заключенные в древесину ствола. По степени зарастания сучки бывают открытые и заросшие.

Открытые сучки классифицируют:

по форме разреза на поверхности сортимента — круглые, овальные и продолговатые; сучки по данному признаку определяются отношением большего диаметра к меньшему; если это отношение не больше двух, сучок называется круглым, а если в пределах от двух до четырех — овальным; при величине отношения двух диаметров более четырех — продолговатым;

по положению в сортименте — пластевые, кромочные, ребровые, торцовые и сшивные; пластевые сучки выходят на широкую сторону сортимента (пласть), кромочные — на узкую сторону (кромку), ребровые — на ребро, торцовые — на торец, сшивной — одновременно на два ребра одной и той же стороны;

по взаимному расположению — разбросанные, групповые, разветвленные; разбросанными называют сучки, расположенные одиночно и отстоящие друг от друга на расстоянии, превышающем ширину сортимента, у широких сортиментов (шириной более 150 мм) расстояние между сучками должно быть не менее 150 мм; разветвленные сучки образуются при наличии двух и более сучков, выходящих из одной мутовки, и характерны чаще для хвойных пород; к групповым относятся два и более сучка независимо от их формы на отрезке длины сортимента, равном его ширине;

по степени срастания с окружающей древесиной ствола — сросшиеся, частично сросшиеся, несросшиеся и выпадающие нёсросшиеся; сросшимся считается сучок, у которого годичные слои не срослись с окружающей древесиной на протяжении менее 1/4 его периметра; у частично сросшихся сучков годичные слои не срослись на протяжении более 1/4, но менее 3/4; у несросшихся сучков несрос-шаяся часть составляет более 3/4 периметра сучка; сучок, который не имеет срастания годичных слоев с окружающей древесиной и при высыхании может выпадать, называется выпадающим;

по состоянию древесины — здоровые, светлые здоровые, темные здоровые, здоровые с трещинами, загнившие," гнилые, табачные; сучок, имеющий древесину без признаков гнили, называется здоровым; сучок, древесина которого светлая и близка по цвету к окружающей древесине, называется здоровым светлым, а сучок, древесина которого значительно темнее окружающей древесины и обильно пропитана смолой, — здоровым темным; загнившими и гнилыми называются сучки, у которых зона поражения гнилью занимает соответственно менее и более 1/з площади размера сучка; если древесина полностью сгнила и превратилась в массу бурого цвета, которая при надавливании легко выкрашивается, такой сучок называется табачным;

по выходу на поверхность — односторонние и сквозные; односторонние сучки выходят на одну или две смежные стороны сортимента, сквозные — на две противоположные стороны сортимента.

Количество сучков, размеры и их расположение в значительной степени зависят от породы дерева, части ствола и условий произрастания. Стволы светолюбивой породы (сосны) имеют меньше сучков, чем стволы ели. Деревья, выросшие на свободе, очищаются от сучков в меньшей степени и гораздо позднее по времени, чем деревья, выросшие в сомкнутых древостоях. В нижней (комлевой) части ствола находится меньшее количество сучков, чем в вершинной.

Сучки ухудшают внешний вид древесины, нарушают однородность строения, а иногда и целостность, вызывают искривления волокон и годичных слоев, затрудняют механическую обработку. Сучки, особенно кромочные, продолговатые, сшивные и групповые, снижают прочность древесины при растяжении вдоль волокон и изгибе. Табачные сучки указывают на наличие в древесине скрытой внутренней гнили. Второй по значению порок древесины —трещины. Они подразделяются на метиковые, морозные, трещины усушки и отлупные. Возникают в растущем дереве и увеличиваются в срубленной древесине в процессе ее высыхания. Все разновидности трещин нарушают целостность лесоматериалов и в некоторых случаях снижают их механическую прочность.

Метиковые трещины — радиально направленные трещины в ядре, отходящие от сердцевины, не доходящие до коры и имеющие значительную протяженность по длине сортимента. Протяженность мети-ковой трещины может быть более 10 м. В зависимости от расположения в круглых сортиментах подразделяются на простые и сложные. Простая метиковая трещина — одна или две трещины, направленные по одному диаметру и проходящие в одной плоскости по длине сортимента. Две или несколько трещин, расположенные на торце под углом друг к другу, а также одна или две трещины, направленные по одному диаметру, но располагающиеся по длине сортимента в разных плоскостях, — это сложная метиковая трещина.

Отлупная трещина — трещина между годичными слоями, возникающая в ядре или спелой древесине. Формируются в растущем дереве, имеют короткую протяженность по высоте ствола и снаружи не видны.

Морозная трещина — наружные продольные разрезы древесины стволов растущих деревьев. Распространяется вглубь ствола по радиальным направлениям (чаще в комлевой части).

Пороки формы ствола выражаются в различных отклонениях от нормальной формы ствола и формируются в период роста дерева. Кним относят сбежистость, закомелистость, наросты, кривизну, овальность.

Сбежистость представляет собой постепенное уменьшение толщины лесоматериалов или ширины необрезных пиломатериалов на всем их протяжении. Если на каждый метр высоты ствола (длины сортимента) диаметр уменьшается более чем на 1 см, такое явление расценивается как порок. Стволы хвойных пород менее сбежисты, чем лиственные.

Закомелистость — резкое увеличение диаметра комлевой части лесоматериалов и ширины пилопродукции. Сбежистость и закомелистость затрудняют применение лесоматериалов по назначению, увеличивают количество отходов при их распиливании и лущении, раскрое пиломатериалов, обуславливают появление радиального наклона волокон.

Наросты и кривизна часто встречаются на всех породах, особенно на лиственных, затрудняют применение лесоматериалов по назначению и осложняют их переработку. Наросты — местные утолщения ствола, бывают с гладкой поверхностью и правильным строением древесины, а также с неровной поверхностью и свилеватым

строением древесины, которые называются капами. Кривизна — искривление ствола по длине. Различают простую и сложную кривизну, которая характеризуется соответственно одним или несколькими изгибами сортимента.

К порокам строения древесины относят наклон волокон, крень, свилеватость и др.

Наклон волокон (косослой) — отклонение волокон от продольной оси сортимента, приводит к повышенной усушке и короблению. Наклон волокон затрудняет механическую обработку древесины, понижает способность к загибу, а также прочность пиломатериалов при растяжении вдоль волокон и изгибе.

Крень — местное изменение строения древесины хвойных пород. Выражается в кажущемся увеличении ширины поздней зоны годичных слоев. Образуется в сжатой зоне изогнутых или наклонных стволов. Крень повышает твердость древесины и ее прочность при сжатии и статическом изгибе; снижает прочность при растяжении; увеличивает усушку вдоль волокон, вызывая растрескивание и продольное коробление пилопродукции; уменьшает водопоглощение древесины и этим затрудняет ее пропитывание, а также ухудшает внешний вид.

Тяговая древесина наблюдается на торцах в виде дугообразных участков, на радиальных поверхностях — в виде узких полос (тяжей). Она повышает прочность древесины при растяжении вдоль волокон и статическом изгибе, повышает усушку во всех направлениях, особенно вдоль волокон, что способствует появлению коробления и трещин, затрудняет обработку, приводя к образованию ворсистости и мшистости поверхности.

Свилеватость — искривление волокон. Снижает прочность древесины при растяжении, сжатии и изгибе, повышает прочность при раскалывании и скалывании в продольном направлении, затрудняет фрезерование древесины.

Завиток встречается в виде частично перерезанных, скобкооб-разно изогнутых контуров, образованных искривленными годичными слоями. Различают односторонний и сквозной завиток. Снижает прочность древесины при сжатии и растяжении вдоль волокон, а также ударную вязкость при изгибе. Прочность материала заметно снижается при расположении завитков в растянутой зоне опасного сечения. Смоляной кармашек встречается в древесине хвойных пород; может быть односторонним и сквозным, снижает прочность древесины. Вытекающая из смоляных кармашков смола портит поверхность изделий и препятствует их лицевой отделке и склеиванию.

Прорость — частично или полностью заросшая на стволе кора или омертвевшая в результате повреждения древесина; возникает в растущем дереве при зарастании нанесенных ему повреждений и сопровождается развитием засмолка, грибных ядровых пятен и полос ядровой гнили. Нарушает целостность древесины и сопровождается искривлением прилегающих годичных слоев. Прорость бывает открытой и закрытой.

Засмолок — встречается в древесине только хвойных пород. Он существенно не влияет на механические свойства, однако заметно снижает ударную вязкость при изгибе, уменьшает водопроницаемость, затрудняет лицевую отделку и склеивание.

Ложное ядро — темноокрашенная внутренняя часть ствола лиственных безъядровых пород. По форме поперечного сечения может быть округлым, звездчатым и лопастным. Этот порок портит внешний вид, отличается плохой проницаемостью, пониженной прочностью при растяжении вдоль волокон и хрупкостью. У березы ложное ядро легко растрескивается.

Водослой — бывает в виде мокрых, темных пятен различной формы и величины, является причиной растрескивания снижает ударную вязкость и сопровождается гнилью.

Химические окраски в большинстве случаев — следствие окисления содержащихся в древесине дубильных веществ. К ним относятся: продубина, дубильные потеки, желтизна, которые не влияют на физико-механические свойства древесины, а при интенсивной окраске ухудшают внешний вид материалов.

Грибные поражения в древесине возникают при развитии в ней грибов, которые подразделяются на деревоокрашивающие и дерево-разрушающие.

Грибы относятся к простейшим организмам, которые размножаются споровым методом и вегетативно. Растущие деревья и срубленная древесина заражаются спорами — мельчайшими микроорганизмами, которые обладают высокой жизнеспособностью и хорошо приспосабливаются к неблагоприятным условиям. Споры разносятся ветром или водой на значительные расстояния и, попадая через трещины и раны в ствол дерева, начинают развиваться.

На древесине грибы развиваются при определенной влажности (оптимальная — 40—60%) и температуре (оптимальная — 20—30 °С).

В благоприятных условиях споры прорастают и образуют гифы (тонкие нити), которые переплетаются между собой и формируют мицелий гриба или грибницу. Гифы, проникшие в древесину, выделяют ферменты, последние превращают целлюлозу и лигнин в вещества, которые растворяются в воде и усваиваются грибом.

По характеру питания и степени разрушения древесины грибы делятся на два вида. В первом случае грибы питаются лигнином или целлюлозой, что приводит к разрушению клеточной стенки, а следовательно, и всей древесины. Грибы, вызывающие такие изменения в древесине, называются дереворазрушающими. Во втором случае изменяется окраска древесины и лишь частично — ее физико-механические свойства. Такие грибы называютсядеревоокрашивающими.

Механические свойства древесины, пораженной гнилью, резко ухудшаются, способность сопротивляться нагрузкам полностью утрачивается. Плотность такой древесины снижается в 2—2,5 раза, водопроницаемость увеличивается. Гнилая древесина при высыхании резко коробится.

Деревоокрашивающие грибы питаются запасными органическими веществами (белки, жиры, углеводы), накапливающимися в полостях клеток древесины. Оптимальная температура, при которой происходит развитие распространенного деревоокрашивающего грибка (синевы), — 20—25 С. При температуре 7—8 °С начинается замедление роста грибницы. Необходимая влажность для развития грибов синевы — 22—163%. Оптимальная влажность для грибницы — 33—82%. Пораженная древесина приобретает серую окраску с синеватым или зеленоватым оттенками. Прочность древесины понижается на 7—12%, увеличивается влажность и проницаемость для жидкостей. На такой древесине легко развиваются дереворазрушающие грибы и жуки-точильщики.

Под воздействием деревоокрашивающих грибов в растущем дереве возникают грибные ядровые пятна и полосы, в срубленной древесине — грибные заболонные окраски. На качество древесины эти пороки существенно не влияют, незначительно снижают прочность при ударных нагрузках, портят внешний вид и повышают водопроницаемость древесины.

Ядровая гниль — участки ненормальной окраски ядра, которые по цвету и характеру разрушения подразделяются на пеструю ситовую, бурую трещиноватую и белую волокнистую ядровую гниль. Этот порок существенно влияет на механические свойства материала. В зависимости от размеров поражения древесины гнилью ее сортность снижается вплоть до полной непригодности.

Плесень представляет собой отдельные пятна или сплошной налет зеленого, голубого, черного или другого цвета. На механические свойства древесина она не влияет, но ухудшает ее внешний вид.

Побурение появляется в срубленной древесине в результате развития биохимических процессов с участием грибов; оно предшествует

заболонной гнили и наблюдается только на свежих разрезах древесины. Побурение мало изменяет прочность материала при статических нагрузках и твердость, но снижает ударную вязкость древесины при изгибе, ухудшает ее внешний вид, а у бука уменьшает водопроницаемость.

Заболонная гниль возникает в сухостойной, валежной и срубленной древесине под воздействием дереворазрушающих грибов, а также при длительном и неправильном хранении. Этот порок снижает прочность материала при статическом изгибе на 22%, при сжатии вдоль волокон — на 20—25%.

Трухлявая наружная гниль резко снижает механические свойства древесины, процесс разрушения может продолжаться не только в непросушенном, но и в относительно сухом материале. Пораженная древесина — опасный источник грибной инфекции для деревянных конструкций и сооружений, поскольку легко распадается на части и растирается в порошок.

Насекомые повреждают преимущественно неокоренные свеже-срубленные лесоматериалы. Некоторые из них проделывают ходы только в коре, а многие углубляются в древесину.

Червоточина в зависимости от глубины проникновения может быть поверхностной (не влияет на механические свойства), неглубокой и глубокой (нарушают целостность древесины и снижают механические свойства). Червоточины способствуют проникновению грибов и развитию гнили.

Изменение свойств древесины / Центр Абразивов

Изменение свойств древесины

Изменение свойств древесины под действием различных факторов

Процесс удаления из древесины свободной и связанной влаги проходит под действием на­гретого пара, нагретого сухого или влажного воздуха, токов высокой частоты, пониженного дав­ления и других факторов.

Правильно выбранные режимы камерной сушки обеспечивают свойства материала, равноценные полу­ченным в результате естественной атмосферной сушки.

Применение необоснованно ускоренных режимов сушки, в частности повышение конечной температу­ры в камере до +105...+110°С, может привести не толь­ко к возникновению значительных остаточных напря­жений, растрескиванию и короблению пиломатериа­лов, но и к заметному снижению их прочностных свойств. Такое повышение температуры, так же как и сушка в перегретом паре и расплавленном петролатуме, неизбежно приводит к снижению механических свойств древесины. При этом пределы прочности при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе меняются незначительно, несколько заметнее уменьшаются пре­делы прочности при скалывании (в радиальном и, особенно, в тангенциальном направлении). Наиболее заметно уменьшается ударная вязкость — до 12%.

Влияние вакуумной и СВЧ-сушки на прочностные характеристики древесины изучено мало, но счита­ется, что в этих случаях существенных изменений механических свойств не происходит.

 

Воздействие высоких и низких температур

Влияние высоких температур в процессе эксплуа­тации конструкций из древесины, напротив, изуче­но достаточно подробно. Если древесина находится в среде с температурой до +100°С непродолжитель­ное время (несколько часов), то изменения ее свойств, в основном, обратимы. При достаточно длительном (несколько суток) пребывании в услови­ях повышенных температур прочность древесины заметно снижается. Так, например, при испытаниях абсолютно сухой древесины сосны, ясеня и дуба, проведенных в течение 16 суток при температуре +80...+100°С, наблюдалось снижение предела проч­ности при сжатии вдоль волокон на 5-10%, а удар­ной вязкости — на 15-30% (наибольшее снижение обнаружилось у дуба, наименьшее — у сосны). Наи­более существенные изменения свойств древесины наблюдаются в течение первых 2-4 суток. Увеличе­ние температуры, продолжительности ее действия и влажности древесины приводят к дальнейшему сни­жению прочности древесины.

Если с увеличением температуры увеличивается и влажность древесины, снижение механических свойств становится заметнее. Особенно сильно на эти показатели (кроме ударной вязкости) влияет из­менение влажности от нуля до предела насыщения клеточных стенок. Ударная вязкость при постоянной температуре и при увеличении влажности, напротив, повышается. Иногда древесину нагревают для того, чтобы достичь определенного снижения гигроскопичности и, соответственно, раз­бухания и усушки. Но такой вид обработки связан с потерей прочности. Повышение стабильности формы и размеров деталей из древесины и, соответственно, снижение прочностных характеристик (особенно ударной вязкости) тем больше, чем выше температура и длительность нагрева.

Перед гнутьем или прессованием дре­весины применяют пропаривание или проваривание в воде. В этом случае по­вышается се податливость, но снижается прочность. При пропаривании снижение прочности на изгиб у древесины хвой­ных пород на 10-20% больше, чем при обработке ее в горячей воде.

Низкие температуры оказывают на прочность древесины обратное влияние: прочность замороженной древесины за­метно повышается. Лед обеспечивает по­вышение устойчивости стенок клеток, что объясняет рост значений пределов проч­ности на изгиб, сжатие и раскалывание. Объяснимо и повышение хрупкости (сни­жение ударной вязкости) древесины, более заметное у пород с меньшей плотностью. Увеличение влажности способствует более яркому проявлению этих тенденций.

 

Влияние излучений, жидкостей и газов

Влияние ионизирующих излуче­ний. Ионизирующие излучения снижают прочностные характеристики древесины. Объясняется это радиолизом (разложе­нием) ее органических составляющих. Однако использование радиоизотопов в процессе неразрушающего контроля де­талей из древесины и их лучевая стерили­зация (смертельная доза для грибов и на­секомых составляет примерно 1 Мрад) не ведет к снижению механических свойств материала, потому что доза облучения ниже той, которая вызывает заметные разрушения в веществе древесины.

Влияние агрессивных жидкостей и газов. Под действием кислот и щелочей происходит изменение цвета и разруше­ние древесины. Смолистые вещества, со­держащиеся в хвойной древесине, заметно ослабляют негативное воздействие агрес­сивных сред, поэтому от их воздействия меньше страдают изделия из лиственницы и больше (в два-три раза) — лиственные породы, особенно мягкие. Древесина, по­раженная синевой, подвержена разруше­нию в большей степени, чем здоровая. Са­мо собой разумеется, что разрушение дре­весины под действием кислот и щелочей приводит к снижению ее прочности.

Влияние морской и речной воды. Испытания образцов, взятых из топляковых бревен (сосна, ель, береза, осина), показали, что после пребывания в реч­ной воде в течение 10-30 лет прочность древесины практически не изменилась. При более длительном воздействии реч­ной воды поверхностный слой (толщи­ной 10-15 мм) постепенно теряет прочность и начинает разрушаться. В то же время за этим поверхностным слоем прочность остается в пределах нормы, определенной для здоровой древесины.

Если древесина находится в воде не­сколько сотен лет, ее свойства сильно ме­няются. Количественные и качественные показатели этих изменений зависят от породы древесины. Наиболее известны результаты воздействия речной воды на древесину дуба. Мореный дуб меняет свою окраску до зеленовато-черного или угольно-черного, что происходит в ре­зультате соединения дубильных веществ с солями железа. В насыщенном водой со­стоянии древесина мореного дуба сохра­няет пластичность, но после высушива­ния становится более твердой и хрупкой по сравнению с обычным состоянием. Усушка мореного дуба в 1,5 раза больше, чем обычного, что объясняют сморщива­нием (коллапсом) клеток с уменьшенной толщиной стенок, поэтому и растрески­вается древесина мореного дуба при суш­ке больше обычного. Прочность морено­го дуба при сжатии и статическом изгибе снижается в 1,5 раза. На изменения влия­ет и состав речной воды.

Длительное воздействие морской воды приводит к заметному повышению твер­дости лиственницы. При строительстве Ве­неции около 400 тыс, штук лиственничных свай было забито для укрепления основа­ний различных сооружений. Позже, в 1827 году часть свай была обследована. В заклю­чении об их прочности сказано, что сваи из лиственничного леса, на которых осно­вана подводная часть города, как будто окаменели. Дерево сделалось до того твер­дым, что и топор, и пила едва берет его.

Обследование сосновых свай, взятых из портовых сооружений в Баку и Махач­кале, показало, что они на 40-70% снизи­ли свои прочностные свойства за 30 лет эксплуатации.

Точно определить степень изменения свойств топляковой древесины после пре­бывания в воде нельзя, т. к. неизвестны ее
свойства до затопления. Для установления возможности использования топляковой древесины проводят ее испытания и опре­деляют степень отклонения полученных данных от справочных.   

                                                                                                           2004   май-июнь   «ДЕРЕВО.RU»

Урок технологии "Свойства древесины"

Тема. Свойства древесины

Цели:

• Какие свойства древесины определяют ее внешний вид?

• От чего зависит способность древесины удерживать металлические крепежные детали?

• Привести примеры пород древесины, которые характеризуются большой

твердостью и износостойкостью.

Прогнозируемые результаты обучения:

учащиеся должны знать;

какими физическими и механическими свойствами обладает древесина, каким образом эти свойства учитываются при выборе пиломатериалов.;

учащиеся должны уметь:

определять физические и механические свойства древесины, выбирать пиломатериалы для изготовления изделий с учетом свойств древесины.

Оборудование и средства обучения: различные виды древесины, твердомер, проектор, компьютер.

Х о д урока

I. Этап организации занятия

Проверка готовности к уроку. Мобилизация внимания.

II. Этап актуализации субъективного опыта учащихся

1. Что такое пороки древесины? Чем они вызваны в растущем дереве?

2. Как пороки древесины влияют на ее качество и применение?

3. Какие пороки считаются недопустимыми при выборе заготовки для изделия?

4. Каких пороков древесины можно избежать?

5. Используя рисунок, определите виды пороков: смещенная сердцевина, смоляной кармашек, разошедшаяся трещина усушки, сплошная крень.

6. По каким критериям вы будете выбирать пиломатериал для работы?

Какие пороки древесины вы посчитаете допустимыми для качественного пиломатериала?

III. Этап изучения нового материала

Свойства древесины

Вы уже знаете, что древесина хорошо обрабатывается и широко используется в производстве изделий. Она имеет достаточно высокую прочность, хорошую сопротивляемость ударным и вибрационным нагрузкам. В то же время древесина имеет недостатки: она не устойчива к влаге, подвержена загниванию, разрушению в результате поражения грибами и насекомыми.

Чтобы изделия из древесины сохраняли свои эксплуатационные свойства и красивый внешний вид, при выборе пиломатериалов необходимо учитывать свойства древесины

Физические

Способность взаимодействовать с окружающей средой

Цвет, запах, текстура, блеск, плотность, влажность, тепло-, звуко-

и электропроводимость.

Механические

Способность сопротивляться действию внешних сил

Прочность, твердость, ударная вязкость, упругость

Технологические

Способность во время эксплуатации сохранять свои свойства

Способность удерживать металлические крепления, износостойкость, способность к гнутью

Физические свойства древесины

Свойства

Характеристика свойств

Плотность

Это отношение массы древесины к ее объему. Определяется по формуле p m

V = (кг/м3 или г/см3). Зависит от породы древесины, влажности, условий произрастания.

Учитывается при пилении древесины: плотная порода пилится тяжело, рыхлая — легче. Влияет на применение металлических крепежных деталей (гвоздей, шурупов и т. д.): плотная древесина хорошо удерживает металлические крепежные детали

Влажность

Это отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах. Чем меньше плотность

древесины, тем больше она поглощает влагу: у свежесрубленной древесины влажность составляет от 50 до100 %. В процессе сушки влага постепенно испаряется из древесины

Механические свойства древесины

Свойства

Характеристика свойств

Прочность

Способность сопротивляться разрушению, выдерживать нагрузки, не изменяя формы. Зависит от породы, влажности, наличия пороков

Твердость

Способность сопротивляться проникновению

другого, более твердого тела. Зависит от породы, направления волокон и влажности: с увеличением влажности твердость древесины уменьшается Это свойство учитывается при выборе режущего инструмента

Ударная вязкость

Способность сопротивляться изгибу при ударе, не разрушаясь. Вязкость древесины лиственных пород выше вязкости древесины хвойных пород

Упругость

Свойство восстанавливать первоначальную форму и размеры после прекращения действия нагрузок. Зависит от породы и влажности: с повышением влажности упругость древесины уменьшается

Технологические свойства древесины

Свойства

Характеристика свойств

Способность удерживать металлические крепления (гвозди, шурупы и др.)

Величина сопротивления выдергиванию крепежа зависит от направления волокон, породы, влажности и плотности (чем выше

плотность, тем сильнее древесина сопротивляется как вбиванию гвоздя, так и его выдергиванию)

Износостойкость

Способность противостоять износу: износ древесины с боковой поверхности больше, чем с торцевой. Зависит от твердости,

плотности и влажности древесины (влажная древесина более подвержена износу). Учитывается при выборе пиломатериалов

для изготовления инструментов

Способность к гнутью

Наибольшей способностью к гнутью обладают лиственные породы (дуб, ясень, береза). У хвойных пород отмечается невысокая способность к гнутью. У влажной древесины эта способность выше, чем у сухой

Способность к раскалыванию

(раскалываемость)

Способность древесины под действием клина или нагрузки разделяться на части вдоль волокон. Зависит от прочности, учитывается при выборе соединений (на гвоздях, шурупах и др.)

IV. Этап первичной проверки изученного материала

Найдите зависимость между плотностью древесины и способностью удерживать металлический крепеж. Как влияет на раскалываемость древесины наличие и расположение в ней сучков?

1. Назовите свойства древесины.

2. Какие физические свойства древесины необходимо учитывать при выборе

материала для изготовления изделия? Приведите примеры.

3. Как влияет твердость древесины на ее обработку?

4. Приведите примеры изделий, при использовании которых важно учитывать

такое свойство древесины, как упругость.

5. Вы решили с папой построить на дачном участке баню. Подберите пиломатериал для постройки бани. Какие свойства древесины вы будете учитывать при выборе? Используя ранее полученные знания, подберите породу древесины, подходящую для внутренней отделки бани.

У. Этап выполнения практических заданий

Практическая работа. Изучение физико-механических свойств

древесины.

Цель: ознакомиться со свойствами древесины, научиться измерять

объем образцов.

Оборудование, инструменты и материалы: лабораторные весы, об-

разцы древесины различных пород, штангенциркуль, емкость с водой.

Порядок выполнения работы

1. Измерьте длину, ширину и толщину образцов древесных пород.

2. Вычислите объем образцов, умножив длину на ширину и толщину.

3. Взвесьте образцы.

4. Вычислите плотность каждого образца (p m V= ) .

5. Опустите образцы в воду на 5—10 минут. Выньте образцы и обо-

трите их ветошью.

6. Взвесьте образцы.

7. Результаты наблюдений занесите в таблицу (в тетради).

Для определения твердости древесины применяется метод Бринелля. Этот метод изобрел шведский инженер Юхан Август Бринелль в 1900 г. Испытания проводят следующим образом: металлический шарик под действием усилия в течение определенного времени вдавливают в испытуемый материал. Чем мягче порода древесины, тем глубже будет отпечаток. Методом Бринелля определяют твердость не только древесины, но и металлов, а также других твердых материалов. В настоящее время для определения твердости древесины и металлов используются специальные приборы — твердомеры.

t1587524445aa.gif

.

VI. Этап оценки выполненных заданий

Учащиеся выполняют самооценку и взаимооценку объема и

качества выполненных работ.

.

VII. Этап подведения итогов урока

Учащиеся называют свои отметки, учитель делает количественную

и качественную оценку выполненных работ, отмечает

типичные недостатки при выполнении заданий, рекомендует

пути повышения эффективности знаний и умений учащихся

(дополнительные, поддерживающие занятия и др.).

VIII. Этап рефлексии

IX. Этап завершения занятия

Записать тему занятия и выставить отметки в дневники.

Дать рекомендации учащимся. При необходимости назначить

стимулирующие или поддерживающие занятия.

Изменение свойств древесины под воздействием физических и химических факторов

Влияние сушки. В процессе сушки происходит воздействие на сырую древесину пара, нагретого сухого или влажного воздуха, токов высокой частоты и других факторов, приводящих в конечном результате к снижению содержания свободной и связанной воды.

Правильно, с соблюдением режимов проведенная камерная сушка древесины дает материал, вполне равноценный получаемому в результате атмосферной сушки. Если же высушивать древесину в камерах слишком быстро и при высокой температуре, то это может не только привести к растрескиванию и значительным остаточным напряжениям, но и оказать влияние на механические свойства древесины.

Согласно данным ЦНИИМОДа, при высокотемпературной сушке с конечной температурой в камере 105-110°С продолжительность сушки сокращается в 1,5-2 раза, но прочность древесины сосны (в досках толщиной 30-60 мм) снижается (при сжатии вдоль волокон на 0,8-8,7 %, радиальном скалывании — на 1-12 %, ударная вязкость — на 5-10,5 %).

Сушка древесины в поле токов высокой частоты практически не оказывает остаточного влияния на физико-механические свойства древесины.

Влияние повышенных температур. Первые исследования Н. Н. Чулицкого, проведенные на древесине сосны, ясеня и дуба в абсолютно сухом состоянии, показали, что под действием температуры 80-100 °С в течение 16 сут предел прочности при сжатии вдоль волокон снижается на 5-10%, а ударная вязкость — на 15-30 % (наибольшее снижение обнаружилось у дуба, наименьшее — у сосны). Снижение происходит главным образом в течение первых 2-4 сут действия высокой температуры.

Позднее в ЦНИИМОДе исследовали последствия воздействия температуры 80-140 °С. Было установлено, что механические свойства древесины сосны, лиственницы, березы снижаются с увеличением температуры, продолжительности ее воздействия и влажности древесины.

Ударная вязкость древесины, имеющей низкую влажность, уменьшается с повышением температуры, а при высокой влажности, наоборот, увеличивается (испытывалась древесина в нагретом состоянии).

Нагреванием древесины можно достичь снижения гигроскопичности и способности к последующему разбуханию и усушке, однако такая обработка неизбежно связана со снижением прочности и особенно ударной вязкости.

Воздействие высоких температур приводит к тому, что древесина становится хрупкой. Более сильное снижение ударной вязкости при нагревании древесины лиственных пород некоторые исследователи связывают с повышенным (в 2-3 раза) содержанием пентозанов.

Влияние температуры при разной влажности древесины на ее свойства иллюстрируют результаты опытов ЦНИИМОДа на древесине сосны.

Эти данные показывают, что прочность понижается как с повышением температуры, так и с повышением влажности древесины. Одновременное действие обоих факторов вызывает большее снижение прочности по сравнению с суммарным эффектом от их изолированного воздействия. Влияние влажности наблюдается до предела насыщения клеточных стенок, дальнейшее увеличение влажности практически не отражается на прочности.

Воздействие повышенной температуры происходит при операциях пропаривания или проваривания в воде, применяющихся для увеличения податливости древесины при гнутье, прессовании и т. д. Однако при этом происходит снижение прочности древесины (тем большее, чем выше температ

Янка Твердость | База данных древесины

Это число невероятно полезно для непосредственного определения того, насколько хорошо древесина будет противостоять вмятинам, вмятинам и износу, а также для косвенного прогнозирования трудностей при гвоздении, завинчивании, шлифовании или распиливании данного вида древесины.

Janka hardness testing Janka hardness testing Твердость по шкале Янки

Фактическое число, указанное в профиле древесины, представляет собой величину усилия в фунтах (фунты f ) или ньютонов (N), необходимые для вбивания стального шарика диаметром 444 дюйма (11,28 мм) в древесину до половины диаметра мяча.Это число дано для древесины, которая была высушена до влажности 12%, если не указано иное.

Для справки: белый дуб имеет твердость Янки 1350 фунтов f (5,990 Н), в то время как сверхтвердый лигнум имеет твердость 4 390 фунтов f (19,510 Н). (Кто бы мог представить древесину, которая в три раза тверже, чем белый дуб?) В нижней части спектра липа имеет твердость около 410 фунтов f (1820 Н).

hardness hardness

Кроме того, в некоторых случаях (где отмечено) я оценил значение твердости Янки с помощью уравнений, в которых используется базовый удельный вес древесины, как указано в статье «Оценка твердости Янки по удельному весу для тропических и Умеренный вид.”

Статьи по теме:

Вы начинающий лесной ботаник?

hardness hardness Плакат Worldwide Woods, ранжированный по твердости, должен быть обязательным для прочтения для всех, кто поступил в школу лесных ботаников. Я собрал более 500 пород дерева на одном плакате, разделенном на восемь основных географических регионов, причем каждое дерево сортировалось и ранжировалось в соответствии с твердостью Янки. Каждое дерево тщательно документировано и сфотографировано, указано его значение твердости по Янке (в фунтах), а также географический и глобальный рейтинги твердости.Подумайте об этом: почтенный Красный Дуб (Quercus rubra) занимает всего 33 место в Северной Америке и 278 место в мире по твердости! Стремящимся лесным ботаникам следует посоветовать: возможно, ваш учебный план вызывает Worldwide Woods в рамках вашего следующего задания!

Шкала твердости по шкале Янки для паркета

Шкала твердости Янки определяет твердость одного вида древесины по сравнению с другим. Шкала была изобретена в 1906 году Габриэлем Янкой, австрийским исследователем древесины, и стандартизирована в 1927 году Американским обществом испытаний и материалов (ASTM).

В зависимости от помещения, в котором будет установлен настил пола, определенный уровень твердости может сделать его более желательным выбором.Вообще говоря, чем выше число на шкале, тем тверже и устойчивее к царапинам дерево. Чем тверже дерево, тем труднее становится пилить или пробегать через мельницу. Удивительно, но это не влияет на цену пола. Цены на полы зависят от того, насколько легко доступны породы древесины, а не от того, насколько она жесткая.

Откуда берется шкала твердости древесины

Шкала была разработана как средство для отображения результатов теста твердости Янки.В тесте используется кусок дерева 2 ″ x 2 ″ x 6 ″ и стальной шарик 0,444 ″, чтобы определить, насколько тверда древесина. Испытание показывает, сколько фунтов на квадратный дюйм (PSI) силы необходимо, чтобы толкнуть стальной шарик на полпути в деревянную доску.

Переменные теста масштаба Янки

Когда тест Janka проводится на образце древесины, результаты могут незначительно отличаться в зависимости от зерна древесины, использованного для теста. Например, если зерно плоское, оно считается нормальным и представлено в масштабе Янки.Хотя вертикальные древесные зерна также тестируются, эти результаты обычно не отображаются в масштабе. Древесина также испытывается по бокам или на концах, потому что это обеспечивает другую оценку твердости, но эти оценки не отображаются на типовой шкале твердости.

Как выглядит шкала твердости древесины

Janka Hardness Scale Janka Hardness Scale Шкала твердости Янки

Шкала твердости по шкале Янки начинается с нуля, при этом эта опция является самым мягким выбором древесины, что позволяет легко вдавливать и царапать. Хотя ни у одного дерева в масштабе нет этого рейтинга, оценка, как это, не сделала бы для хорошего пола.Наивысшая оценка по шкале - 4000, что делает чрезвычайно твердую древесину, которая также вряд ли пригодна для напольных покрытий, потому что ее было бы трудно распилить.

Как составить рейтинг Янки

Вот где рейтинг Янки начинает сбивать с толку для большинства. Заявление рейтинга делается по-разному в зависимости от страны. Например, в Соединенных Штатах янка разглагольствует в фунтах, тогда как в Швеции она указывается в килограммах, а в Австралии - в ньютонах.

Что такое «Хороший» рейтинг Янки?

При выборе напольного покрытия для дома представление о шкале Janka предоставит покупателям представление о том, насколько прочным является пол и насколько он подвержен износу в течение многих лет, прежде чем он потребует ремонта или замены. Тем не менее, «хороший» рейтинг Янки служит только показателем, потому что не только твердость играет роль во внешнем виде и долговечности пола с течением времени. Это также движение, обслуживание и профилактика, которые определяют, как хорошо будет выглядеть пол спустя годы после его установки.

Что такое «плохой» рейтинг твердости Янки?

Древесина бальзы, широко используемая в ремеслах, занимает 100 баллов, что делает ее самой мягкой древесиной во многих масштабах. Хотя этот тип дерева не будет использоваться для напольных покрытий, легко понять, почему рейтинг 1000 или выше является стандартом для вариантов напольных покрытий. Ни один рейтинг не является действительно «плохим», когда речь идет о вариантах напольного покрытия, по тем причинам, о которых мы уже упоминали.

Пристальный взгляд на дуб

Дуб - самый популярный выбор паркетной доски, но где он оценивается по шкале? Белый дуб имеет рейтинг 1360, а красный дуб имеет рейтинг 1260.Другие типы напольных покрытий оцениваются сложнее и мягче, так что же делает дуб таким особенным? Скорее всего, из-за обилия дуба, доступного для лесопильных заводов, что приводит к его массовому производству для настила полов, что делает его доступным вариантом. Чем более доступным является что-то для широкой публики, тем более широко оно будет использоваться. Это не означает, что дуб не является прочной древесиной, которая будет выдерживать износ в течение некоторого времени, но, строго следуя рейтингу Янки, существуют и другие варианты для более твердых пород.

shop all hardwood flooring shop all hardwood flooring

Пристальный взгляд на спроектированную лиственную древесину

Где стоят спроектированные лиственные породы по шкале твердости Янки? На самом деле они этого не делают. Зачем? Поскольку эти лиственные породы сделаны с более мягким слоем под ними, их твердость не может быть правильно измерена с помощью шкалы. Имеется мало информации о том, как эти инженерные породы дерева будут вписываться в шкалу из-за различий в материалах, используемых для создания слоев напольного покрытия от бренда к бренду. Логика и причина указывают на то, что инженерные полы с более толстым шпоном твердой древесины будут прочнее, но это может иметь место, а может и не иметь место.Чтобы упростить задачу, не фокусируйтесь на шкале твердости Янки при покупке деревянного паркета.

Browse Engineered Hardwood Flooring Browse Engineered Hardwood Flooring

Пристальный взгляд на бамбук

Бамбуковый паркет, как и любой другой материал, имеет свои преимущества и недостатки. При этом сильные стороны намного перевешивают слабые стороны. Буквально. Когда дело доходит до оценки характеристик бамбука в масштабе Янки, все лучшее качество плетеного бамбука можно найти в самом сильном конце спектра. Обнадеживающая прочность и твердость, сравнимые с экзотикой, такой как эвкалипт (рейтинг 4000–5000 Янка), пряди из плетеного бамбука считается одним из самых сильных материалов в период шкалы Янки.В зависимости от качества изготовления, лучшие бамбуковые напольные покрытия могут варьироваться от 3800 до 5000.

browse all bamboo flooring browse all bamboo flooring

Лиственные породы против Хвойных пород

Давайте более подробно рассмотрим древесину лиственных и хвойных пород в доме, чтобы продемонстрировать, как уход и уход играют значительную роль в появлении полов спустя годы. Рассмотрим два дома на пляже, где песок обеспечит царапины на поверхности пола.

Home A использует мягкую древесину, такую ​​как американская вишня (950 по шкале Янки).Владельцы проявляют крайнюю осторожность при уборке пола и хранении песка внутри дома. Через десять лет после укладки напольное покрытие выглядит таким же новым, как и в день его установки. Жители дома включают детей и домашних животных, все из которых остаются активными. Шкала твердости Янки может заставить людей поверить, что это плохой выбор пола, хотя в действительности он может быть идеальным!

Home B использует довольно твердую древесину, такую ​​как бразильская вишня (2820 по шкале Янки).Владельцы не известны тем, что убирают за собой и поддерживают очень активный образ жизни. Через шесть лет после установки пол выглядит ужасно и, возможно, нуждается в замене. Шкала твердости Янки может заставить людей поверить, что это лучший выбор напольных покрытий, просто потому, что он сложнее, чем его американский аналог Cherry, хотя это не всегда так.

может мягче значит сильнее?

Не путайте твердость пола с его прочностью. Твердость служит только показателем того, насколько хорошо пол будет выдерживать износ изо дня в день, а не тем, насколько прочна древесина.Не связывайте твердость или мягкость с тем, как ощущается древесина, так как это не имеет отношения к этому аспекту напольного покрытия. Эта шкала также не имеет ничего общего с тем, насколько мягкий пол с точки зрения комфорта.

Что все это значит?

Прежде всего, выбирайте паркетный пол в зависимости от его вида и цены. Суть в том, что, несмотря ни на что, о древесине нужно заботиться правильно, чтобы выдержать износ времени. Если о нем не позаботятся, не имеет значения, насколько он твердый или мягкий.Если решение не может быть достигнуто, попробуйте использовать рейтинг Янки, чтобы измерить твердость древесины, исключительно как показатель того, насколько хорошо дерево сможет противостоять мебели, домашним животным, детям и повседневной жизни. Более мягкие породы дерева не всегда означают более раннюю замену и ремонт, поэтому наилучшим выбором всегда будет выбор внешнего вида и цены.

,
Свойства материала 1 A- Прочность на растяжение и деформация
  • Учебный ресурс
  • Проводить исследования
    • Искусство и Гуманитарные науки
    • Бизнес
    • Инженерная технология
    • Иностранный язык
    • история
    • математический
    • Наука
    • Социальная наука
    Топ подкатегорий
    • Advanced Math
    • алгебра
    • Basic Math
    • Исчисление
    • Геометрия
    • Линейная Алгебра
    • Предварительная алгебра
    • Предварительное исчисление
    • Статистика и вероятность
    • Тригонометрия
    • другое →
    Топ подкатегорий
    • Астрономия
    • Астрофизика
    • Биология
    • Химия
    • Науки о Земле
    • Наука об окружающей среде
    • Наука о здоровье
    • Физика
    • другое →
    Топ подкатегорий
    • Антропология
    • Закон
    • Политология
    • Психология
    • Социология
    • другое →
    Топ подкатегорий
    • Бухгалтерский учет
    • Экономика
    • Финансы
    • Управление
    • другое →
    Топ подкатегорий
    • Аэрокосмическая Техника
    • Биоинженерия
    • Химическая инженерия
    • Гражданское строительство
    • Компьютерные науки
    • Электротехника
    • Промышленный инжиниринг
    • Машиностроение
    • Веб-дизайн
    • другое →
    Топ подкатегорий
    • Архитектура
    • Связь
    • английский
    • Гендерные исследования
    • Музыка
    • исполнительских искусств
    • Философия
    • Религиоведение
    • Написание
    • другое →
    Топ подкатегорий
    • Древняя история
    • Европейская история
    • История США
    • Всемирная история
    • другое →
    Топ подкатегорий
    • хорватский
    • чешский
    • финский
    • греческий
    • хинди
.

тест твердости Янки - Википедия переиздано // WIKI 2

Janka hardness test.jpg

Испытание на твердость Янки (от эмигранта австрийского происхождения Габриэля Янки, 1864–1932 гг.) Измеряет устойчивость образца древесины к вмятинам и износу. Он измеряет силу, необходимую для врезания стального шарика диаметром 11,28 мм (0,444 дюйма) на полпути в образец древесины. Обычное использование оценок твердости Янки состоит в том, чтобы определить, подходит ли вид для использования в качестве напольного покрытия. Для паркета из твердых пород дерева для испытания обычно требуется образец размером 2 × 6 дюймов толщиной не менее 6–8 мм, а наиболее часто используемый тест - ASTM D1037.При тестировании древесины в форме пиломатериалов тест Янки всегда проводится на древесине из ствола дерева (известной как сердцевина дерева), а стандартный образец (согласно ASTM D143) имеет влажность 12% и не содержит сучков. [1]

Твердость древесины зависит от направления древесины. Считается, что испытания на поверхности доски, перпендикулярной к зерну, имеют «боковую твердость». Испытание поверхности среза культи называется испытанием на «твердость конца». [ цитирование необходимо ] Боковая твердость может быть дополнительно разделена на «радиальную твердость» и «тангенциальную твердость», хотя различия незначительны и часто игнорируются.

Результаты изложены различными способами, которые могут привести к путанице, особенно когда фактические используемые единицы часто не прикреплены. В целом, полученная мера всегда является силой. В Соединенных Штатах измерение в фунтах-силах (фунт-сила). В Швеции оно выражено в килограммах (кгс), а в Австралии - в ньютонах (N) или килоньютонах (кН). Эта путаница больше всего проявляется, когда результаты рассматриваются как единицы, например «660 Янка». [2]

Результаты испытаний твердости Янки, приведенные в таблице ниже, были выполнены в соответствии с методами испытаний ASTM D 1037-12.Запасы пиломатериалов варьируются от 1 до 2 дюймов толщиной. Табличные показатели твердости Янки являются средними. Существует стандартное отклонение, связанное с каждым видом, но эти значения не приведены. [ цитирование необходимо ] Не было проведено никаких испытаний на фактическом настиле. Другие факторы влияют на характеристики напольных покрытий: тип сердцевины для инженерных напольных покрытий, таких как сосна, HDF, тополь, дуб, береза; направление и толщина зерна; поверхность пола или верхней поверхности и т. д. Диаграмму не следует считать абсолютной; Он призван помочь людям понять, какие леса тяжелее других.

Энциклопедия YouTube

  • 1/5

    Просмотров:

    1 315

    415 785

    85 258

    1 104

    1 131

  • ✪ Что такое рейтинг Янки? | Твердый паркет Твердость

  • ✪ Разница между лиственными и хвойными породами (клянусь, интереснее, чем кажется)

  • ✪ Топ 10 самых крепких пород дерева в мире

  • Control Контроль качества отделки деревом - испытание твердости

  • testing Проверка твердости ножа

Привет, Донни из телевизора Flooring My Life Что такое рейтинг Янки? Мы слышим все эти разговоры о том, что такое янка или "Янка", как вы хотите назвать это В основном это рейтинг, в котором они тестируют паркет чтобы увидеть, будет ли оно качественным или долговечным Так что они на самом деле вбивают стальной шар в лес на половину его диаметра и давление, необходимое для этого это то, что определяет рейтинг Янки Так, например, американский орех и американская вишня очень мягки в рейтинге янки Принимая во внимание, что бразильская вишня и бразильский грецкий орех будут чрезвычайно тяжелыми в рейтинге янки Убедитесь, что вы знаете это, прежде чем купить свой следующий деревянный пол Донни Гуптон, Flooring My Life Tv. a b c Wiepking, C. A .; Дойл Д. В. (ноябрь 1955 г.). «Сила и связанные с ними свойства бальзы и Quipo леса». UISDA Forest Service, Лаборатория лесных товаров: 27–28. Отчет № 1511. Мягкость записи 22 фунт-сила-фута часто ложно приписывается кипо, но все такие отчеты, как представляется, представляют собой неправильное прочтение цифр 15 и 16 из этого первичного источника, что свидетельствует о том, что измерение относится к пробе и является самым мягким измеренный кипо был 46 фунтов, тангенциальный, 38 фунтов, радиальный.

Внешние ссылки

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *