Плотность березы сухой: Плотность березовых дров сухих

Содержание

Физические свойства древесины

Изменения внешнего вида, нарушения правильности строения, целостности тканей и другие недостатки, снижающие качество древесины и ограничивающие возможности её практического использования, называются пороками древесины.

Согласно ГОСТ 2140-81 все пороки разделены на девять групп:

  • 1 — сучки;
  • 2 — трещины;
  • 3 — пороки формы ствола;
  • 4 — пороки строения древесины;
  • 5 — химические окраски;
  • 6 — грибные поражения;
  • 7 — биологические повреждения;
  • 8 — инородные включения, механические повреждения и пороки обработки;
  • 9 — покоробленности.

В каждую группу входят несколько видов пороков, для некоторых пороков указаны их разновидности. Часть пороков характерна только для круглых лесоматериалов (брёвен и др.), другие пороки свойственны только пилопродукции (доскам, брусьям, заготовкам) или шпону. Есть пороки, которые встречаются у двух или всех трёх классов сортиментов.

 

Сучки

 

Наиболее распространённый порок — сучки. Они представляют собой части (основания) ветвей, заключённые в древесине сортимента. По степени зарастания сучки различают только в круглых лесоматериалах, выделяя два вида: открытые, т.е. выходящие на боковую поверхность сортимента, и заросшие, обнаруживаемые по вздутиям и другим следам зарастания на боковой поверхности.

По форме разреза сучки (в пилопродукции и шпоне) делятся на круглые, овальные и продолговатые. Круглый сучок образуется в том случае, если основание ветви разрезают под большим углом к продольной оси так, что отношение большего диаметра сучка к меньшему не превышает 2. Круглый сучок может быть обнаружен на тангенциальной поверхности сортимента. Овальный сучок образуется, когда основание ветви разрезают под углом к её продольной оси так, что отношение большего диаметра сучка к меньшему равно 2 — 4. Продолговатый сучок образуется при разрезании основания ветви вдоль или под малым утлом к её оси, если отношение большего диаметра к меньшему превышает 4. Продолговатый сучок в виде суживающейся к сердцевине полосы или сильно вытянутого овала может быть обнаружен на радиальном или близком к нему разрезе.

По положению в пиленом сортименте различают

пластевые, кромочные, ребровые, торцовые и сшивные сучки. Пластевые сучки выходят на широкую сторону (пласть), кромочные — на узкую сторону (кромку), ребровые — одновременно на смежные пласть и кромку, торцовые — на короткую сторону (торец) сортимента. Если сучок пронизывает всю пласть или кромку и выходит на два ребра, его называют сшивным.

Кроме того, в пилопродукции выделяют сучки: односторонние, выходящие на одну или две смежные стороны сортимента, и сквозные, выходящие на две противоположные стороны сортимента.

По взаимному расположению в пиленом сортименте различают разбросанные, групповые и разветвлённые сучки. Разбросанными называются любые одиночные сучки, отстоящие друг от друга по длине сортимента на большее расстояние, чем его ширина. У широких сортиментов (шириной более 150 мм) расстояние между сучками должно быть не менее 150 мм. Групповыми называются два или более круглых, овальных или ребровых сучка, расположенных на отрезке длины сортимента, равном его ширине. У широких сортиментов этот отрезок должен быть равен 150 мм. При мутовчатом расположении ветвей, особенно характерном для сосны и лиственницы, образуются разветвлённые (старое название — лапчатые) сучки. Они обнаруживаются на радиальных или близких к ним разрезах и включают два продолговатых сучка одной мутовки или один продолговатый в сочетании с овальным или ребровым сучком одной мутовки (между ними может быть и третий — круглый или овальный сучок).

По степени срастания с окружающей древесиной в пилопродукции и шпоне различают сросшиеся, частично сросшиеся и несросшиеся сучки, у которых годичные слои не срослись с окружающей древесиной на протяжении соответственно менее 1/4; более 1/4, но менее 3/4; более 3/4 периметра разреза сучка. Среди несросшихся сучков выделяют выпадающие.

По состоянию древесины сучки во всех видах лесоматериалов делятся на здоровые, загнившие, гнилые и табачные. Здоровыми называются сучки, у которых древесина не имеет признаков гнили. Среди этой разновидности сучков в пилопродукции и шпоне выделяют сучки: светлые, окрашенные слегка темнее окружающей древесины; тёмные, древесина которых пропитана смолой, дубильными и ядровыми веществами и поэтому значительно темнее окружающей древесины; здоровые с трещинами. Загнившими и гнилыми называются сучки, у которых зона гнили занимает соответственно менее или более 1/3 площади разреза. Табачными называют сучки, древесина которых полностью или частично сгнила и превратилась в рыхлую массу ржаво-бурого (табачного) или белёсого цвета, легко растирающуюся в порошок.

Характеристика сортиментов по сучковатости включает указание разновидностей, размера и количества сучков. В круглых лесоматериалах при установлении разновидностей открытых сучков по состоянию древесины иногда трудно отличить табачные сучки от других поражённых гнилью сучков. В этом случае применяют зондирование щупом. Если зона разрушения распространяется на глубину не более 3 см, то такие сучки в зависимости от площади поражения относят к загнившим или гнилым, если же зона разрушения распространяется на большую глубину (часто до сердцевины), то это табачные сучки.

Открытые сучки измеряют по их наименьшему диаметру, при этом присучковый наплыв в размер сучка не включают. Заросшие сучки оценивают по высоте прикрывающих их вздутий над боковой поверхностью сортиментов. У лиственных лесоматериалов диаметр заросшего сучка можно определить по размеру раневого пятна или усам бровки. Хорошо заметная на гладкой коре некоторых пород (берёза, бук, граб, осина) бровка в виде двух направленных под углом тёмных полосок — усов — возникает от давления разрастающейся ветви на древесину ствола. После отмирания и опадения ветви на месте заросшего сучка возникает раневое пятно, чаще всего правильной эллипсовидной формы.

Размер наиболее толстой части заросшего сучка в сортиментах из берёзы, бука, липы, ольхи и ясеня равен 0,9, а из осины — 0,6 максимального диаметра раневого пятна. В некоторых круглых сортиментах, например в фанерных кряжах, важно знать глубину залегания заросших сучков. Это позволяет установить величину бессучковой зоны, из которой может быть получен шпон высокого качества. Глубина залегания сучков в сортиментах из указанных пород может быть определена по соотношению между высотой и шириной раневого пятна и диаметру сортимента в месте зарастания сучка.

С уменьшением указанного соотношения при данном диаметре сортимента глубина залегания вершины заросшего сучка увеличивается. При одинаковом соотношении размеров раневого пятна залегание сучка тем глубже, чем больше диаметр сортимента.

В сортиментах из берёзы глубину залегания сучка можно определить также по величине угла между усами бровки. Чем больше угол между усами, тем глубже расположен заросший сучок (при постоянном диаметре сортимента). При одной и той же величине угла между усами глубина залегания больше у сортиментов большего диаметра. По длине уса можно ориентировочно судить о размере заросшего сучка. Длина уса, измеренная в сантиметрах, примерно соответствует размеру сучка в миллиметрах.

В пилопродукции и строганом шпоне размеры сучков определяют одним из двух способов:

  • по расстоянию между двумя касательными к контуру сучка, проведёнными параллельно продольной оси сортимента;
  • по наименьшему диаметру сечения сучка.

Круглые, овальные и продолговатые (или разветвлённые), не выходящие на ребро сучки измеряют, как показано на рис. 5, первым (размеры а1 а2 и т.д.) или вторым (размеры b1 и b2 и т.д.) способом. Размер разветвлённых сучков допускается определять как сумму размеров составляющих сучков. Таким же образом определяют и размеры групповых сучков. В лущёном шпоне все сучки измеряют по наибольшему диаметру их сечения. Размеры сучков выражают в миллиметрах или в долях размера сортимента и подсчитывают их количество в круглых лесоматериалах и пилопродукции на 1 м или на всю длину сортимента, в шпоне — на 1 м или на всю площадь листа.

Количество, размеры и расположение сучков зависят от породы дерева, условий его роста и зоны ствола. Стволы теневыносливой породы — ели имеют больше сучков, чем стволы сосны; деревья, выросшие в сомкнутых древостоях, очищаются от сучков раньше и выше, чем дерево, выросшее на свободе; комлевая часть ствола имеет меньшую сучковатость, чем вершинная. Размеры одних и тех же сучков и состояние их древесины изменяются по радиусу ствола. По мере продвижения от коры вглубь ствола к сердцевине размеры сучков уменьшаются, несросшиеся сучки переходят в сросшиеся, уменьшается количество загнивших и гнилых сучков.

При использовании древесины сучки в большинстве случаев оказывают отрицательное влияние — часто ухудшают внешний вид древесины, нарушают её однородность и вызывают искривление волокон и годичных слоев, что приводит к снижению показателей многих механических свойств древесины. Вследствие большей твёрдости по сравнению с окружающей древесиной здоровые и особенно тёмные (роговые) сучки затрудняют обработку древесины режущими инструментами. Табачные сучки в круглых сортиментах сопровождаются скрытой ядровой гнилью.

Степень влияния сучка на механические свойства зависит от его относительных размеров, разновидности и характера напряжённого состояния нагруженной детали изделия или конструкции. Наименьшее отрицательное влияние оказывают здоровые, круглые, вполне сросшиеся сучки, а наибольшее — сшивные и групповые. Наиболее сильно снижается прочность древесины при растяжении вдоль волокон, меньше всего — при сжатии вдоль волокон. При изгибе степень влияния существенно зависит от положения сучка по длине и высоте детали. Наибольшее отрицательное влияние оказывают сучки, расположенные в растянутой зоне опасного сечения изгибаемой детали, особенно если сучок выходит на кромку.

По данным для заготовок из древесины сосны наблюдается близкая к пропорциональной зависимость между относительным размером сучка (в долях ширины или толщины заготовки) и прочностью при статическом изгибе и сжатии вдоль волокон (в процентах от прочности чистой древесины). Следовательно, при размере сучка 0,3 и 0,5 прочность снизится соответственно на 30 и 50%. Аналогичная зависимость была обнаружена при изгибе древесины берёзы и бука. У древесины дуба влияние размера сучков на прочность выражено слабее.

Прочность увеличивается из-за наличия сучков при сжатии и растяжении древесины в радиальном направлении поперёк волокон, когда ось сучка совпадает с направлением усилия. Сучки повышают прочность и при скалывании вдоль волокон в тангенциальном направлении, когда они расположены перпендикулярно плоскости скалывания.

В отверстия, остающиеся после выпавших сучков, при необходимости вставляют деревянные пробки (на клею или без него). Иногда специально высверливают сучки и заделывают отверстия пробками. Прочность древесины при этом не повышается, так как искривления волокон вокруг пробок по-прежнему остаются.

С увеличением размера сучков модули упругости при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе снижаются, а при растяжении и сжатии поперёк волокон в радиальном и тангенциальном направлениях сильно возрастают в связи с большей жёсткостью древесины самих сучков.

Было исследовано влияние сучков на механические свойства круглых лесоматериалов из древесины сосны. И снижение предела прочности при сжатии вдоль волокон образцов диаметром от 8,5 до 12 см с увеличением отношения размера наиболее крупного сучка в мутовке к диаметру образца от 0,18 до 0,61 составило от 4 до 18 % по сравнению с чистой древесиной. Примерно такое же снижение прочности было установлено при испытании образцов на статический изгиб, если крупный сучок находился в растянутой зоне. У образцов диаметром 16 см и более не обнаружено существенного влияния сучков на прочность при сжатии вдоль волокон. Таким образом, в пиломатериалах сучки оказывают большее влияние на прочность, чем в круглых лесоматериалах. В круглых лесоматериалах, так же как и в пиломатериалах, сучки меньше влияют на модуль упругости, чем на прочность.

 

Трещины

 

Трещины — это продольные разрывы древесины, которые образуются под действием внутренних напряжений, достигающих предела прочности древесины на растяжение поперёк волокон.

Трещины в круглых лесоматериалах и пилопродукции делятся по типу на

метиковые, отлупные и морозные, появляющиеся в растущем дереве, и трещины усушки, возникающие в срубленной древесине.

Метиковые трещины представляют собой внутренние радиальные трещины в стволах деревьев. Встречаются они у всех пород, особенно часто у сосны, лиственницы, бука преимущественно в перестойных древостоях. Протяженность трещины по стволу достигает 10 м и более, иногда трещина от комля доходит до живой кроны. В круглых лесоматериалах метиковые трещины заметны только на торцах (лучше на комлевых), так как, начинаясь от сердцевины, они до коры не доходят и на боковой поверхности не видны. В пиломатериалах эти трещины обнаруживаются как на торцах, так и на боковых поверхностях. Простой называется метиковая трещина (или две трещины, направленные по одному диаметру торца), расположенная в одной плоскости по длине сортимента. Сложными называются две или несколько трещин, направленных на торце под углом друг к другу, а также одна или две трещины, направленные по одному диаметру, но из-за спирального расположения волокон находящиеся не в одной плоскости. Метиковые трещины возникают в процессе роста дерева. Существует мнение, что трещины образуются и при валке дерева от ударов о землю. При высыхании древесины размеры трещины увеличиваются. Метиковые трещины представляют собой не сплошные, а прерывистые разрывы по длине сортимента.

Отлупные трещины — это отслоения (по годичному слою) древесины внутри ядра или спелой древесины стволов растущих деревьев; встречаются у всех пород. Отлуп можно обнаружить в круглых лесоматериалах только на торцах в виде дугообразных (не заполненных смолой) или кольцевых трещин, в пиломатериалах — на торцах в виде трещин-луночек, а на боковых поверхностях в виде продольных трещин или желобчатых углублений. До сих пор причина появления отлупных трещин точно не установлена. Отлупные трещины образуются в местах резкого перехода мелкослойной древесины в крупнослойную. Возникновение отлупа может быть связано с образованием внутренней гнили, а у сосны и у лиственных пород — водослоя.

Морозные трещины представляют собой наружные продольные разрывы древесины стволов растущих деревьев лиственных (реже хвойных) пород; распространяются вглубь ствола по радиальным направлениям. Они образуются при резком снижении температуры зимой. На них похожи старые трещины, возникшие от удара молнии. На поверхности ствола этот порок имеет вид длинной открытой трещины, часто с валиками разросшейся древесины и коры по краям. Морозные трещины располагаются в комлевой части ствола. В круглых лесоматериалах морозные трещины хорошо заметны на боковой поверхности и торцах; снаружи они имеют наибольшую ширину, уходят вглубь древесины (часто до сердцевины), постепенно суживаясь. В пиломатериалах они обнаруживаются в виде длинных радиальных трещин с уширенными около них годичными слоями.

Трещины усушки возникают в лесоматериалах под действием внутренних сушильных напряжений. Трещины распространяются от боковой поверхности вглубь сортимента по радиальным направлениям. От метиковых и морозных трещин они отличаются меньшим протяжением по длине сортимента (обычно не более 1 м) и меньшей глубиной. Эти трещины могут появляться на торцовых поверхностях круглых сортиментов и пиломатериалов из-за неравномерности просыхания их по длине. В конечной стадии сушки пиломатериалов крупного сечения (чаще лиственных пород) иногда появляются внутренние трещины (свищи), которые обнаруживаются при раскрое сортиментов.

По расположению в сортименте различают торцовые трещины, находящиеся на торцах и не выходящие на боковые стороны сортимента, и боковые трещины, которые расположены на боковых сторонах сортимента и могут выходить на торцы. Среди боковых трещин в пиленых сортиментах различают пластевые и кромочные.

Если трещины распространяются на глубину менее 1/10 толщины сортимента (но не более 7 см для круглых лесоматериалов и 5 мм для пилопродукции), они называются неглубокими, если на большую глубину (но не имеют второго выхода на боковую поверхность) — глубокими. Сквозными называются трещины, выходящие на две боковые стороны или на два торца сортимента, а также отлупные трещины, выходящие в двух местах на одну сторону сортимента (могут образовать желобок). В шпоне трещины шириной менее 0,2 мм называются сомкнутыми, а более широкие — разошедшимися.

Боковые трещины измеряют по глубине сортимента в миллиметрах, а по длине — в сантиметрах или соответственно в долях толщины и длины сортимента. Для измерения глубины пользуются тонким стальным щупом. Торцовые метиковые, отлупные и морозные трещины в круглых лесоматериалах измеряют по наименьшей толщине сердцевинной доски или диаметру окружности, в которую они могут быть вписаны, или по наименьшей ширине неповрежденной периферической зоны торца. Торцовые трещины усушки в круглых лесоматериалах измеряют по глубине. В пилопродукции торцовые трещины измеряют по протяжённости на торце в миллиметрах или в долях той стороны сортимента, на которой их проекция больше. Отлупные торцовые трещины в пилопродукции измеряют по хорде, а если трещина занимает более половины окружности годичного слоя — по диаметру. В шпоне трещины измеряют по длине, а разошедшиеся трещины — и по ширине; учитывают количество трещин на 1 м ширины листа.

Наименьшее снижение прочности из-за трещин наблюдается при сжатии вдоль или поперёк волокон, наибольшее — при растяжении поперёк волокон, если трещина расположена в плоскости, перпендикулярной направлению действия усилия, а также при скалывании, если трещина совпадает с плоскостью скалывания. При изгибе наибольшее отрицательное влияние оказывает трещина, перпендикулярная направлению изгибающего усилия и расположенная в нейтральной плоскости. Здесь нормальные напряжения отсутствуют, но касательные напряжения максимальные и снижение прочности пропорционально уменьшению площади, работающей на скалывание. По данным, трещины не оказывают влияния на модуль упругости при растяжении и сжатии вдоль волокон, но сильно снижают модуль упругости при статическом изгибе в том случае, когда плоскость трещины перпендикулярна направлению изгибающего усилия.

Трещины — один из главных факторов снижения прочности сортиментов, применяемых в строительстве. Ограничения в допуске трещин объясняются также и тем, что они способствуют проникновению влаги и спор грибов вглубь сортимента.

 

Пороки формы ствола

 

Сбежистость. Для всех стволов деревьев характерно постепенное уменьшение диаметра в направлении от комля к вершине (сбег). Если на каждый метр высоты ствола (длины сортимента) диаметр уменьшается более чем на 1 см, то такое явление считается пороком — сбежистостью. Сбежистость измеряют как разность между комлевым и вершинным диаметрами у круглого сортимента (в комлевых брёвнах нижний диаметр измеряют на расстоянии 1 м от комлевого торца), а у необрезных пиломатериалов — между шириной комлевого и вершинного конца. Полученную разность относят к общей длине сортимента и выражают в сантиметрах на 1 м или в процентах.

Стволы лиственных пород более сбежисты, чем хвойных. Сильно сбежистые стволы у деревьев, выросших на свободе или в редком древостое. Чем выше бонитет насаждения, тем стволы полнодревеснее, т.е. менее сбежисты. Наименьшая сбежистость характерна для сортиментов, выпиленных из средней части ствола, наибольшая — из вершинной. Сбежистость увеличивает количество отходов при распиловке сортиментов и их лущении и косвенным образом влияет на прочность, так как становится причиной появления в пиломатериалах порока — радиального наклона волокон.

Закомелистость. Это такой случай сбежистости, когда наблюдается резкое увеличение диаметра в нижней части ствола; диаметр круглых лесоматериалов или ширина необрезной пилопродукции у комлевого торца более чем в 1,2 раза превышает диаметр (ширину) сортимента на расстоянии 1 м от этого торца.

Округлой закомелистость называется в том случае, если поперечное сечение комлевой части имеет форму, близкую к окружности. Ребристая закомелистость характеризуется многолопастной формой поперечного сечения. На боковой поверхности сортимента видны продольные углубления.

Закомелистость измеряют как разность диаметров (для необрезных пиломатериалов — ширин) комлевого торца и сечения на расстоянии 1 м от него. При ребристой закомелистости допускается определять разницу между максимальным и минимальным диаметром комлевого торца.

Овальность. Так называется эллипсовидность формы торца круглых лесоматериалов, при которой наибольший диаметр не менее чем в 1,5 раза превышает меньший. Порок измеряют как разность указанных диаметров. Овальность сопровождает крень или тяговую древесину.

Наросты. Так называют местные утолщения ствола. Они могут быть с гладкой или бугристой окоренной поверхностью и спящими почками (капы). Иногда капы можно отличить от сувелей по наличию на них побегов. Наросты образуются в результате неблагоприятного воздействия грибов, бактерий, вирусов, химических агентов, радиации, механических повреждений и т.п. Особенности формирования наростов, обусловленные нарушением ростовых процессов. На продольном разрезе сувеля годичные слои изогнуты и повторяют наружные очертания нароста. Для капов характерно свилеватое строение древесины. У хвойных пород образуются преимущественно сувели, у лиственных — наросты обоих типов. Свилеватость древесины капов и наличие в ней многочисленных следов спящих почек создает очень красивую текстуру на разрезах. Особенно декоративна текстура капов грецкого ореха. Прикорневые капы часто достигают значительных размеров.

У ореха и берёзы они могут весить сотни килограмм, а иногда и больше тонны. На стволах карельской березы часто образуются шаровидные утолщения с характерной текстурой. Древесина сувелей имеет большую усушку вдоль волокон (от 0,5 до 1,0 %), низкий модуль упругости и малую прочность при сжатии вдоль волокон. Древесина капов более плотная и твёрдая, чем нормальная стволовая древесина, и имеет менее выраженную анизотропию. Наросты измеряют по длине и ширине. Они затрудняют использование круглых лесоматериалов и осложняют их переработку, однако древесина капов высоко ценится как материал для художественных поделок и сырьё для облицовочного строганого шпона.

Кривизна. Искривление ствола по длине встречается у всех древесных пород. Вследствие потери верхушечного побега и замены его боковой ветвью, из-за наклона дерева в сторону лучшего освещения, при росте на горных склонах и по другим причинам ствол дерева может оказаться искривлённым. Различают простую и сложную кривизну, характеризующуюся соответственно одним или несколькими изгибами сортимента.

Простую кривизну измеряют как величину стрелы прогиба сортимента в месте его искривления (в процентах от протяжённости искривлённого участка сортимента). При раскряжевке длинного сортимента на короткие кривизна их оказывается меньше примерно во столько раз, на сколько равных частей был разрезан длинный сортимент. Сложную кривизну характеризуют величиной наибольшего искривления, измеряемого так же, как в случае простой кривизны.

Пороки формы ствола увеличивают количество отходов при распиловке и лущении круглых сортиментов и являются причиной появления радиального наклона волокон в пиломатериалах и шпоне.

 

Пороки строения древесины

 

Неправильное расположение волокон и годичных слоёв

 

Наклон волокон. Отклонение волокон от продольной оси сортимента (раньше этот порок назывался косослоем) встречается у всех пород. В круглых лесоматериалах наклон обусловлен природным спиральным расположением волокон; обнаруживается на боковой поверхности по направлению бороздок коры или в окоренных сортиментах по винтовым трещинам. В пилопродукции и шпоне различают две разновидности этого порока — тангенциальный и радиальный наклон. Тангенциальный наклон волокон обнаруживается на тангенциальном разрезе по отклонению направления смоляных ходов, сосудов, сердцевинных лучей, трещин и полосок грибных поражений от продольной оси сортимента.

Если указанные признаки выражены недостаточно чётко, то следует прочертить риски тонким, но не острым инструментом или провести пробное раскалывание вдоль волокон; отклонение риски от продольной оси сортимента или неплоскостность поверхности радиального раскола укажут на наличие порока.

Наклон волокон на тангенциальной поверхности пиломатериалов может не быть связан со спиральным расположением волокон в стволе дерева, а возникнуть в результате распиловки прямо-волокнистой доски (бруса) на мелкие детали при направлении резов под углом к продольной оси исходного сортимента. У такого порока в отличие от природного тангенциального наклона волокон одинаковые углы наклона волокон на противоположных сторонах сортимента.

Радиальный наклон волокон наблюдается при перерезании годичных слоёв на радиальной или близкой к ней поверхности пиломатериала. Указанная разновидность наклона волокон (по старой терминологии — искусственный косослой) получается при распиловке сильно сбежистых, закомелистых и кривых брёвен. Если резы пилы проходят параллельно продольной оси бревна, то годичные слои и, следовательно, волокна на радиальной поверхности пиломатериала оказываются под углом к ребру сортимента. В этом случае на тангенциальной поверхности пиломатериалов, а также на лущёном шпоне видны близко расположенные границы годичных слоёв.

Наклон волокон круглых лесоматериалов измеряют в наиболее типичном месте проявления порока — на боковой поверхности — как отклонение волокон от линии, параллельной продольной оси сортимента, на протяжении 1 м и выражают в процентах или сантиметрах. В комлевых брёвнах наклон волокон измеряют, отступив 1 м от нижнего торца. Допускается измерять порок на верхнем торце по хорде h в сантиметрах или долях диаметра торца. В пилопродукции наклон волокон измеряют как отклонение h на длине l, равной не менее двойной ширины сортимента (в процентах от длины этого участка по продольной оси).

В шпоне тангенциальный наклон измеряют так же, как в пилопродукции, а радиальный наклон — по средней ширине перерезанных годичных слоёв, которые подсчитывают на отрезке длиной 100 мм в том участке тангенциальной поверхности листа, где эти слои расположены наиболее тесно.

Чем больше наклон волокон, тем сильнее снижается прочность древесины. Наибольшее снижение прочности наблюдается при растяжении вдоль волокон, заметно снижается прочность при статическом изгибе; наименьшее влияние оказывает этот порок на прочность при сжатии вдоль волокон. По данным наклон волокон, равный 12%, вызывает снижение предела прочности сосны при сжатии вдоль волокон на 3 %, при статическом изгибе на 11 %, а при растяжении вдоль волокон на 14 %. Модуль упругости также существенно снижается при увеличении наклона волокон, особенно при сжатии вдоль волокон.

Наклон волокон увеличивает усушку сортиментов в продольном направлении и служит причиной образования винтовой покоробленности (крыловатости) пиломатериалов, скручивания столбов. Кроме того, наклон волокон затрудняет механическую обработку древесины и снижает её способность к изгибу.

Свилеватость. Так называется извилистое и беспорядочное расположение волокон, которое встречается чаще всего у лиственных пород.

Волнистая свилеватость выражается в более или менее упорядоченном расположении волнообразно изогнутых волокон и образует характерную струйчатую текстуру. Такое расположение волокон наблюдается преимущественно в комлевой части ствола, особенно в местах перехода ствола в корни.

Путаная свилеватость характеризуется беспорядочным расположением волокон; встречается главным образом в древесине наростов типа капов.

Обычно свилеватость представляет собой местный порок, так как ограничивается отдельными участками древесины, но иногда может обнаружиться на большом протяжении ствола, например, в карельской березе. Согласно исследованиям, для такой древесины характерно наличие крупных ложношироких сердцевинных лучей, содержащих скопления мелких паренхимных клеток. Своеобразный коричневатый узорчатый рисунок обусловливается бурым пигментом, находящимся в клетках ложношироких лучей и участков паренхимы.

Измерив ширину и длину свилеватой части поверхности, устанавливают процент площади поверхности сортимента, занятой пороком. Свилеватость снижает прочность при растяжении, увеличивает ударную вязкость и сопротивление раскалыванию. Механическая обработка свилеватой древесины затруднена. Вместе с тем свилеватость (особенно путаная) создаёт красивую текстуру, которая высоко ценится при использовании древесины в качестве декоративного материала, поэтому свилеватость следует считать условным пороком.

Завиток. Это местное искривление годичных слоёв у сучков и проростей. На боковых поверхностях пилопродукции и в шпоне заметны скобообразные, изогнутые или замкнутые концентрические контуры искривлённых годичных слоёв. Односторонним называется завиток, выходящий на одну или две смежные стороны сортимента, сквозным — выходящий на две противоположные стороны сортимента.

На боковых поверхностях пилопродукции и в шпоне измеряют ширину и длину завитка, а также подсчитывают число завитков на 1 м или на всей длине сортимента в пиломатериалах и заготовках и на 1 м или на всей поверхности листа в шпоне. Завитки, окружающие сучки, допустимые в данном сортименте, не учитываются.

Наибольшее снижение прочности наблюдается при наличии сквозных завитков, находящихся под действием растягивающих напряжений. Завитки снижают также ударную вязкость. Особенно опасны завитки для мелких сортиментов.

Реактивная древесина. В наклонённых и изогнутых стволах и ветвях образуется особая древесина, получившая в мировой ботанической литературе название реактивной. Этот порок возникает под действием силы тяжести, вызывающей перераспределение веществ, стимулирующих или подавляющих ростовые процессы, ветровой нагрузки, напряжений роста, осмотического давления и других факторов.

Крень. Этот порок строения древесины хвойных пород выражается в кажущемся увеличении ширины поздней зоны годичных слоёв. Креневая древесина лишь по цвету напоминает позднюю. Крень образуется преимущественно в сжатой зоне изогнутых или наклонённых стволов, т.е. на нижней, обращённой к земле стороне.

Сплошная крень обнаруживается на торцах стволов, длительно подвергавшихся изгибу, в виде тёмноокрашенного участка, занимающего иногда более половины сечения, которое имеет овальную форму. Сердцевина смещена в сторону участка нормальной древесины. В креневой древесине годичные слои значительно шире, а в пределах каждого годичного слоя переход от светлой к тёмной зоне менее резкий, чем в нормальной древесине. Обычно поверхность креневой древесины более гладкая, чем у нормальной древесины. Сплошная крень чаще наблюдается в комлевой части наклонённых стволов; её можно наблюдать и в растянутой зоне искривлённых стволов, а также в нижней (сжатой) зоне ветвей.

Местная крень возникает при кратковременном изгибе ствола или действии других факторов. На торце ствола она заметна в виде дугообразных участков, захватывающих один или несколько годичных слоев.

На боковых поверхностях пилопродукции и шпона сплошная и местная крень имеет вид тусклых тёмных полос различной ширины. Особенно часто встречается и хорошо заметна крень у спелодревесных пород — ели и пихты; в тёмноокрашенной ядровой зоне лиственницы, сосны, кедра крень видна хуже.

Крень измеряют по ширине и длине занятой ею зоны; можно также определять долю (в процентах) площади стороны сортимента, занятой этим пороком.

Креневые трахеиды имеют округлую форму поперечного сечения; остаются крупные межклетные пространства. Толщина стенок в 2 раза больше, чем в нормальных трахеидах.

У креневой древесины примерно на 10 % снижается содержание целлюлозы и увеличивается содержание лигнина. Плотность, торцовая твёрдость, прочность при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе повышаются, а предел прочности при растяжении вдоль волокон и ударная вязкость снижаются. Модули упругости вдоль волокон уменьшаются, а модули сдвига и модули упругости при сжатии поперёк волокон возрастают.

Усушка поперёк волокон у креневой древесины примерно в 2 раза меньше, чем у нормальной, однако усушка вдоль волокон (из-за большого угла наклона микрофибрилл) значительно увеличивается (в 10 раз и более). Это вызывает продольное коробление и растрескивание пилопродукции.

Предел гигроскопичности у креневой древесины ниже; снижается проницаемость древесины для жидкости и газов, что связано с меньшими размерами полостей трахеид и окаймлённых пор; падает водопоглощение.

Присутствие крени в балансах снижает выход химически чистой целлюлозы, увеличивает расходы на её отбелку. Из-за крени ухудшается качество древесной массы, используемой в бумажном производстве, зажимаются пилы при поперечном раскрое досок.

Тяговая древесина. Этот порок строения древесины лиственных пород по происхождению родственен крени, но в отличие от крени он образуется в верхней (растянутой) зоне искривлённых или наклонённых стволов и ветвей некоторых пород (бук, тополь и др.). У бука после валки дерева тяговая древесина может быть обнаружена по более светлой окраске с серебристым или перламутровым оттенком. Под действием света, воздуха, а также в результате удаления влаги при сушке тяговая древесина окрашивается в более тёмный коричневый цвет.

На торцах лесоматериалов тяговая древесина имеет вид дугообразных участков, отличающихся цветом и структурой (пушисто-бархатистой поверхностью) от нормальной древесины. На радиальной поверхности и в шпоне из древесины с хорошо видимыми годичными слоями (дуб, ясень) она наблюдается в виде узких полосок — тяжей. В лесоматериалах со слабо выраженными годичными слоями (из берёзы, клена) распознание порока затруднено. Способы измерения тяговой древесины такие же, как и для крени.

Содержание волокон либриформа в тяговой древесине увеличивается, они имеют меньший диаметр, но большую длину и значительно утолщённые стенки. В стенках волокон либриформа имеется мощный желатинозный слой, выстилающий внутреннюю поверхность (со стороны полости). Этот слой богат целлюлозой и не одревесневает. Общее содержание целлюлозы и золы выше, а лигнина и гемицеллюлоз ниже, чем у нормальной древесины.

Плотность тяговой древесины примерно на 10-30% выше, усушка вдоль волокон примерно в 2 раза больше, чем у нормальной древесины, однако снижение усушки поперёк волокон меньше, чем у креневой древесины. Прочность при сжатии вдоль волокон меньше, а прочность при растяжении вдоль волокон и ударная вязкость больше, чем у нормальной древесины.

 

Тяговая древесина затрудняет механическую обработку пиломатериалов, приводя к образованию ворсистых и мшистых поверхностей. Отделяющиеся при резании волокна забивают пазухи пил, и процесс пиления замедляется.

 

 

Нерегулярные анатомические образования

 

Ложное ядро. Так называется тёмноокрашенная внутренняя зона древесины лиственных пород (берёзы, бука, ольхи, осины, клёна, граба, липы и др.). Граница ложного ядра обычно не совпадает с годичными кольцами. От заболони оно отделено чаще тёмной, реже светлой (например, у берёзы) каймой.

Различают округлое, звездчатое и лопастное ложные ядра, окрашенные в тёмно-бурый или красно-бурый цвет, иногда с лиловым, фиолетовым или тёмно-зелёным оттенком. Встречается тёмная кайма, которая делит ядро на секции. На продольных разрезах заметна широкая полоса одного или нескольких из указанных цветов.

Причинами образования порока могут быть возрастная дифференциация тканей, раневая реакция дерева, воздействие грибов, влияние сильных морозов.

В круглых лесоматериалах ложное ядро измеряют по наименьшему диаметру окружности, в которую оно может быть вписано; в фанерном сырье (чураках) измеряют наименьшую ширину свободной от порока периферической зоны. В пилопродукции и шпоне измеряют размеры зоны, занятой пороком.

Ложное ядро ухудшает внешний вид древесины. Эта зона имеет пониженные проницаемость, прочность при растяжении вдоль волокон, ударную вязкость. При наличии ложного ядра уменьшается способность древесины к загибу. У берёзы ложное ядро легко растрескивается. По стойкости к загниванию ложное ядро часто превосходит заболонь.

Внутренняя заболонь. В древесине у дуба, ясеня (иногда и у других лиственных пород) в зоне ядра могут образовываться несколько смежных годичных слоёв, похожих на заболонь по цвету и другим свойствам. В круглых сортиментах на торцах среди тёмноокрашенной древесины ядра бывает заметно одно или несколько разной ширины колец светлого цвета. В пиломатериалах на радиальных или близких к ним поверхностях видны ровные светлые полосы. На тангенциальных поверхностях внутренняя заболонь наблюдается в виде более или менее широкой полосы, которая при перерезании годичных слоёв выклинивается. Внутренняя заболонь образуется вследствие нарушения нормальной деятельности камбия, которое вызвано морозами.

В круглых сортиментах измеряют наружный диаметр кольца внутренней заболони, а также ширину кольца. В пилопродукции и шпоне измеряют ширину и длину или площадь зоны, занятой пороком.

Внутренняя заболонь, как и нормальная заболонь, имеет значительно меньшую стойкость против загнивания, чем ядро, легко пропускает жидкости. Усушка древесины внутренней заболони несколько меньше, чем ядровой древесины.

Пятнистость. В древесине растущих деревьев лиственных пород вследствие раневой реакции, воздействия химических факторов, грибов и насекомых образуются сравнительно небольшие по размеру тёмноокрашенные участки древесины (по цвету напоминающие ядро и сердцевину).

Тангенциальная пятнистость чаще всего встречается у бука. Она заметна на торцах в виде вытянутых по годичному слою пятен шириной, примерно равной ширине годичного слоя, и длиной до 2 см, а иногда и более.

На тангенциальных разрезах видны продольные широкие полосы коричневого или серо-коричневого цвета, на радиальном разрезе — узкие полосы с резко выделяющимися на тёмном фоне сердцевинными лучами.

Радиальная пятнистость встречается у лиственных пород (чаще у берёзы), обычно ближе к центральной части ствола; на торцах сортиментов она заметна в виде небольших пятен тёмно-бурого, коричневого или тёмно-серого цвета, которые вытянуты преимущественно по радиальному направлению, т. е. вдоль сердцевинных лучей. На продольных разрезах пятнистость наблюдается в виде продольных полос, суживающихся по концам. Она возникает под воздействием грибов и насекомых, в результате повреждений коры птицами.

Прожилки, или сердцевинные повторения, постоянно встречаются в древесине берёзы, а также других лиственных пород (ольха, рябина и др.). Прожилки хорошо заметны на радиальном разрезе в виде коричневых чёрточек, расположенных у границ годичного слоя. На тангенциальном разрезе они имеют петлеобразную форму. В шпоне различают разбросанные и расположенные скученно, в виде переплетающихся полосок, групповые прожилки. Сердцевинные повторения представляют собой микроаномалии строения древесины, вызванные различными причинами.

В круглых лесоматериалах пятнистость не учитывается. В пилопродукции и шпоне измеряют длину и ширину этого порока или процент от площади соответствующей поверхности сортимента. На механические свойства крупных сортиментов пятнистость существенного влияния не оказывает, однако в шпоне в местах крупных пятен радиальной пятнистости происходит растрескивание. Большое количество прожилок может снизить прочность шпона при растяжении.  

Сердцевина. В круглых сортиментах присутствие сердцевины неизбежно, поэтому в них она пороком не считается. В пилопродукции измеряют глубину залегания сердцевины, считая от ближайшей пласти или кромки. Сердцевина и примыкающая к ней ювенильная древесина существенно снижают прочность сортиментов малого сечения. В крупных пиленых сортиментах присутствие сердцевины нежелательно из-за многочисленных заросших сучков вокруг неё. Кроме того, сортименты, выпиленные таким образом, что в них оказывается сердцевина, при сушке, как правило, растрескиваются вследствие анизотропии усушки. Сердцевина легко загнивает.

Смещенная сердцевина. Порок выражается в эксцентричном расположении сердцевины, затрудняющем использование круглых лесоматериалов; он указывает на наличие реактивной древесины.

Двойная сердцевина. В сортиментах, выпиленных из ствола вблизи его разделения на отдельные вершины, могут быть обнаружены две сердцевины, а иногда и более. Каждая сердцевина имеет свою систему годичных слоёв и по периферии ствола окружена общей системой годичных слоёв. Сечение ствола принимает овальную форму.

В пилопродукции и шпоне измеряют длину участка с двойной сердцевиной, а в круглых лесоматериалах только отмечают наличие этого порока. Пиленые сортименты с двойной сердцевиной сильнее коробятся и растрескиваются. Распиловка и лущение круглых сортиментов затруднены и сопровождаются увеличением количества отходов.

Пасынок и глазки. В эту подгруппу включены очень крупные или, наоборот, крайне малые сучки.

Пасынок представляет собой отставшую в росте или отмершую вторую вершину ствола, которая пронизывает сортимент под острым углом к его продольной оси на значительном протяжении. В круглых лесоматериалах пасынок имеет вид сильно вытянутого овала, в пилопродукции и шпоне — полосы или овала с самостоятельной системой годичных слоёв. Порок измеряют по наименьшему диаметру его сечения. Пасынок нарушает однородность строения древесины, а в пилопродукции — и целостность, снижает прочность, особенно при изгибе и растяжении.

Глазки — это следы не развившихся в побег спящих почек, которые обнаруживаются в пилопродукции и шпоне. Диаметр глазков не более 5 мм. Различают глазки разбросанные и групповые (три глазка и более на расстоянии друг от друга менее 10 мм). Кроме того, в шпоне выделяют светлые, почти не отличающиеся по цвету от окружающей древесины, и тёмные глазки. При наличии разбросанных глазков определяют их число, а при наличии групповых — ширину занимаемой ими зоны. В мелких сортиментах глазки, особенно находящиеся в растянутой зоне опасного сечения, снижают прочность при статическом изгибе и ударную вязкость.

 

Раны

 

Сухобокость. Так называется наружное одностороннее омертвление ствола. Лишенный коры углубленный участок вытянут по длине сортимента, по краям имеет наплывы (рис. 1). Этот порок встречается у всех пород; образуется он вследствие обдира, ушиба, ожога или перегрева коры растущего дерева. У хвойных пород сухобокость сопровождается повышенной смолистостью. В области сухобокости часто появляется заболонная грибная окраска; ядровые окраски и гнили в этом случае смещены в наружные зоны древесины. В круглых сортиментах порок измеряют по глубине, ширине и длине. Сухобокость изменяет правильную форму круглых сортиментов, вызывает завитки и нарушает целостность древесины у мест наплывов, снижает выход пиломатериалов и шпона.

Прорость. Так называется зарастающая или заросшая рана, содержащая кору и омертвелую древесину. При частичном зарастании рана легко обнаруживается на боковой поверхности ствола. При полном зарастании прорость видна только на торце как отлуповидная щель и внутренняя радиальная трещина, заполненная остатками коры.

Различают прорость открытую, выходящую только на боковую поверхность любого сортимента или на боковую поверхность и торец, и закрытую, которая обнаруживается только на торцах круглых лесоматериалов и пилопродукции. Открытая прорость имеет ширину менее 2 см, что позволяет отличать её от более широкой раны — сухобокости.

В пилопродукции и шпоне среди открытых проростей выделяют одностороннюю, выходящую на одну или две смежные боковые стороны сортимента, и сквозную, выходящую на две противоположные боковые стороны сортимента.

Кроме того, в шпоне могут быть ещё такие разновидности проростей: сросшаяся — след от закрытой прорости в виде вытянутого участка (шва) свилеватой древесины; светлая — прорость, близкая по цвету к окружающей древесине, и тёмная — прорость, содержащая включение коры или значительно отличающаяся по цвету от окружающей древесины.

В круглых лесоматериалах открытую и закрытую прорости измеряют по наименьшей толщине сердцевинной вырезки (доски), в которую она может быть вписана. В пиломатериалах прорости измеряют по глубине, ширине, длине, а также учитывают их число в штуках на 1 м длины или на всю сторону сортимента, в шпоне — измеряют по длине и учитывают число в штуках на 1 м2 или на всю площадь листа.

Прорость нарушает целостность древесины и сопровождается искривлением годичных слоёв. Степень влияния проростей на качество древесины зависит от их разновидности, размеров, местоположения, количества, а также от характера сортимента.

Рак. Это рана, возникающая на поверхности ствола растущего дерева в результате деятельности грибов и бактерий. Рак может быть открытым (в виде незаросшей раны с плоским или неровным дном, ступенчатыми краями и наплывами у периферии) или закрытым (в виде заросшей раны с ненормальными утолщениями тканей коры и древесины возле поражённых мест). Этот порок встречается у лиственных и хвойных пород. У хвойных пород он сопровождается сильным смолотечением и засмолением древесины. Открытый рак измеряют по ширине, длине и глубине раны, закрытый — по длине и толщине вздутия.

При этом пороке нарушается правильная форма круглых сортиментов. В связи с изменением строения и повышенной смолистостью древесины у хвойных пород затрудняется использование сортиментов по назначению.

 

Ненормальные отложения в древесине

 

Засмолок. Так называется обильно пропитанный смолой участок древесины, образующийся вследствие ранения стволов хвойных пород. Чаще всего засмолки встречаются у сосны. На круглых сортиментах они обнаруживаются по наличию ран и по скоплению смолы. Засмолённые участки темнее окружающей нормальной древесины и в тонких сортиментах просвечивают.

Порок измеряют по длине, ширине и глубине или площади засмолённого участка. Засмолённая древесина имеет значительно меньшую водопроницаемость, влаго- и водопоглощение, но большую плотность и пониженную ударную вязкость; теплота сгорания пропитанной смолой древесины по данным увеличивается (на 30 % при смолистости 45 %). Засмолённая древесина имеет повышенную стойкость к загниванию, но плохо отделывается и склеивается.

Кармашек. Этот порок, который назывался ранее смоляным кармашком, представляет собой полость внутри или между годичных слоёв, заполненную смолой или камедями. Такие смоловместилища встречаются у хвойных пород, содержащих смоляные ходы в древесине, особенно часто у ели. На торцах видны дугообразные трещины — луночки, плоской стороной обращённые к центру ствола, а выпуклой — к его периферии (рис. 1). На тангенциальной поверхности кармашки представляют собой углубления в виде овала, вытянутого в продольном направлении; на радиальном разрезе они имеют вид коротких щелей.

В пилопродукции различают односторонний кармашек, выходящий на одну или две смежные стороны сортимента, и сквозной, выходящий на две противоположные стороны. Размеры кармашков у ели сибирской могут колебаться от нескольких миллиметров до 10-15 см. Кармашки возникают в результате подкорового повреждения камбия при нагревании отдельных участков ствола солнечными лучами в морозный период.

Мелкие кармашки могут образовываться и от повреждения насекомыми. Для улучшения добычи живицы из ели можно создавать кармашки искусственным путем, нанося специальным инструментом крупные подкоровые повреждения камбия.

Кармашки измеряют по глубине, ширине и длине, а также учитывают их число в штуках (в пилопродукции — на 1 м длины или на всю длину сортимента, в шпоне — на 1 м2 или на всю площадь листа). Вытекающая из кармашков смола препятствует отделке и склейке деталей изделий. В мелких деталях кармашки могут существенно снизить прочность древесины.

Водослой. Это участки ядра или спелой древесины с повышенной влажностью в свежесрубленном состоянии. Порок встречается в комлевой части ствола как у хвойных пород (у сосны, кедра и особенно часто у ели и пихты), так и у лиственных (осины, ильма, тополя и др.).

На торцах лесоматериалов при указанном пороке видны тёмные пятна различной формы, а на продольных разрезах заметны полосы. После высыхания пятна водослоя бледнеют, и на этих участках древесины появляются мелкие трещинки. Влажность сосны и ели в зоне водослоя в 3-4 раза превышает влажность здоровой древесины (ядра или спелой древесины).

В круглых лесоматериалах водослой измеряют по наименьшей толщине сердцевинной вырезки (доски), по наименьшему диаметру окружности, в которые он может быть вписан, или по площади зоны, занятой пороком. В пилопродукции измеряют ширину и длину или площадь зоны, занятой пороком.

Причины образования водослоя окончательно не установлены. Некоторые исследователи считают, что этот порок в древесине ильма, тополя, пихты и некоторых других пород вызывается деятельностью бактерий. В ряде работ возникновение водослоя связывают с проникновением дождевой воды через незаросшие сучки. Один из учёных высказывает предположение о грибной природе водослоя у осины, в которой механические свойства снижаются в среднем на 10% (особенно заметно падает ударная вязкость). Водослойная древесина отличается от здоровой повышенной усушкой и разбуханием. Замечено повышение предела гигроскопичности. Водослой затрудняет пропитку древесины антисептиками. Повышенная способность к водопоглощению может служить причиной утопа при сплаве. Согласно исследованиям, образование водослоя у ели и сосны связано с перенасыщенностью почвы влагой. Отмечается значительная хрупкость водослойной древесины указанных пород. Наличие трещин в центральной зоне водослоя у растущих деревьев и образование трещин при подсыхании срубленной древесины снижает выход высококачественных пиломатериалов. 

Вес древесины, удельный вес, плотность древесины

Существует два вида веса древесины: удельный и объемный.

Удельный вес древесины – Это вес без учета влаги и воздуха, содержащегося в нем.

Как правило удельный вес древесины, находится в пределах 1,5, это означает что твердая часть дерева в 1,5 раза тяжелее воды. Удельный вес используется только в теоретических расчетах, на практике все пользуются понятием объемный вес.

Объемный вес - это вес древесины с учетом воздуха и воды, содержащихся в нем.

Объемный вес широко используется в практике и дает возможность получить представление о плотности материала.

Объемный вес измеряют килограммами или тоннами веса на кубометр.

Объемный вес древесины напрямую зависит от ее породы и влажности. к примеру, объемный вес только что срубленной березы равен 0,96 т/кубометр, после того как она подсохнет и потеряет часть влаги этот показатель снизится до 0,6 т/кубометр.

Объемный вес, измеренный после хранения ее на открытом воздухе, делит ее на 6 групп:

В первой группе находится очень тяжелая древесина с весом 0,8 т/куб. К такой древесине можно отнести дуб и некоторые породы черного дерева.

Ко второй группе относят древесину объемный вес которой соответствует 0,71-0,8 т/кубометр, это могут быть акация, груша, береза.

К третьей группе относят умеренно тяжелые породы древесины, объемный вес которых находится пределах 0,61-0,7 т/кубометр. К таким деревьям можно отнести бук, граб, клен и многие другие.

К четвертой группе относят легкие породы деревьев, вес которых находится в пределах от 0,51 до 0,6 т/кубометр к ним можно отнести вяз или калитан.

К пятой группе относят легкие пород древесины с весом от 0,4 до 0,5 т/кубометр. К ней относятся ольха, тополь, сосна и т. д.

И наконец последняя шестая группа с показателем веса, менее 0,4 т/кубометр. К этой группе можно отнести пихту.

Как видно из примеров оба понятия активно используются в промышленности и если удельный вес — это теория, то объемный практика.

Пористость и Базисная плотность древесины разных типов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 630.812 UDC 630.812

ПОРИСТОСТЬ И БАЗИСНАЯ POROSITY AND BASIC DENSITY OF

ПЛОТНОСТЬ ДРЕВЕСИНЫ РАЗНЫХ DIFFERENT TYPES OF WOOD

ТИПОВ

Nedelina Nadezhda Yurievna Неделина Надежда Юрьевна postgraduate student

аспирант Voronezh State Academy of Forestry and

Воронежская государственная Technologies, Voronezh, Russia

лесотехническая академия, Воронеж, Россия

The review of the results of porosity determination В статье дан обзор результатов определения and basic wood density of different types,

пористости и базисной плотности древесины depending on the rate of growth has been

разных типов в зависимости от ширины presented in the article. The close relationship of

годичного слоя. Обсуждается тесная связь porosity and density of the wood has been

пористости и плотности древесины discussed

Ключевые слова: ШИРИНА ГОДИЧНОГО Keywords: RATE OF GROWTH, WOOD,

СЛОЯ, ДРЕВЕСИНА, ПОРИСТОСТЬ, POROSITY, BASIC DENSITY

БАЗИСНАЯ ПЛОТНОСТЬ

Пористость древесины - один из важных показателей физических свойств древесины, имеющих важное значение в процессах варки древесины для получения целлюлозы, при пропитке растворами антисептиков и антипиренов с целью улучшения ее свойств, при сушке древесины, при сплаве лесоматериалов и в других случаях. От пористости древесины зависит ее плотность.

Древесные породы делятся на три группы: хвойные, лиственные

рассеяннососудистые и лиственные кольцесосудистые. Представителем хвойных пород для исследований явилась сосна обыкновенная, лиственных рассеянососудистых - береза повислая, лиственных кольцесосудистых - дуб черешчатый.

Образцы древесины для определения пористости и базисной плотности взяты в Учебно-опытном лесхозе Воронежской государственной лесотехнической академии, где условия произрастания для этих видов растений наиболее оптимальны. Для исследования отбирали по 9 образцов каждой

породы, которые представляли весь диапазон колебания ширины годичного слоя древесины: от крупнослойных до мелкослойных.

Определяли пористость древесины, характеризующую объем внутренних пустот (полостей клеток, межклеточных пространств), выраженный в процентах от объема древесины в абсолютно сухом состоянии [4]. Знание относительной

абсолютно сухом состоянии Ро позволяет рассчитать величину пористости (П) по формуле:

16483.1-84 определяли их плотность в абсолютно сухом состоянии и базисную плотность древесины.

Массу образца устанавливали взвешиванием. Взвешивание проводили на весах с точностью до 0,001 г. Объем образца определяли по трем линейным измерениям (ширине, толщине и высоте). Ширину и толщину образца измеряли посередине высоты, а высоту - между центрами оснований. Измерения проводили штангенциркулем с точностью до 0,01 мм. Объем образца выражаем в долях кубического метра. Вполне очевидно, что точность определения объема образца по описанному способу зависит от тщательности изготовления образца и может снижаться, если образец по форме отличается от прямоугольного параллелепипеда.

Далее образцы увлажняли в дистиллированной воде при 10-20°С до тех пор, пока разница в размерах образца при измерениях их с интервалом в 3-е суток

плотности древесинного вещества

плотности древесины в

П= 1-— 100

(1)

Образцы готовили стандартных размеров 20 х 20 х 30 мм и п0 ГОСТ

V ' 3

окажется менее 0,1 мм. По новым размерам образца определяли тах, 7 . Затем

высушивали образцы в сушильном шкафу (при температуре 103°С) до

Базисная плотность древесины выражается отношением массы абсолютно сухого образца т° к его объему при влажности, равной или выше предела

Хвойные породы относятся к отделу голосеменных растений. Наиболее распространённой породой хвойных является сосна обыкновенная. Она занимает около 1/6 площади всех лесов России. Древесина сосны обыкновенной широко применяется в строительстве, машиностроении, сельском хозяйстве, столярно-мебельном производстве, железнодорожном транспорте, судо-, вагоностроении. Результаты исследований физических свойств древесины сосны обыкновенной представлены в таблице 1.

абсолютно сухого состояния, измеряли их массу и вычисляли их объем . Плотность в абсолютно сухом состоянии определяли по формуле:

(2)

где т" - масса образца в абсолютно сухом состоянии, кг; 1/" - объем образца в абсолютно сухом состоянии, 7 3.

насыщения клеточных стенок

(3)

Таблица 1 - Результаты исследования физических свойств древесины сосны

обыкновенной

№ Число год. сл. в 1 см л Масса образца в абсолют-н о сухом состоянии тп - , г Объем образца в абсолютно сухом состоянии К) пі3 Объем образца при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных V стенок шах , т 3 Плотность абсолютно сухой древесины ,г/см3 Пористо сть древеси ны П, % Базисная плотность , г/см3

1 2,5 4,75 10,35 11,56 0,459 70 0,411

2 3,0 4,88 10,52 11,51 0,464 69,7 0,424

3 4,5 5,26 11,07 12,23 0,475 69 0,430

4 5,5 5,93 12,30 13,54 0,482 68,5 0,438

5 6,5 6,08 12,41 14,84 0,490 68 0,450

6 8,0 6,77 13,48 13,51 0,502 67,2 0,456

7 9,0 5,66 11,09 14,84 0,510 66,7 0,465

8 10,5 5,88 11,31 12,51 0,520 66 0,470

9 12,0 6,76 12,68 14,08 0,533 65,2 0,480

По результатам исследования построен график зависимости между пористостью древесины сосны обыкновенной и ее базисной плотностью.

Лиственные древесные породы - покрытосеменные растения. Древесина березы является типичным представителем рассеянососудистых пород. Она имеет весьма широкое применение и является основным сырьем для фанерной промышленности, при изготовлении ружейных лож, в сельскохозяйственном машиностроении, для мебельной промышленности. Распространенность березы, доступность в эксплуатации и высокие механические свойства обуславливают широкое и разнообразное применение этой породы, занимающей по промышленному значению первое место среди лиственных пород [5]. В таблице 2 представлены результаты исследований физических свойств древесины березы повислой.

Таблица 2 - Результаты исследования физических свойств древесины березы

повислой

№ Число год. сл. в 1 см л Масса образца в абсолютно сухом состоянии тп - , г Объем образца в абсолютно сухом состоянии К пі3 Объем образца при влажности равной или выше предела насыщения клеточных V стенок шах , т 3 Плотность абсолютно сухой древесины Ро, г/см3 Порис-то сть древесины п, % Базисная плотность Ріі, г/см3

1 2,0 7,45 12,46 15,62 0,598 60,9 0,480

2 3,0 7,10 11,81 14,67 0,601 60,7 0,484

3 4,0 7,25 12,00 14,86 0,604 60,5 0,488

4 5,0 7,41 12,21 15,06 0,607 60,3 0,492

5 7,0 7.1 ) древесины березы повислой

Как видно из графика (см. рис. 2), зависимость между пористостью и базисной плотностью у березы повислой линейная, обратно пропорциональная. Уравнение регрессионной зависимости имеет вид:

у = 1568,2-17,9.x (5)

Древесина дуба является типичным представителем кольцесосудистых пород. В нашей стране произрастает несколько разновидностей дуба, наиболее распространен дуб летний черешчатый, который занимает 95 % площади дубовых лесов. Спрос на древесину дуба со стороны различных отраслей народного хозяйства весьма значителен. Древесина дуба твердая, тяжелая, хорошо строгается, сверлится и полируется, даже гнётся в распаренном состоянии, характеризуется высокой степенью стойкости против гниения и прочностью, красивой текстурой и цветом. Дуб имеет пористую структуру с ярко

выраженными крупными сосудами [5]. По результатам экспериментов составили таблицу 3.

Таблица 3 - Результаты исследования физических свойств древесины дуба

черешчатого

№ Число год. сл. в 1 см и Масса образца в абсолют-н о сухом состоянии Щ, ' , г Объем образца в абсолютно сухом состоянии К т 3 Объем образца при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных V стенок шах , т 3 Плотность абсолютно сухой древесины , г/см3 Пористость древе-с ины, П, % Базисная плотность , г/см3

1 2,0 8,86 11,70 13,86 0,757 50,5 0,639

2 2,5 8,67 11,51 13,76 0,753 50,8 0,630

3 3,0 9,42 12,56 15,07 0,750 51,0 0,625

4 4,5 8,66 11,75 14,08 0,737 51,8 0,615

5 5,0 8,38 11,41 13,69 0,734 52,0 0,612

6 5,5 8,17 11,19 13,39 0,730 52,3 0,610

7 6,0 8,14 11,19 13,41 0,727 52,5 0,607

8 6,5 8,22 11,38 13,70 0,722 52,8 0,600

9 7,5 8,16 11,41 13,83 0,715 53,3 0,590

По результатам исследования физических свойств построен график

зависимости между пористостью древесины дуба черешчатого и его базисной плотностью (рис. = 143 1,3 — 1 5,7л: (6)

Исследования подтвердили наличие зависимости между пористостью и базисной плотностью, следовательно, подобная связь может быть между базисной плотностью и числом годичных слоев в 1 см (рис. 4), так как зависимость пористости от числа годичных слоев нами была уже доказана [1,2].

Рисунок 4. График зависимости между базисной плотностью древесины и

числом годичных слоев в 1 см.

Как видно из графика (см. рис. 4), зависимость между числом годичных

слоев в 1 см и базисной плотностью древесины сосны обыкновенной и березы

повислой линейная, прямо пропорциональная, а у дуба черешчатого - линейная, обратно пропорциональная.

Уравнения регрессионной зависимости имеют вид:

сосна У= 400 + 6,9* (?)

береза У ~ 473,2 + 3,6л: (^)

дуб У = 651,8-7,9* (9)

Прямые функций четко выражены, а простые уравнения функций позволяют с достаточной степенью точности и достоверности, научно обоснованно определять базисную плотность древесины по числу годичных слоев в 1 см.

Проведенное исследование актуально для древесиноведения, оно значительно сокращает трудовые и энергетические затраты при определении

базисной плотности. Базисная плотность широко используется для расчетов процессов нагревания, сушки, пропитки древесины, определения содержания сухого вещества в древесном сырье для целлюлозно-бумажной промышленности и других целей.

Список литературы

1.Вариводина И.Н, Косиченко Н.Е., Неделина Н.Ю., Вариводин В.А. Пористость древесины основных лиственных кольцесосудистых пород // XX symposium «Adhesives in wood working industry» Zvolen. Technical University. -Zvolen, Slovakia, 2011. С 255-259.

2.Косиченко H.E., Вариводина И.Н, Неделина Н.Ю., Вариводин В.А. Ширина годичного слоя, пористость и водопоглощение сосны обыкновенной // Современные технологические процессы получения материалов и изделий из древесины. Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 50-ю факультета технологии деревообработки ГОУ ВПО «ВГЛТА» 17-21 мая 2010 г. - Воронеж, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», 2010. С. 273-276.

3.Косиченко Н.Е. Формирование структуры и плотности древесины в онтогенезе // Строение, свойства и качество древесины 2000: Матер. 3 Межд. симп. 11-14 сентября 2000г. -Петрозаводск, Ин-т леса Кафедра НЦ РАН, 2000. С. 58-61.

4.Уголев Б.Н Древесиноведение с основами лесного товароведения [текст]: Учебник / Б.Н Уголев. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. - 351 с.

5.Яценко-Хмелевский А.А, Кобак К.И Анатомическое строение древесины основных лесообразующих пород СССР. - Л.: Изд-во ЛТА, 1978. - 63 с.

References

1. Varivodina I.N., Kosichenko N.E., Nedelina N. Ju., Varivodin V.A. Poristost' drevesiny osnovnyh listvennyh kol'cesosudistyh porod // XX symposium «Adhesives in wood working industry» Zvolen. Technical University. - Zvolen, Slovakia, 2011. S 255-259.

2. Kosichenko N.E., Varivodina I.N., Nedelina N. Ju., Varivodin V.A. Shirina godichnogo sloja, poristost' i vodopogloshhenie sosny obyknovennoj // Sovremennye tehnologicheskie processy poluchenija materialov i izdelij iz drevesiny. Materialy mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii, posvjashhennoj 50-ju fakul'teta tehnologii derevoobrabotki GOU VPO «VGLTA» 17-21 maja 2010 g. - Voronezh, FGBOU VPO «VGLTA», 2010. S. 273-276.

3. Kosichenko N.E. Formirovanie struktury i plotnosti drevesiny v ontogeneze // Stroenie, svojstva i kachestvo drevesiny 2000: Mater. 3 Mezhd. simp. 11-14 sentjabrja 2000g. - Petrozavodsk, In-t lesa KafedraNC RAN, 2000. S. 58-61.

4. Ugolev B.N. Drevesinovedenie s osnovami lesnogo tovarovedenija [tekst]: Uchebnik / B.N. Ugolev. - М.: GOU VPO MGUL, 2007. - 351 s.

5. Jacenko-Hmelevskij A.A., Kobak K.I. Anatomicheskoe stroenie drevesiny osnovnyh lesoobrazujushhih porod SSSR. - L.: Izd-vo LTA, 1978. - 63 s.

Вес куба сухой березы. Сколько весит куб древесины? Определяем массу пиломатериалов

Компания Дрова72 провела эксперимент, мы взвесили 1 складочный куб (складометр) березовых колотых дров, естественной влажности, ~50%. О результатах этого эксперимента подробнее расскажем ниже.

Этот эксперимент никоим образом не претендует на звание - "научный" или "100% объективный" , скорее что-то среднее между информацией из интернета и лабораторными исследованиями. Но тем не менее - это первый шаг на пути к истине и объективности.

В следующий раз мы повторим эксперимент и постараемся найти влагомер, а так же заснять весь процесс на видео.

Если коротко, результаты

При влажности ~50% и длине полена ~50см:

  • 1 складочный куб весит ~561 кг ;
  • 1 плотный кубический куб весит ~790 кг .

В тексте ниже, мы подробно раскрываем суть эксперимента. Расчёт сделан на основе информации из ГОСТ"а 3243-88 и справочника по лесопилению .

Для чего нам это?

Небольшое отступление

Объём дров в складометрах измеряют путем перемножения длины, ширины и высоты поленницы. Но, понятие "1 складочный куб дров" довольно таки расплывчатое , т.к. дрова в поленнице могут быть уложены с разной плотностью укладки и нет никакого ГОСТа или регламента, который бы разъяснял, что такое "плотность укладки" и как её измерять. То есть, одно и тоже количество дров (1 условный складометр) можно уложить от ~0,7 до ~1,3 складометра , в зависимости от плотности укладки и состояния поленьев (их кривизны, наличия сучков).

Для наглядности посмотрите на фотографию ниже. Очевидно, что справа дрова уложены основательно и количество полешек в такой поленнице больше, чем в той, что слева. При этом в обоих случаях объём дров в складометрах будет одинаковый, а вот масса - разная . Т.е. фактически, количество дров на фотографии слева - меньше.

На фотографии выше, просим не обращать внимание на разный тип дров, данное изображение демонстрирует плотность укладки дров в поленницу.

Конкретика

Иногда у нас с клиентами возникают разногласия по объёму дров в складометрах. Мы привезли дрова в укладку в одном объёме, клиент переложил дрова в свою поленницу, измерил и у него объём получился меньше, чем изначально заявленный.

В примере выше, разногласия, почти всегда, возникают из-за плотности укладки. Поэтому мы решили взвесить 1 складочный куб березовых дров, а его вес (массу) соотнести с данными, которые представлены в ГОСТе 3243-88 и в Справочнике по лесопилению, Москва, издательство Лесная промышленность, 1980 г.

Сравнив вес нашего складометра дров с данными из выше указанных источников, мы поймём - достаточно ли плотно мы укладываем дрова в автомобиль перед доставкой их покупателю.

Последовательность действий:
  1. Сначала мы уложим в поленницу 1 складочный куб.
  2. Взвесим этот куб на весах.
  3. Полученный вес мы сопоставим с данными из ГОСТа 3243-88 и Справочника по лесопилению.

По разным источникам, влажность свежеспиленной березы может варьироваться от 60 до 80%. Мы же закупаем дровяную березу, которая заготовлена (спилена) от 1 до 4 месяцев назад от момента, когда нам её привозят для последующей переработки. Влажность такой, березы в среднем равна 40-50%. Мы будем делать расчет исходя из 50% влажности.

В справочнике по лесопилению вес плотного куба обычной березы при влажности 50% равен 790кг . Чтобы перевести вес складометра в плотный куб (или наоборот) нужно применить коэффициент. Его мы возьмем из ГОСТа 3243-88 , при длине полена до 0,5 метра расколотых лиственных пород - коэффициент равен 0,71 .

790 * 0,71 = 560,9 кг

Т.е. масса нашего складометра колотых березовых дров должна быть не меньше 561кг.

Взвешиваем


Выводы и комментарии

Прежде всего нам хотелось проверить себя, т.к. иногда возникали сомнения, по поводу честности по отношению к нашим покупателям дров. Теперь сомнения развеяны. Наша плотность укладки и объём дров в складочных кубометрах соответствует необходимым требованиям .

Если снова обратиться к справочнику по лесопилению (Примечание 1) , то очевидно, что не всегда вес 1 складочного куба при влажности 50% будет 560,9 кг, т.к. вес одного плотного куба 790кг - является усредненным значением и может колебаться от 553кг до 1027кг. И, следовательно, 1 складометр березовых колотых дров (с учетом коэффициента 0,71) может весить от 392кг до 729кг. Вероятно это связано с разной плотностью деревьев и полешек.

Конечно данный эксперимент нельзя считать 100% объективным, т.к. как минимум, для определения влажности нужен влагомер. Лес у нас может быть разной влажности т.к. поставщиков много и сроки заготовки и поставки у всех разные, соответственно влажность леса может колебаться от 30 до 60%.

Если у вас есть пожелания или замечания по данному материалу - пожалуйста пишите на наш email: [email protected]сайт.

При строительных работах, связанных с использованием пиломатериалов из деревьев хвойного типа, очень важны правильные подсчеты удельного веса сосновой древесины. В отличие от других разнообразных строительных материалов, у данной разновидностей нет единого удельного веса, что несколько усложняет процесс выбора. Дело в том, что древесина сосны, как и любая древесина, является природным материалом пористого типа. Соответственно, в зависимости от сорта сосны и от процентного соотношения влажности и изменяется удельный вес сосны.

Как было выше сказано, основным параметров влияющим на объемный вес сосны, является влажность. Так, например, самый высокий показатель удельного веса у еще нетронутой, растущей сосны. Связанно это с тем, что дереву необходима большая влажность для роста. При этом влажность является одновременно полезным веществом и перевозчиком других, не менее полезных, витаминов и минералов. Количество влаги всецело зависит от сорта сосны, сезона заготовки и местности. Показатели влажности «живой» сосны могут варьироваться от 29% до 81%. Самый низкий показатель, соответственно у высушенной сосны, так как влажность в этом состоянии стремится к нулю.

Таблица веса 1 м3 сосны в зависимости от ее влажности.

Очень сложно определить процентное соотношение влаги подручными средствами. А это очень важный показатель для определения такого параметра, как удельный вес кубометра сосны. Обычно, данные процедуры проходят в специальных технологичных лабораториях.

Легче всего, при покупке материала, уточнить в составе влажность от производителя. После чего, с помощью представленной таблицы, узнать вес куба сосны при флажность от 5% до 90% и плотность материала:

Удельный вес и плотность сосны в зависимости от влажности
Процент влажности сосны Удельный вес (кг /м3) Плотность (г /см3)
Стандартная, от 10 до 12 %500 - 5050,5 - 0,505
1 - 5 %4800,48
12 %5050,505
15 %5100,51
20 %5200,52
25 %5400,54
30 %5500,55
40 %5900,59
50 %6400,64
60 %6800,68
70 %7200,72
78 - 90 %750 - 8200,75 - 0,82
80 %7600,76
100 %8500,85

Практическое значение и важность.

Среди хвойных строительных материалов ценятся влажная, вяленая, сухая и сырая сосны. Однако эти термины не дают определенное точное значение влажности, поэтому знать четкие цифры крайне важно. Так, например, требования к использованию валеной сосны не предусмотрено законодательными актами. Но, при выполнении определенных работ, ГОСТ устанавливает нормы влажности, например:

  • при изготовлении конструкций и изделий, предназначенных для размещения на отрытом участке, используется древесина с влажностью от 11 до 14%;
  • для изготовления конструкций и изделий жилого типа используется древесина с влажностью от 8 до 10%;
  • для паркета - древесина с влажностью от 6 до 8%.
  • Древесина использовалась в строительных работах с давних времен. Конечно, ведь данный материал до сих пор является очень популярным благодаря наличию отличных технических характеристик. Древесина, сама по себе, является природным материалом структурированного типа, состоящая из древесных клеток и околоклеточных пустот, что в свою очередь, совсем не гарантирует что одна часть древесины будет равной другой идентичного размера. Поэтому, так часто, в процессе работ возникает вопрос подсчета нужного количества данного материала и таких параметров, как: вес древесины в целом и вес куба древесины.

    Вес пород древесины в зависимости от вида в таблице
    Порода дерева Процент влажности, %
    Свежие 100 80 70 60 50 40 30 25 20 15
    Лиственница9401100990930880820770710700690670
    Тополь700760690650610570540500480470460
    Бук96011101000950890830780720710690680
    Вяз94011001100930880820770710690680660
    Дуб99011601160990930870820760740720700
    Граб10601330133011301000990930860840830810
    Ель обыкновенная740750750640600560520490470460450
    Орех грецкий91010001000850800750700650630610600
    Липа760830830710660620580540540530500
    Акация белая10301330133011901060990930860840830810
    Ольха810880880750700660620570560540530
    Клен87011601160990930870820760740720700
    Ясень обыкновенный96011501150930920860800740730710690
    Пихта сибирская680630630540510470440410400390380
    Сосна обыкновенная820850850720680640590550540520510
    Пихта кавказская720730730620580550510480460450440
    Сосна кедровая760730730620580550510480460450440
    Береза87010501050890840790730680670650640
    Осина760830830710660620580540530510500

    В зависимости от типа строительных работ, измерять древесину необходимо по-разному. На вес м3 древесины особое значение оказывает плотность материала, соответственно, для правильного решения поставленных вопросов необходимо определиться со значением плотности. Различают два вида плотности:

    Удельный вес (плотность древесинного вещества)

    Объемный вес (плотность структурированного физического тела)

    Древесинным веществом называют массу твердых материалов древесины без природных пустот. Данный вид плотности измеряется в лабораторных условиях, так как требует дополнительных измерений, невыполнимых в обычных условиях. Для каждой древесины всех видов и пород деревьев, эта величина является константой и составляет 1540 кг/м3.

    Плотность самой древесины определить достаточно легко в обычных условиях. Для этого достаточно взвесить кусок дерева и измерить его объем. Полученные данные обработать стандартными арифметическими действиями по следующей формуле: У = М/О, где У - удельный вес дерева, М - масса древесины, О - занимаемый объём.

    Таблица объемного веса 1м3 древесины в зависимости от влажности.

    Плотность древесного вещества, как было уже сказано, является константой. Однако, древесина имеет многоклеточную волокнистую структуру сложного типа. Стенки из древесного вещества играют роль каркаса в структуре древесины. Соответственно, у каждой породы и видов деревьев клеточные структуры, формы и размеры клеток варьируются, в следствии чего удельный вес дерева будет разный, как и разный вес м3 дерева.

    Также, большую роль в изменении удельного веса древесины оказывает влажность. Благодаря структуре данного материала, с повышением влажности, повышается и плотность древесины. Однако на плотность древесинного вещества данное правило не распространяется.

    Ниже представлен удельный вес древесины. Таблица составлена в зависимости от влажности материала и исчисляется такого показателя, как вес 1м3 древесины.

    Наглядно можно заметить, что обрезанная доска в поперечном сечении имеет форму правильного прямоугольника. Данный факт отличает ее от необрезанной доски. Благодаря столь важной особенности, ее можно ровно укладывать в штабеля, правильно упаковывать и определить объем упакованных материалов. Если необходимо будет определить, сколько весит куб доски, достаточно будет перемножить плотность и объем. Следует отметить, что плотность является величиной справочной, которая зависит как от породы древесины, так и от ее влажности.

    Какое воздействие оказывает влажность на вес древесины?

    Влажность оказывает непосредственное влияние на вес пиломатериалов и прочих изделий из дерева. Как известно, она измеряется процентным отношением массы воды в древесине к массе сухой древесины. Следует заметить, что влажность зависит еще и от условий сушки, ее продолжительности и подразделяется на следующие степени:

    • Сухая - древесина, которая обязательным образом прошла технологическую сушку и имеет влажность от 10% до 18%.
    • Воздушно-сухая - древесина с равномерной влажностью от 19% до 23%, степень которой можно достичь, если хранить древесину в естественных условиях.
    • Сырая - древесина с показателем влажности от 24% до 45%, которая находится на стадии высыхания.
    • Свежесрубленная и мокрая - древесина, имеющая влажность более 45%, только срубленная или находящаяся продолжительное время в воде.

    Следует заметить, что показатель веса древесины не всегда одинаковый. Поэтому то, сколько весит куб доски, зависит, в первую очередь, от такого параметра, как влажность дерева. Если в качестве примера взять дуб и березу, то можно заметить, что кубический метр дуба имеет вес в 700 кг, а березы - около 600 кг. Однако может быть и наоборот, то есть значение березы будет больше, нежели дуба. Подобные показатели имеют место, потому что в данном случае немаловажное значение занимает влажность древесины. Исходя из категорий влажности, можно сказать, несмотря на одинаковую влажность, каждая порода древесины имеет свой вес.

    Влияние плотности на весовую категорию

    Плотность является еще одним немаловажным фактором, влияющим на вес древесины. Как правило, наиболее высокой плотностью обладает железное и черное дерево, показатели которых варьируются от 1100 кг/м3 до 1350 кг/м3. Более близкие цифры могут представить самшит и мореный дуб - от 950 кг/м3 до 1100 кг/м3. Прежде чем рассчитать, сколько весит куб доски дуба, бука, груши или граба, следует учитывать их плотность, которая составляет приблизительно 700 кг/м3. Наименьшей плотностью отличается сосна и бамбук - 500 кг/м3, ну, а самый мизерный показатель имеет пробковое дерево - 140 кг/м3.

    Для чего необходимо знать вес кубического метра древесины?

    Знать, сколько весит куб доски естественной влажности, порой бывает очень необходимо. Ведь, приобретая строительный материал, простому человеку зрительно определить необходимое количество довольно проблематично. Если же обладать знаниями в данной области, к примеру, соответствующий материал и показатель влажности, то рассчитать вес приобретенного товара будет не такой уж и сложной задачей.

    В случае, если не получается определить, сколько весит куб доски, рекомендуется обратиться за помощью к продавцу, который поможет правильно рассчитать нужное количество.

    Теплоотдача древесины

    Существует еще один показатель, который позволит с легкостью определить, например, сколько весит куб сухой доски сосны. Таким параметром является теплоотдача. Показатель имеет немаловажное значение для тех людей, которые используют древесину в качестве отопительного материала. Следует отметить, что теплопроводность напрямую зависит от плотности древесной породы. И чем выше твердость, тем выше и теплопроводность.

    Безусловно, использовать самшит в качестве отопительного материала никто не будет. Однако при выборе между сосной или березой, представится возможность получить намного больше тепла, если знать, какая из пород является наиболее твердой. Согласно справочным таблицам, можно узнать информацию о плотности каждого дерева.

    Итак, начиная строительство дома, приходится сталкиваться с нюансами, которые на первый взгляд кажутся незначительными. Однако не все так просто. Существуют определенные показатели, которые необходимы учитывать при выборе древесины, чтобы не ошибиться с выбором и получить желаемый результат от задуманного дела.

    Обрезная доска отличается от необрезной тем, что в поперечном сечении имеет форму правильного прямоугольника. Это позволяет ровно укладывать ее в штабеля, упаковывать в ровные связки, и довольно

    точно определять кубатуру, то есть объем упакованных материалов. Если требуется определить вес упаковки, или одного кубометра, достаточно умножить объем на плотность, которая является справочной величиной, и зависит как от породы древесины, так и от ее влажности, то есть степени просушки.
    Для наиболее часто применяемых древесины можно составить таблицу, показывающую, сколько весит куб обрезной доски:
    Тип пиломатериала
    Вес одного кубометра, кг
    Сырая сосна
    890
    Сухая сосна
    470
    Сырая ель
    790
    Сухая ель
    450
    Как видно из таблицы, на то, сколько весит куб обрезной доски, влажность влияет очень существенно. Такая большая зависимость обусловлена тем, что в клеточной структуре присутствует в больших количествах, а при неправильной просушке ее быстрое испарение может привести к значительным искривлениям геометрической формы досок, изогнуть их.
    В итоге, можно утверждать, что вес кубометра обрезной доски реально определить по породе древесины, отнеся ее к одной из категорий.
    К легким породам дерева относится сосна, пихта и другие хвойные породы, а также тополь. Их средняя плотность, то есть вес кубометра колеблется вокруг цифры в 500 килограммов.
    Средние породы – кубометр ясеня, бука, березы весит около 650 килограммов.
    Тяжелые породы, например дуб ил граб, обладают плотностью более 750 килограммов на кубометр.

    Сколько весит одна обрезная доска.

    Сколько весит одна обрезная доска. Наиболее часто задаваемый вопрос по запросам поисковых системах -это сколько весит один куб, как следствие одна обрезная доска. Продолжаю цикл статей посвященных обрезному пиломатериалу.
    По настоянию коллег и постоянных посетителей сайта, продолжаю цикл статей посвященный пиломатериалу. Данная статья является продолжением статьи «Сколько весит один брус.» Речь идет только о сосне, произрастающий на территории в Средней Части России. Сразу оговорюсь, что сосна произрастающая в Сибири имеет более плотную фактуру, и весит больше и стоит на порядок дороже. Отличить ее можно даже визуально но это тема следующей статьи.
    Вес одного метра кубического свежеспиленного и переработанного в обрезной пиломатериал сосны составляет около 860кг.
    Приведу расчеты в виде таблицы по 8486 и напомню формулы расчета.
    СЕЧЕНИЕ ДОСКИ В ММ. КОЛ-ВО ШТ. В 1м3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЕС ОДНОЙ ДОСКИ В КГ.
    лого Tiu.ru300х50х6000
    11,1 860кг.: 11,1шт. 77,5
    лого Tiu.ru250х50х6000
    13,3 860кг.: 13,3шт. 64,7
    лого Tiu.ru200х50х6000
    16,6 860кг.: 16,6шт. 51,8
    лого Tiu.ru150х50х6000
    22,2 860кг.: 22,2шт. 38,7
    лого Tiu.ru100х50х6000
    33,3 860кг.: 33,3шт. 25,8
    лого Tiu.ru200х40х6000
    20,8 860кг.: 20,8шт. 41,4
    лого Tiu.ru150х40х6000
    27,7 860кг.: 27,7шт. 31,04
    лого Tiu.ru100х40х6000
    41,6 860кг.: 41,6шт. 20,7
    лого Tiu.ru150х30х6000
    37,0 860кг.: 37,0шт. 23,2
    лого Tiu.ru200х25х6000
    33,3 860кг.: 33,3шт. 25,8
    лого Tiu.ru150х25х6000
    44,4 860кг.: 44,4шт. 19,3
    лого Tiu.ru100х25х6000
    66,6 860кг.: 66,6шт. 12,9
    Чтобы определить самостоятельно сколько будет весить обрезная доска длинной 4000мм и 3000мм, или иной. Приведу пример формулы расчета в которой необходимым условием расчета является количество штук в 1м3.
    Для доски скажем 150х25х3000мм:
    1: 0,15: 0,025: 3 = 88,8 шт. в 1м3

    860кг. : 88,8 шт. = 10 кг.
    Вес данной доски сечением 150х25 длинной 3000мм. 10 кг.
    Для доски 150х50х4000мм:
    1: 0,15: 0,05: 4 = 33,3 шт. в 1м3
    860кг. : 33,3 шт. = 25,8 кг.
    Вес одной доски сечением 150х50 длинной 4000мм. 26 кг.
    В завершении статьи хотел бы особым образом отметить, что данные расчеты в Москве на рынках являются предметом крупного и мелкого мошенничества, по этому каждый раз нужно лично проверять «ЗАЯВЛЕННЫЕ РАЗМЕРЫ ПИЛОМАТЕРИАЛА». Вот так! (см. фото)
    Приведенные выше расчеты в таблицах действительны только для пиломатериала четких «ЗАЯВЛЕННЫХ РАЗМЕРОВ» с правильной геометрией, т. е. соответствующему ГОСТу 8486-86.
    Для «Воздушного или Армянского Варианта» бруса и доски, что продается по дешевке на всяких распродажах по спец. ценам нужен отдельный подход, т. к. кол-во шт. в 1м3 каждый раз нужно высчитывать отдельно в соответствии с реальными размерами которые имеет брус и доска.

    Удельный и объемный вес древесины

    Различают удельный вес древесины (твердой древесной массы без пустот) и удельный вес древесины как физического тела. Удельный вес древесинного вещества выше единицы и мало зависит от породы дерева; в среднем его принимают равным 1,54. Удельный вес древесинного вещества имеет значение при определении пористости древесины.
    Вместо понятия удельного веса древесины как физического тела, т. е. отношения ее веса , взятой в том же объеме при 4°, на практике пользуются объемным весом древесины. Объемный вес (вес единицы объема древесины) измеряется в г/см3 и приводится к нормальной влажности древесины- 15%.
    Кроме объемного веса, иногда пользуются еще приведенным объемным весом, или условным объемным весом. Условным объемным весом называется отношение веса образца в абсолютно сухом состоянии к объему того же образца в свежеорубленном состоянии. Величина условного объемного веса очень близка к величине объемного веса в абсолютно сухом состоянии. Соотношение между условным объемным весом (γусл) и объемным весом в абсолютно сухом состоянии (γ0) выражается формулой


    γ0 = γусл/(1-Υ)
    где Υ- полная объемная усушка в процентах,
    γ0-объемный вес абсолютно сухой древесины.
    Объемный вес древесины.
    Условный объемный вес имеет перед объемным весом то преимущество, что он не зависит от величины усушки и не требует пересчета на 15% влажности. Это позволяет значительно упростить расчеты и обеспечивает более единообразные результаты при определении γусл нескольких образцов.
    Объемный вес древесины зависит от влажности, от ширины годичного слоя, от того, какое положение занимал образец по высоте ствола и по диаметру. При увеличении влажности объемный вес увеличивается.
    Изменение объемного веса древесины при высушивании до влажности, соответствующей точке насыщения волокон (23-30%), идет пропорционально влажности; после этого объемный вес начинает уменьшаться медленнее, так как уменьшается и объем древесины. При увеличении влажности древесины наблюдается обратное явление.
    Численная зависимость между объемным весом древесины и влажностью определяется по следующей формуле:
    γw = γ0 (100+W)/(100+(Y0 - Yw))
    где γw - искомый объемный вес при влажности W, γ0 - объемный вес в абсолютно сухом состоянии, W-влажность древесины в процентах,
    Y0-полная объемная усушка в процентах при высушивании до абсолютно сухого состояния и
    Yw- объемная усушка в процентах при высушивании дерева до W% влажности.
    Объемный вес древесины при данной ее влажности с достаточной точностью легко можно определить по номограмме, предложенной Н. С. Селюгиным (рис. 11). Предположим, что требуется определить вес 1 м3 сосновой древесины при влажности 80%. По табл. 41а находим объемный вес древесины сосны при 15% влажности, равный 0,52. На пунктирной горизонтальной линии находим точку объемного веса 0,52 и от этой точки идем по соответствующей наклонной линии приведенного объемного веса до пересечения ее с горизонтальной линией, показывающей влажность 80%. Из точки пересечения опускаем на горизонтальную ось перпендикуляр, который покажет искомый объемный вес, в данном случае 0,84. В табл. 5 даны значения веса древесины некоторых пород в зависимости от влажности. реставрация мебели
    Удельный и объемный вес древесины таблицы Рисунок13


    Рис. 11. Номограмма для определения объемного веса древесины при различной влажности.
    Объемный вес древесины зависит также от ширины годичного слоя. У лиственных пород объемный вес уменьшается с уменьшением ширины годичных слоев. Чем больше средняя ширина годичного кольца, тем больше объемный вес у одной и той же породы. Эта зависимость весьма заметна у кольцепоровых пород и несколько менее заметна у рассеяннопоровых. У хвойных пород обычно наблюдается обратная зависимость: объемный вес увеличивается с уменьшением ширины годичных колец, хотя встречаются и исключения из этого правила.
    Объемный вес древесины уменьшается от основания ствола к вершине. У сосен среднего возраста это падение достигает величины 21% (на высоте 12 м), у старых сосен доходит до 27% (на высоте 18 м).
    У березы понижение объемного веса по высоте ствола достигает 15% (в возрасте 60-70 лет, на высоте 12 м).
    Закономерности в изменении объемного веса древесины по диаметру ствола не наблюдается: у некоторых пород объемный вес слегка уменьшается в направлении от центра к периферии, у других слегка увеличивается.
    Большая разница наблюдается в объемном весе у ранней и поздней древесины. Так, отношение объемного веса ранней древесины к весу поздней у орегонской сосны равно 1:3, у сосны 1: 2,4, у лиственницы 1: 3. Поэтому у хвойных пород объемный вес при повышении содержания поздней древесины увеличивается.
    Пористость древесины. Под пористостью древесины понимают объем пор в процентах от общего объема абсолютно сухой древесины. Пористость зависит от объемного веса древесины: чем больше объемный вес, тем меньше пористость.
    Для приближенного определения пористости можно пользоваться следующей формулой:
    С = 100 (1-0,65γ0)%
    где С - пористость древесины в %, γ0 - объемный вес абсолютно сухой древесины.
    Таблица 5 – Ориентировочный вес 1 м3 древесины разных пород в кг
    Порога дерева Состояние влажности древесины
    12-18% 18-23% 23-45% свежесрубленная
    Акация, бук, граб, дуб, ясень 700 750 800 1000
    Береза, ильм, карагач, каштан, лиственница 600 650 700 900
    Ива, ольха, осина, сосна 500 550 600 800
    Ель, кедр, липа, пихта, тополь 450 500 550 800

    3. Плотность древесины. Тепловые свойства древесины. Материаловедение: конспект лекций [litres]

    Читайте также

    Физические свойства древесины

    Физические свойства древесины К физическим свойствам древесины относятся ее плотность, влажность, теплопроводность, звукопроводность, электропроводность, стойкость к коррозии (то есть способность противостоять действию агрессивной среды), а также ее декоративные

    Механические свойства древесины

    Механические свойства древесины Механические свойства древесины более важны, так как от них зависят прочность и долговечность сооружений и изделий из дерева.Механическая прочность древесины – это ее возможность противостоять различным статическим и динамическим

    Строение древесины

    Строение древесины Сделав только поперечный срез, можно четко рассмотреть строение древесины. Каждый брусок необтесанного дерева имеет кору – это кожа дерева, которая не используется в работе, ее обязательно снимают. Под корой располагается зона роста дерева, которая

    Физические свойства древесины

    Физические свойства древесины К физическим свойствам древесины относятся ее плотность, влажность, теплопроводность, звукопроводность, электропроводность, стойкость к коррозии (то есть способность противостоять действию агрессивной среды), а также ее декоративные

    Механические свойства древесины

    Механические свойства древесины Механические свойства древесины более важны, так как от них зависят прочность и долговечность сооружений и изделий из дерева.Механическая прочность древесины – это ее возможность противостоять различным статическим и динамическим

    Пороки древесины

    Пороки древесины Внешнего осмотра достаточно для того, чтобы выявить пороки древесины: сучки, косослой, гниль, червоточину. Пороки древесины могут быть различными. Одни из них могут полностью исключить древесину из употребления, другие лишь ограничивают возможности по

    Cушка древесины

    Cушка древесины Различных пороков древесины во время работы можно избежать, так или иначе расположив чертеж на заготовке. Но в любом случае для работы надо брать только хорошо высушенную древесину, иначе есть вероятность, что после долгой и упорной работы весь труд

    Тесание древесины

    Тесание древесины Используется только при обработке кряжей, пластин и четвертей. Основной инструмент работы – топор. Прежде чем приступать к тесанию бревна, его освобождают от коры, укладывают на подмостки и шнуром намечают линии тески. С той стороны бревна, которая

    Сверление древесины

    Сверление древесины Этот прием используют для проделывания различных отверстий. Отверстия могут быть сквозными и глухими, глубокими и неглубокими, широкими и узкими. Сверлением производят выборку круглых отверстий и гнезд под шипы, шурупы, болты; кроме того,

    Долбление древесины

    Долбление древесины Долбление применяют в том случае, когда необходимо получить сквозные и глухие гнезда для шиповых соединений. Эту работу выполняют долотом и стамесками. Если инструмент хорошо заточен, то сложностей при выполнении, как правило, не возникает.Перед

    Полирование древесины

    Полирование древесины Полирование древесины представляет собой многократное нанесение на ее поверхность тончайших слоев политуры. Чаще всего применяется шеллачная политура, пленка которой эластична, светостойка, устойчива против царапин и обладает высокими

    Лакирование древесины

    Лакирование древесины Для того чтобы защитить древесину, подчеркнуть ее структуру, сделать более богатой игру светотени, поверхность изделия можно покрыть лаком. В зависимости от компонентов, которые входят в состав лака, различают натуральный лак и синтетический.

    ЛЕКЦИЯ № 4. Свойства древесины

    ЛЕКЦИЯ № 4. Свойства древесины 1. Цвет, блеск и текстура древесины Цвет древесины зависит от климатических условий произрастания дерева. В умеренном климате древесина почти всех пород окрашена бледно, а в тропическом имеет яркую окраску. Влияние климатического фактора

    2. Влажность древесины и свойства, связанные с ее изменением

    2. Влажность древесины и свойства, связанные с ее изменением В свежесрубленной древесине, как правило, содержится большое количество воды и в дальнейшем в зависимости от условий хранения оно может увеличиваться или уменьшаться, или оставаться на прежнем уровне. Но в

    4. Электрические и акустические свойства древесины

    4. Электрические и акустические свойства древесины Как показали многочисленные исследования электрических свойств древесины, ее электропроводность, т. е. способность проводить электрический ток, находится в обратной зависимости от ее электрического сопротивления.

    6. Технологические свойства древесины

    6. Технологические свойства древесины Технологические свойства: ударная вязкость, твердость, износоустойчивость, способность удерживать шурупы, гвозди и другие крепления, а также обрабатываемость режущими инструментами.Ударная вязкость древесины – это ее способность

    Удельный вес дерева береза. Сколько весит куб древесины

    Пиломатериалы хвойных пород в среднем считаются более легкими, нежели произведенные из лиственных пород. Они отличаются простотой обработки и долговечностью — устойчивостью к гниению, и потому часто применяются для резной отделки фасада. Кроме того, именно из хвойных пород производятся наиболее длинные пиломатериалы (более 6 метров). Неудивительно, что они традиционно пользуются высоким спросом.

    Вес пиломатериалов зависит от породы дерева и влажности.

    Однако определение их веса — не такое простое дело. Хотя основные хвойные породы — сосна и ель — заведомо легче дуба или бука, на самом деле, если стоит задача транспортировки значительного количества пиломатериала на автомобильном транспорте, вас может ждать подвох. «Свежая» древесина зачастую может иметь труднопредсказуемый вес: пиломатериал, в зависимости от этапа переработки, а также от участка леса, на котором были выращены деревья, может сильно различаться по свойствам. Тут нужно разбираться особо.

    Вес хвойных пиломатериалов по ГОСТу и на практике

    Прежде всего, определяющую роль в свойствах древесины играет влажность. Сырое дерево и высушенное могут различаться по плотности вдвое. Особенно актуально это именно для хвойных пород.

    Сырому лесу — ели или сосне — дополнительную массу придает смола. Влажность зависит от сезона вырубки, от условий произрастания, от части ствола, из которой произведены пиломатериалы.

    В частности, что касается сосны, дерево, заготовленное после середины зимы (января), окажется на 10-20% легче осеннего. Если участок леса расположен на территории с высоко стоящими грунтовыми водами (ближе 1,5 м к поверхности), дерево будет «перегружено» водой, в особенности нижняя часть ствола. С другой стороны, «подсоченный» лес — тот, с которого прежде собирали смолу — окажется более чем в 1,5 раза легче нетронутого. Излишне говорить, что от влажности климата и тому подобных обстоятельств вес 1 м3 свежеспиленного леса тоже будет сильно зависеть.

    В переработанном виде пиломатериалы более-менее выравниваются по массе, но все-таки те, что сделаны из нижней части ствола, с большой долей вероятности окажутся тяжелее: они изначально более влажные и при одинаковой просушке сохранят больше воды. Кроме того, по статистике, брус оказывается легче равных ему по кубатуре досок (особенно необрезных), даже сделанных из того же бревна: сердцевина ствола, из которой выпиливается брус, от природы более рыхлая, доски же производятся не только из сердцевины.

    Одним словом, масса сырых хвойных пиломатериалов отличается от массы сухих очень сильно. В среднем вес одного кубометра сухой сосны — 470 кг, а сырой — 890 кг: разница почти в 2 раза. Вес 1 м3 сухой ели — 420 кг, а вес 1 м3 сырой — 790 кг.

    Согласно ГОСТу, стандартной влажностью для древесины считается 12%. В таких условиях ель имеет плотность в 450 кг/м3, сосна — 520 кг/м3 , они относятся к легким породам. Среди хвойных пихта сибирская еще легче: 390 кг/м3 . Тем не менее встречаются и более тяжелые породы хвойных: лиственница относится к средним по плотности разновидностям древесины, вес 1 м3 — 660 кг, она превосходит березу и почти не уступает дубу.

    Древесина использовалась в строительных работах с давних времен. Конечно, ведь данный материал до сих пор является очень популярным благодаря наличию отличных технических характеристик. Древесина, сама по себе, является природным материалом структурированного типа, состоящая из древесных клеток и околоклеточных пустот, что в свою очередь, совсем не гарантирует что одна часть древесины будет равной другой идентичного размера. Поэтому, так часто, в процессе работ возникает вопрос подсчета нужного количества данного материала и таких параметров, как: вес древесины в целом и вес куба древесины.

    Вес пород древесины в зависимости от вида в таблице
    Порода дерева Процент влажности, %
    Свежие 100 80 70 60 50 40 30 25 20 15
    Лиственница9401100990930880820770710700690670
    Тополь700760690650610570540500480470460
    Бук96011101000950890830780720710690680
    Вяз94011001100930880820770710690680660
    Дуб99011601160990930870820760740720700
    Граб10601330133011301000990930860840830810
    Ель обыкновенная740750750640600560520490470460450
    Орех грецкий91010001000850800750700650630610600
    Липа760830830710660620580540540530500
    Акация белая10301330133011901060990930860840830810
    Ольха810880880750700660620570560540530
    Клен87011601160990930870820760740720700
    Ясень обыкновенный96011501150930920860800740730710690
    Пихта сибирская680630630540510470440410400390380
    Сосна обыкновенная820850850720680640590550540520510
    Пихта кавказская720730730620580550510480460450440
    Сосна кедровая760730730620580550510480460450440
    Береза87010501050890840790730680670650640
    Осина760830830710660620580540530510500

    В зависимости от типа строительных работ, измерять древесину необходимо по-разному. На вес м3 древесины особое значение оказывает плотность материала, соответственно, для правильного решения поставленных вопросов необходимо определиться со значением плотности. Различают два вида плотности:

    Удельный вес (плотность древесинного вещества)

    Объемный вес (плотность структурированного физического тела)

    Древесинным веществом называют массу твердых материалов древесины без природных пустот. Данный вид плотности измеряется в лабораторных условиях, так как требует дополнительных измерений, невыполнимых в обычных условиях. Для каждой древесины всех видов и пород деревьев, эта величина является константой и составляет 1540 кг/м3.

    Плотность самой древесины определить достаточно легко в обычных условиях. Для этого достаточно взвесить кусок дерева и измерить его объем. Полученные данные обработать стандартными арифметическими действиями по следующей формуле: У = М/О, где У - удельный вес дерева, М - масса древесины, О - занимаемый объём.

    Таблица объемного веса 1м3 древесины в зависимости от влажности.

    Плотность древесного вещества, как было уже сказано, является константой. Однако, древесина имеет многоклеточную волокнистую структуру сложного типа. Стенки из древесного вещества играют роль каркаса в структуре древесины. Соответственно, у каждой породы и видов деревьев клеточные структуры, формы и размеры клеток варьируются, в следствии чего удельный вес дерева будет разный, как и разный вес м3 дерева.

    Также, большую роль в изменении удельного веса древесины оказывает влажность. Благодаря структуре данного материала, с повышением влажности, повышается и плотность древесины. Однако на плотность древесинного вещества данное правило не распространяется.

    Ниже представлен удельный вес древесины. Таблица составлена в зависимости от влажности материала и исчисляется такого показателя, как вес 1м3 древесины.

    ВЕС 1 КУБИЧЕСКОГО МЕТРА (ОБЪЕМНЫЙ ВЕС) БРУСА, ДОСКИ И ПОГОНАЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ Вес пиломатериалов (бруса, доски, бревна), погонажных изделий (вагонки, наличников, плинтусов и т.п.) и других изделий из дерева зависит в основном от влажности древесины и от ее породы.

    В таблице представлены значения веса 1 кубического метра древесины (объемного веса) в зависимости от породы дерева и ее влажности.

    Таблица веса 1 куб. м (объемного веса ) бруса, доски, вагонки из древесины различных пород и влажности

    В зависимости от показателя влажности, измеряемом в процентом отношении массы воды, содержащейся в древесине, к массе сухой древесины, древесина подразделяется на следующие категории влажности:

      Сухая древесина (влажность 10-18%) - это древесина, прошедшая технологическую сушку или долгое время хранившаяся в теплом сухом помещении;

      Воздушно-сухая древесина (влажность 19-23%) - это древесина с равновесной влажностью, когда влажность самой древесины уравновешивается с влажностью окружающего воздуха. Такая степень влажности достигается при длительном хранении древесины в естественных условиях, т.е. без применения специальных технологий сушки;

      Сырая древесина (влажность 24-45%) - это древесина, находящаяся в процессе высыхания от свежесрубленного состояния до равновесного;

      Свежесрубленная и мокрая древесина (влажность более 45%) - это древесина, недавно срубленная или долгое время находившаяся в воде.

    ВЕС ОДНОГО БРУСА, ОДНОЙ ОБРЕЗНОЙ И ПОЛОВОЙ ДОСОК, ВАГОНКИ Вес одного бруса, доски или какого-либо погонажного изделия, также, зависит от влажности древесины из которой они сделаны и ее породы. В таблице приведены данные для наиболее используемой в строительстве древесины - сосны с сырой влажностью для бруса и обрезной доски и воздушно сухой влажностью для половой доски и вагонки.

    Таблица веса одного бруса, одной доски и вагонки




    КОЛИЧЕСТВО БРУСЬЕВ, ДОСОК И ВАГОНКИ В 1 КУБ. М Количество штук какого-либо пиломатериала или погонажного изделия в 1 кубическом метре зависит от его размеров: ширины, толщины и длины. Данные о количестве пиломатериалов в 1 кб. м представлены в таблице.

    Различают удельный вес древесины (твердой древесной массы без пустот) и удельный вес древесины как физического тела. Удельный вес древесинного вещества выше единицы и мало зависит от породы дерева; в среднем его принимают равным 1,54. Удельный вес древесинного вещества имеет значение при определении пористости древесины. Условный объемный вес имеет перед объемным весом то преимущество, что он не зависит от величины усушки и не требует пересчета на 15% влажности. Это позволяет значительно упростить расчеты и обеспечивает более единообразные результаты при определении γусл нескольких образцов.

    Классификация пород по плотности

    Значения плотности разных пород древесины отличаются весьма существенно. По при стан­дартной влажности породы принято делить на три группы:

    – породы с малой плотностью (540 кг/м3 и менее): из хвойных - сосна, ель (все виды), пихта (все виды), кедр (все виды), можжевельник обыкновенный; из лиственных - то­поль (все виды), липа (все виды), ива (все виды), оль­ха черная и белая, каштан посевной, орех белый, серый и маньчжурский, бархат амурский;
    – породы средней плотности (540-740 кг/м3): из хвой­ных - лиственница (все виды), тис; из лиственных - повислая, пушистая, черная и желтая; бук восточный и евро­пейский, вяз, груша, дуб летний, восточный, болотный, мон­гольский; ильм, карагач, клен (все виды), лещина, орех грец­кий, платан, рябина, хурма, яблоня, обыкновенный и маньчжурский;

    – породы высокой плотности (750 кг/м3 и выше): ака­ция белая и песчаная, железная, гледичия каспий­ская, гикори белый, граб, дуб каштанолистный и араксинский, железное дерево, самшит, фисташка, хмелеграб.

    Среди иноземных пород имеются такие, древесина кото­рых имеет как очень малую плотность (бальса - 120 кг/ м3), так и очень высокую (бакаут - 1300 кг/м3).

    В таблицах Государственной системы стандартных спра­вочных данных (ГСССД), издаваемых Госстандартом Рос­сии («Древесина. Показатели физико-механических свойств малых образцов без пороков»), приводятся более подробные сведения о плотности древесины с указанием вида древесной породы и района ее произрастания.
    Плотность коры исследована гораздо меньше, чем древе­сины. Имеющиеся данные отличаются большой пестротой.
    Сравнение этих данных со средней плотностью древесины при стандартной влажности показывает, что плотность ко­ры сосны на 30-35% больше, чем древесины, ели – на 60-65%, а березы - на 15-20%.

    Влияние структуры древесины на ее свойства

    На плотность древесины также сильно влияет содержащаяся в ней вода. Во-первых, она увеличиваетмассу образца, а во-вторых, набухание клеточных стенок в воде вызывает изменение объема образца. Поэтому плотность древесины определяют либо при отсутствии воды, либо при ее определенной массовой доле в древесине. Полностью высушенные образцы активно поглощают пары воды из окружающего воздуха и в ряде случаев более удобно обращаться с образцами древесины, содержащими известное количество воды и находящимися в относительном равновесии с окружающей атмосферой. В технологических расчетах иногда используют базисную плотность древесины, представляющую собой отношение массы абсолютно сухого образца древесины к его объему в максимально набухшем состоянии. Такое состояние характерно для свежесрубленной древесины и древесины, находившейся длительное время в контакте с водой. В этом случае фактически определяют базисную относительную плотность; однако приравнивая 1 г вытесненной воды к объему 1 см3, превращают ее из безразмерной величины в величину, имеющую размерность.

    Древесные породы характеризуются определенными значениями плотности древесины, на которые влияют условия произрастания. В зависимости от ботанического вида плотность древесины меняется в широких пределах. Например, для распространенных в России древесных пород плотность абсолютно сухой древесины изменяется от 350 кг/м3 у пихты сибирской до 920 кг/м3 у березы железной.

    По плотности древесины при влажности 12% все отечественные породы делят на три группы: с малой плотностью (540 кг/м3 и меньше) - ель, пихта, сосна, сосна кедровая, тополь, ива, липа, ольха; средней плотности (550...740 кг/м3) - лиственница, береза, бук, дуб, вяз, клен, ясень; высокой плотности (750 кг/м3 и более) - акация, граб, отдельные виды березы, дуба, ясеня. Необходимо отметить, что древесина хвойных пород, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.
    Со тесно связано и такое свойство, как проницаемость жидкостями и газами. Проницаемость древесины характеризует ее способность пропускать жидкость или газы под давлением, что очень важно для процессов переработки древесины. Проницаемость древесины обусловлена существованием в древесине системы сообщающихся через поры полостей клеток и межклетников. Сухая клеточная стенка, как уже отмечалось, имеет низкую пористость, а ее компоненты или входят в кристаллические участки, или находятся в стеклообразном состоянии, что делает клеточную стенку практически непроницаемой для неполярных сред. В полярных жидкостях клеточные стенки сильно набухают и пористость их увеличивается. Для технологических целей наиболее важны водопроницаемость и газопроницаемость. Поскольку между этими характеристиками имеется хорошая корреляция, а испытания древесины на газопроницаемость требуют значительно меньше времени, то на практике для оценки проницаемости древесины часто определяют ее газопроницаемость.

    Проницаемость древесины, оцениваемая массовой или объемной скоростью прохождения потока жидкости или газа через единицу площади поверхности образца древесины, максимальна в аксиальном направлении, т.е. вдоль волокон. У она в несколько раз выше, чем у хвойных, так как совпадает с направлением сосудов. Проницаемость поперек волокон значительно меньше и на нее большое влияние оказывают сердцевинные лучи. Образование спелой и в особенности ядровой древесины снижает проницаемость, а у отдельных пород ядровая древесина становится водонепроницаемой.

    Какую плотность имеют дуб, бук и другие породы

    В описаниях межкомнатных дверей и пород деревьев, из которых они изготовлены, часто проскальзывает термин «плотность древесины». Описания - это хорошо, но они не дают такого четкого понимания, как цифры - что значит « чуть-чуть плотнее»? Значения в виде цифр дают точную картину, на основании которой вы сами решите, какое дерево наиболее подойдет для изготовления межкомнатных дверей.
    Прежде чем перейти к цифрам, определимся, что такое плотность древесины и для чего ее нужно знать.

    Плотностью древесины называют отношение ее массы к объему. Проще говоря, чем кубометр дерева весит больше, тем он плотнее. Плотность древесины, называемая , зависит от влажности, поэтому принято оперировать значениями, полученными при влажности 12%.

    С первым вопросом разобрались, переходим ко второму. Плотность древесины напрямую влияет на два важных свойства - прочность и гигроскопичность. Плотная древесина обладает более высокой прочностью и в большинстве случаев гигроскопичностью. Последний термин означает, что двери из высокоплотной древесины более зависимы от изменений влажности - всем известно, что древесине свойственно впитывать влагу и расширяться. По этой причине двери из осины, липы или сосны, находящиеся в самом низу таблицы, используют в саунах и банях, где двери из бука просто перестали бы закрываться.

    Значения приводятся в граммах на кубический сантиметр (г/cм3) при влажности 12%. Обратим ваше внимание, что в некоторых случаях даны средние значения.

    Краткое описание свойств древесины: Граб.

    Граб наиболее широко распространен в Европе, Малой Азии и Иране. Древесина блестящая, тяжелая, вязкая. Цвет: беловато-серый. Плотность: 750 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 3,5.

    Лайсвуд. Одно из красивейших австралийских деревьев. Цвет светло-коричневый с характерной зернистостью. Плотность: 910-1050 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 5,5. Падук. с яркой положительной энергетикой. Цвет: от светлого желтовато-красного до темного кирпично-красного, испещеренного более темными линиями. Плотность: 850-950 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,2.

    Венге.Родина древесины венге тропические джунгли Западной Африки, вплоть до Заира. Структура материала крупная, ровноволокнистая, древесина декоративна и в то же время тяжела и устойчива к давлению и изгибу. Цвет: от золотисто-коричневого до очень темно-коричневого с черными прожилками. Плотность: 850-900 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,1.

    Тайгервуд (тигровое дерево). Произрастает в Западной Тропической Африке. Цвет: желтовато-коричневый, иногда отмечаемый темными полосами-"венами". Плотность: 800-900 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,1.

    Кокоболо. Высокая стабильность при изменении влажности. Цвет: темный, глубокий красный оттенок с черными, нерегулярными полосами. Яркая, выразительная, красивая текстура. Плотность: 800-980 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,35.

    Палисандр. Древесина очень плотная и тяжелая, хорошо полируется, тонет в вводе. Цвет: притягательный светло-коричневый с фиолетово-сиреневым отливом. Плотность: 1000 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 5,5.

    Ярра. Наименование одной из более чем 500 разновидностей австралийского эвкалипта. Цвет: все оттенки красного, от красно-розового до темно-красного. С течением времени ярра темнеет и его окраска может приобретать весьма разнообразные оттенки. Плотность: 820-850 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 5,0.

    Груша. Древесина плотная, твердая, хорошо обрабатывается, мало трескается. Цвет: от желтовато-белого до буровато-красного. Чтобы повысить твердость, грушевую древесину помещают в воду и выдерживают продолжительное время, после чего долго сушат в природных условиях. После просушивания она приобретает буроватый оттенок. Плотность: 700 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 3,4. Дуб (мореный). Древесина прочная, долговечная, устойчивая к внешним воздействиям. После долгого (от 50 до 300 лет) вымачивания (морения) без доступа кислорода древесина приобретает бархатно-черный цвет. Цвет: черный.

    Мореный дуб драгоценный древесный материал. На протяжении тысячелетий затонувшие дубовые стволы, находились на дне водохранилищ, где без доступа воздуха, в процессе морения приобрели прочность, не уступающую камню. Сама природа дарит ему прочность, долговечность и неповторимую цветовую гамму. Плотность: 750 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 3,8. Самшит. Древесина тверда как кость, удельный вес ее больше удельного веса воды, самшит тонет в воде. Поэтому она идет на изготовление деталей, где необходима значительная жесткость. Цвет: светло-желтый, матовый. Плотность: 1350 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: свыше 8,0. Макасар. Вид эбенового дерева распространенного в Юго-Восточной Азии. Цвет: темно-коричневый с черными прожилками. Имеет очень красивую текстуру. Плотность: 1000 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 7,0.

    Эбен. В торговле различают много сортов эбенового дерева. Самый редкий и дорогой произрастает только в странах Центральной Африки. Настолько дорог, что оплата за него идет в килограммах. Экспортные поставки африканского эбена ограничены и полностью контролируются правительствами тех стран, где он добывается. Древесина очень плотная и тяжелая, тонет в воде. Цвет: от темно-коричневого до бархатисто-черного с характерными более светлыми (или светло-коричневыми) продольными прожилками. Плотность: 1200 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: свыше 8,0. Ятоба. Еще ее называют бразильская вишня. Древесина тяжелая, прочная, твердая и при этом удивительно эластичная. Она трудно обрабатывается, но шлифуется и полируется почти до зеркального блеска. Цвет: Плотность: 960 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,8. Зебрано. Произрастает в Габоне и Камеруне. Древесина твердая и тяжелая. Поверхность блестящая, текстура несколько крупная. Цвет: светло-золотистый с узкими штрихами от темно-коричневой до почти черной окраски. Плотность: 900 кг/м (куб). Твердость по Бринеллю: 4.5. Кевазинго. Произрастает от экваториальной Африки, от Камеруна и Габона до Конго. Дерево до 35-40 метров высотой, диаметром ствола до 1.5-2 метров. Древесина от красно-коричневого до темно-красного цвета. Имеет красивый рисунок текстуры. Плотная, твердая, стабильная. Плотность: 820-850 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 5,0.

    Черный граб. Выращен в горах Кавказа. Сруб дерева произведен зимой когда сокодвижение остановлено. Секрет покраса передаётся из поколения в поколение. Цвет: черный. Плотность: 700 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 3,4. Мербау. Произрастает в Юго-восточной Азии (Малайзии, Индонезии, Филиппины). Основными преимуществами мербау является то, что она содержит в порах маслянистые вещества, является очень твердой, устойчивой к воздействию влаги и мало рассыхается. В процессе эксплуатации мербау темнеет, особенно светлые участки, в результате чего окраска древесины в целом выравнивается. Цвет: коричневый, от светлых до темных тонов, местами с вкраплением желтых прожилок. Плотность: 840 кг/куб.м. Твердость по Бринелю: 4,1. Ясень. Древесина тяжёлая, твёрдая с высокой прочностью. Обладание ударной вязкостью и одной из наиболее ценных в мире пород для изготовления спортивного инвентаря. Плотность: 700 кг/м(куб). Твердость по Бринеллю: 4,0-4,1.

    Плотность дерева различной влажности

    Одним из важнейших факторов при организации перевозки леса является плотность дерева. Она является важным показателем при расчете стоимости перевозки и подбора лесовоза.

    Вес дерева бывает удельный и объемный. Удельный вес - масса единицы объема дерева без учета породы, влаги и других факторов - составляет 1540 кг/м 3 . Объемный вес - масса единицы объема дерева с учетом влаги и породы. Исходя из объемного веса, можно определить плотность дерева. Плотность деревьев разных пород различна. Также, весьма изменчива плотность дерева одной породы, в зависимости от географического месторасположения и типа леса.

    С увеличением влажности дерева плотность увеличивается. Например, при влажности 15 % – 0,51 т/м 3 , а при влажности 70 % – 0,72 т/м 3 . По степени влажности дерево разделяют: абсолютно сухое (влажность - 0%,только в лабораторных условиях), комнатно-сухое (влажность до 10%), воздушно – сухое (влажность – 15-20%), свежесрубленное (влажность 50-100%), мокрое (свыше 100%, при хранении дерева в воде).

    Плотность древесины - как строительного сырья.

    Плотность древесины-отношение массы древесины к обьему Рw=Mw/Vw
    Плотность зависит от породы и влажности, обычно определяется по таблице. Все древесные породы подразделяются на 3 группы:
    1)Малоплотная P 2)Среднеплотная0,5

    3)Высоко плотная P>0,7(г.см3)(граб)
    Это свойство характеризуется массой единицы объёма материала, и имеет размерность в кг/м3 или г/см3.
    а) Плотность древесинного вещества pд.в., г/см, т.е. плотность материала клеточных стенок, равна: pд.в. = mд.в. / vд.в., где mд.в. и vд.в. - соответственно масса, г, и объем, см3, древесинного вещества.
    Этот показатель равен для всех пород 1,53 г/см3, поскольку одинаков химический состав клеточных стенок древесины.
    б) Плотность абсолютно сухой древесины p0 равна: p0 = m0 / v0, где m0, v0 - соответственно масса и объём древесины при W=0%.
    Плотность древесины меньше плотности древесинного вещества, так как она включает пустоты (полости клеток и межклеточные пространства, заполненнве воздухом).
    Относительный объём полостей, заполненных воздухом, характеризует пористость древесины П: П = (v0 - vд.в.) / v0 * 100, где v0 и vд.в. - соответственно объём образца и содержащегося в нём древесинного вещества при W=0%. Пористость древесины колеблется в пределах от 40 до 80%.
    в) Плотность влажной древесины: pw = mw / vw, где mw и vw - соответственно масса и объём древесины при влажности W. Плотность древесины зависит от её влажности. При влажности W г) Парциальная влажность древесины p`w характеризует содержание (массу) сухой древесины в единице объёма влажной древесины: p`w = m0 / vw, где m0 - масса абсолютно сухой древесины, г или кг; vw - объем, см3 или м3, древесины при данной влажности W.
    д) Базисная плотность древесины выражается отношением массы абсолютно сухого образца m0 к его объёму при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок Vmax: pБ = m0 / vmax. Этот основной показатель плотности, который не зависит от влажности, широко используется для оценки качества сырья в , целлюлозно-бумажной промышленности и в других случаях.
    Величина плотности древесины изменяется в очень широких пределах. Среди пород России и ближнего зарубежья древесину с очень малой плотностью имеет пихта сибирская (345), ива белая (415), а наиболее плотную - самшит (1040), ядро фисташка (1100). Диапазон изменения плотности древесины иноземных пород шире: от 100-130 (бальза) до 1300 (бакаут). Значения плотности здесь и ниже даны в килограммах на метр кубический (кг/м3).
    По плотности древесины при 12% влажности породы делят на 3 группы: с малой (Р12 740) плотностью древесины.

    Объемный вес древесины зависит также от ширины годичного слоя. У лиственных пород объемный вес уменьшается с уменьшением ширины годичных слоев. Чем больше средняя ширина годичного кольца, тем больше объемный вес у одной и той же породы. Эта зависимость весьма заметна у кольцепоровых пород и несколько менее заметна у рассеяннопоровых. У хвойных пород обычно наблюдается обратная зависимость: объемный вес увеличивается с уменьшением ширины годичных колец, хотя встречаются и исключения из этого правила.

    Объемный вес древесины уменьшается от основания ствола к вершине. У сосен среднего возраста это падение достигает величины 21% (на высоте 12 м), у старых сосен доходит до 27% (на высоте 18 м).

    У понижение объемного веса по высоте ствола достигает 15% (в возрасте 60-70 лет, на высоте 12 м).

    Закономерности в изменении объемного веса древесины по диаметру ствола не наблюдается: у некоторых пород объемный вес слегка уменьшается в направлении от центра к периферии, у других слегка увеличивается.

    Большая разница наблюдается в объемном весе у ранней и поздней древесины. Так, отношение объемного веса ранней древесины к весу поздней у орегонской сосны равно 1:3, у сосны 1: 2,4, у лиственницы 1: 3. Поэтому у хвойных пород объемный вес при повышении содержания поздней древесины увеличивается.

    Пористость древесины. Под пористостью древесины понимают объем пор в процентах от общего объема абсолютно сухой древесины. Пористость зависит от объемного веса древесины: чем больше объемный вес, тем меньше пористость.

    Для приближенного определения пористости можно пользоваться следующей формулой:

    С = 100 (1-0,65γ 0)%

    где С - пористость древесины в %, γ 0 - объемный вес абсолютно сухой древесины.

    В таблице указан вес 1 м3 древесины относительно процента влажности.

    Изменяется в широких пределах даже для одной породы дерева. Значения величины плотности (удельного веса) древесины - это обобщённые цифры. Практическое значение величины плотности древесины отличается от приведённого усреднённого табличного значения и это не является ошибкой.

    Таблица плотности (удельного веса) древесины

    в зависимости от породы дерева
    «Справочник по массам авиационных материалов» изд. «Машиностроение» Москва 1975 г. Коломинова М.В., Методические указания для студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело», Ухта УГТУ 2010г
    Порода дереваПлотность
    древесины,
    (кг/м 3)
    Предел
    плотности
    древесины,
    (кг/м 3)
    Плотность
    древесины,
    (кг/м 3)
    Предел
    плотности
    древесины,
    (кг/м 3)
    Эбеновое
    (чёрное)
    12601260------
    Бакаутовое
    (железное)
    12501170-13901300---
    Дуб810690-1030655570-690
    Красное дерево800560-1060------
    Ясень750520-950650560-680
    Рябина (дерево)730690-890------
    Яблоня720660-840------
    Бук680620-820650560-680
    Акация670580-850770650-800
    Вяз660560-820620535-650
    Граб------760740-795
    Лиственница635540-665635540-665
    Клён650530-810655570-690
    Берёза650510-770620520-640
    Груша650610-730670585-710
    Каштан650600-720------
    Кедр570560-580405360-435
    Сосна520310-760480415-505
    Липа510440-800470410-495
    Ольха500470-580495430-525
    Осина470460-550465400-495
    Ива490460-590425380-455
    Ель450370-750420365-445
    Верба450420-500------
    Орех лесной430420-450------
    Орех грецкий------560490-590
    Пихта410350-600350310-375
    Бамбук400395-405------
    Тополь400390-590425375-455
    • В таблице указана плотность древесины при влажности 12%.
    • Показатели таблицы взяты из «Справочника по массам авиационных материалов» изд. «Машиностроение» Москва 1975г
    • Откорректировано 31.03.2014, по методике:
      Коломинова М.В., Физические свойства древесины: методические указания для студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело», Ухта: УГТУ, 2010

      Скачать (cкачиваний: 787)

    Общепринято указывать величину плотности (удельного веса) древесины в зависимости от породы дерева. За показатель принимается усреднённое значение величины удельного веса, полученное методом обобщения результатов многократных практических измерений. Фактически - здесь опубликованы две таблицы плотности древесины, взятые из абсолютно разных источников. Небольшая разница в показателях наглядно свидетельствует о переменчивости плотности (удельного веса) древесины. Анализируя значения плотности древесины из вышеприведённой таблицы, стоит обратить внимание на отличия показателей авиационного справочника от университетской методички. Для объективности, приведена величина плотности древесины из обеих документов. С правом выбора читателем приоритета важности первоисточника.

    Особое удивление вызывает табличная величина плотности лиственницы - 540-665 кг/м 3 . Некоторые интернет-источники указывают плотность лиственницы, равной 1450 кг/м 3 . Кому верить - не понятно, что лишний раз доказывает неопределённость и неизведанность поднимаемой темы. Лиственница - достаточно тяжёлый материал но, не настолько, чтобы камнем тонуть в воде.

    Влияние влажности на удельный вес древесины
    Удельный вес сплавной древесины

    Примечательно, что с увеличением влажности древесины, уменьшается зависимость величины удельного веса этого материала от породы дерева. Удельный вес сплавной древесины (влажность 75-85%) практически не зависит от породы дерева и равняется, примерно 920-970 кг/м 3 . Объясняется это явление достаточно просто. Пустоты и поры в древесине заполняются водой, плотность (удельный вес) которой гораздо выше плотности вытесняемого воздуха. По своей величине, плотность воды приближается к плотности , удельный вес которого практически не зависит от породы дерева. Таким образом удельный вес раскисших в воде кусков дерева менее зависим от его породы, нежели в случае с сухими образцами. В этом месте не лишне вспомнить, что для древесины существует разделение классических физических понятий . (см. )

    Группы плотности древесины

    Условно, все породы деревьев делятся на три группы
    (по плотности своей древесины, при влажности 12%):

    1. Породы с малой плотностью (до 540 кг/м3) - ель, сосна, пихта, кедр, можжевельник, тополь, липа, ива, осина, ольха чёрная и белая, каштан посевной, орех белый, серый и маньчжурский, бархат амурский;
    2. Породы средней плотности (550-740 кг/м3) - лиственница, тис, берёза повислая, пушистая, чёрная и жёлтая, бук восточный и европейский, вяз, груша, дуб летний, восточный, болотный, монгольский, ильм, карагач, клён, лещина, орех грецкий, платан, рябина, хурма, яблоня, ясень обыкновенный и маньчжурский;
    3. Породы высокой плотности (750 кг/м3 и выше) - акация белая и песчаная, берёза железная, гледичия каспийская, гикори белый, граб, дуб каштанолистный и араксинский, железное дерево, самшит, фисташка, хмелеграб.
    Плотность древесины и её теплотворность

    Плотность (удельный вес) древесины выступает главным показателем её отопительной энергетической ценности - . Зависимость здесь прямая. Чем выше плотность структуры древесины у породы дерева, тем больше содержится в ней горючего древесинного вещества и, тем жарче из таких деревьев получаются .

    Теплопроводность древесины и плотность дерева: таблицы плотности и теплопроводности

    Теплопроводность древесины при различной влажности и плотности

    В таблице приведены значения теплопроводности любого типа древесины независимо от породы дерева в зависимости от плотности при различной объемной влажности.

    Данные приведены при положительных и отрицательных температурах вдоль и поперек волокон древесины.

    Теплопроводность в таблице указана для древесины с плотностью (объемным весом) от 400 до 800 кг/м3. Теплопроводность дана при объемной влажности древесины в пределах от 0 до 30 %.

    При увеличении плотности и влажности древесины ее теплопроводность возрастает, как вдоль, так и поперек волокон дерева. Значение теплопроводности древесины представлено в таблице в диапазоне от минимального до максимального. Размерность теплопроводности Вт/(м·град). Например, при положительных температурах и влажности 20%, максимальная теплопроводность древесины плотностью 400 кг/м3 будет равна 0,438 Вт/(м·град).

    Теплопроводность древесины поперек волокон при различной плотности и влажности

    Представлены значения теплопроводности древесины поперек волокон при положительных и отрицательных температурах и при различной влажности.

    Теплопроводность в таблице дана для древесины с объемным весом (плотностью) от 300 до 900 кг/м3.
    Величина теплопроводности приведена при объемной влажности древесины в пределах от 0 (сухое дерево) до 30 %.

    Теплопроводность древесины в таблице указана минимальная, средняя и максимальная для любой древесины поперек волокон в зависимости от плотности. Размерность теплопроводности ккал/(м·час·град).

    Плотность дерева при температуре 20 °С

    Приведена таблица плотности дерева различных пород при температуре 20°С. Плотности дерева в таблице дана в размерности 103·кг/м3, то есть в тоннах на метр кубический.

    Указана плотность следующих пород: дерево сухое, атласное, пробковое дерево, бальза, бамбук, бук, береза, вишня, гикори, груша, дуб, ель канадская, железное (бакаут), ива, камедное, кедр, кизил, клен, красное (Гондурас, Испания), липа, лиственница, можжевельник, ольха, орех, осина, остролист, пихта, платан, рожковое, самшит, сандаловое, слива, сосна (белая, обыкновенная), тик (индийский, африканский), тополь, эбеновое дерево (черное), эльм, яблоня, ясень.

    Плотность сухого дерева в таблице указана в некотором диапазоне, она зависит от породы и места вырубки. Например, плотность сосны имеет диапазон от 370 до 600 кг/м3; плотность дуба равна 600…900 кг/м3; плотность ели 480-700 кг/м3; плотность березы 510…770 кг/м3. Следует отметить, что плотность дерева хвойных пород имеет величину соотносимую с древесиной лиственных пород.

    По данным таблицы видно, что при нормальных условиях самой минимальной плотностью обладает пробковое дерево (бальза), плотность которого равна 110…140 кг/м3, а деревом с высокой плотностью является железное дерево (бакаут) и эбеновое дерево (черное). Плотность этого дерева равна 1110…1330 кг/м3, что даже больше плотности воды.

    Источники:
    1. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.
    2. Франчук А.У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов, М.: НИИ строительной физики, 1969 — 142 с.
    3. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.

    Интернет-ресурс с информацией о материалах - MatWeb

    MatWeb, ваш источник информации о материалах

    Что такое MatWeb? MatWeb's база данных свойств материалов с возможностью поиска включает паспорта термопластов и термореактивных полимеров, таких как АБС, нейлон, поликарбонат, полиэстер, полиэтилен и полипропилен; металлы, такие как алюминий, кобальт, медь, свинец, магний, никель, сталь, суперсплавы, сплавы титана и цинка; керамика; плюс полупроводники, волокна и другие инженерные материалы.

    Преимущества регистрации в MatWeb
    Премиум-членство Характеристика: - Данные о материалах экспорт в программы CAD / FEA, включая:

    Как найти данные о собственности в MatWeb

    Нажмите здесь, чтобы узнать, как войти материалы вашей компании в MatWeb.

    У нас есть более 150 000 материалы в нашей базе данных, и мы постоянно добавляем к этому количеству, чтобы обеспечить Вам доступен самый полный бесплатный источник данных о собственности материалов в Интернете. Для вашего удобства в MatWeb также есть несколько конвертеров. и калькуляторы, которые делают общие инженерные задачи доступными одним щелчком мыши. кнопки. MatWeb находится в стадии разработки.Мы постоянно стремимся найти лучшее способы служить инженерному сообществу. Пожалуйста, не стесняйтесь свяжитесь с нами с любыми комментариями или предложениями.

    База данных MatWeb состоит в основном из предоставленных таблиц данных и спецификаций. производителями и дистрибьюторами - сообщите им, что вы видели их данные о материалах на MatWeb.


    Рекомендуемый материал:
    Меламино-арамидный ламинат




    Пиломатериалы из пламенной березы от Bailey Wood Products, Inc.

    Береза ​​пламенеющая

    Ботаническое название: Betula alleghaniensis

    Семейство: Betulaceae

    Другие распространенные названия: Береза ​​серая, береза ​​американская, береза ​​жесткая, береза ​​желтая, береза ​​сладкая, береза ​​болотная

    Использует: Полы, шкафы, двери, панели, мебель, шпон


    Распространение: Канада, Северо-Восток США.

    Общие характеристики: Пламя у березы красивый волнистый рисунок зерна. Это довольно редко потому что только изредка встречается дерево, которое производит это своеобразное зерно. Для получения информации о конкретных свойствах пиломатериалов, пожалуйста, обратитесь к страница "Березовый пиломатериал".

    Вес: Базовый удельный вес (сухой вес / сырой объем) 0,62; Плотность воздушно-сухой N / A

    Рабочие свойства: Сообщается, что материал, содержащий неравномерное зерно, обычно трудно обрабатывать на большинстве операций и может сопровождаться некоторым разрывом зерна, если не уменьшить углы резания.Сообщается, что прямослойная древесина работает без особых трудностей. Сообщается, что у желтой березы очень хорошие токарные свойства. Сообщается об очень хороших расточных характеристиках.
    Древесина обладает исключительными способностями к долблению.
    Сообщается, что для достижения наилучших результатов требуются тщательно контролируемые условия. Сообщается, что древесина плохо забивается гвоздями. Сообщается, что свойства завинчивания довольно плохие. Сообщается, что шлифовальные свойства вполне удовлетворительны. Сообщается, что древесина обладает очень хорошими свойствами изгиба под действием пара.

    Прочность: Вид как сообщается, имеет низкую естественную сопротивляемость гниению, и довольно быстро испортится при воздействии влаги, внешние условия без надлежащей химической защиты.

    Консервация: Ядровая древесина довольно или умеренно устойчива к консервантам.

    Механические свойства

    Для получения информации о конкретных свойствах перейдите на страницу «Пиломатериалы из березы».

    Прочность на изгиб:

    Н / Д

    Модули упругости:

    НЕТ

    Максимальная прочность на раздавливание:

    НЕТ

    Сушка и усадка :

    Н / Д.

    Калькулятор веса пиломатериалов любых пород

    Приведенный ниже калькулятор веса пиломатериалов рассчитает вес, ножки досок, удельный вес и плотность древесины любой породы.

    Воспользуйтесь калькулятором веса фанеры, чтобы оценить вес фанеры.

    Напоминаем, что на этой странице есть партнерские ссылки. Если вы покупаете через них, я получаю небольшую комиссию. Если вы выбрали покупку по этим ссылкам, я искренне благодарю вас за вашу поддержку! - Джейк

    КАЛЬКУЛЯТОР ВЕСА Бревен
     
    * Большинство значений удельной плотности, используемых в этом калькуляторе, взято из «Справочника по дереву. Древесина как инженерный материал», написанного U.С. Лесная служба

    Как пользоваться этим калькулятором

    Сначала выберите, обрабатывали ли вы дерево. Обработанная древесина содержит химические вещества (обычно MCA или микронизированный азол меди), которые немного увеличивают вес.

    Стандартная обработанная древесина имеет химическое удерживание около 0,06 фунта / куб. Фут, тогда как древесина, обработанная для контакта с землей, имеет около 0,15 фунта / куб. Фут.

    Затем выберите породу дерева.

    Обычные виды пиломатериалов

    Обычные породы дерева для изготовления мебели.Фото DutchCrafters

    Древесина, используемая для изготовления мебели и внешнего вида, часто бывает лиственных пород (или сосны). Несколько примеров из них показаны на картинке выше.

    Белая древесина

    Самая распространенная порода габаритных строительных пиломатериалов (например, для обрамления стен) - это обычно одна из следующих мягких пород древесины (также называемая белой древесиной):

      • Пихта Дугласа
      • Дуглас-пихта-лиственница, которая может быть как дуглас-пихтой, так и лиственницей западной
      • Подол, который может быть как тсуга западный, ель красная калифорнийская, ель величественная, ель благородная, ель серебристая тихоокеанская или ель белая
      • Сосна южная желтая (SYP), которая может быть долькой, длиннолистной, коротколистной или косой
      • Ель-сосна-пихта (SPF), которая может представлять собой субальпийскую пихту, бальзамическую пихту, черную ель, ель Энгельмана, сосну обыкновенную, сосну обыкновенную, красную ель или белую ель

    Обычно породу дерева можно определить по бирке, прикрепленной к одному из концов.

    Если вы выбираете пиломатериалы, обработанные давлением, обратите внимание, что 85% пиломатериалов, подвергающихся обработке давлением, продаваемых в США, - это южная желтая сосна, так что, вероятно, это то, что у вас есть.

    Размер пиломатериала

    Далее выберите размер пиломатериала. Вы можете выбрать из списка номинальные размеры или ввести фактические размеры вручную. Вот таблица, в которой указаны номинальные и фактические размеры для справки:

    Номинальный размер (дюймы) Фактический размер (дюймы)
    1 x 2 3/4 x 1 1/2
    1 x 3 3/4 x 2 1/2
    1 x 4 3/4 x 3 1/2
    1 x 6 3/4 x 5 1/2
    1 x 8 3/4 x 7 1/4
    1 x 10 3/4 x 9 1/4
    1 x 12 3/4 x 11 1/4
    2 x 2 1 1/2 x 1 1/2
    2 x 3 1 1/2 x 2 1/2
    2 x 4 1 1/2 x 3 1/2
    2 x 6 1 1/2 x 5 1/2
    2 x 8 1 1/2 x 7 1/4
    2 x 10 1 1/2 x 9 1/4
    2 x 12 1 1/2 x 11 1/4
    4 x 4 3 1/2 x 3 1/2
    4 x 6 3 1/2 x 5 1/2
    6 x 6 5 1/2 x 5 1/2
    5/4 x 6 1 x 5 1/2
    6/4 x 6 1 5/16 x 5 1/2

    Теперь вы можете ввести длину рассматриваемого пиломатериала, а затем количество частей этого пиломатериала.

    Влагосодержание

    Наконец, введите влажность пиломатериала и нажмите «Расчет». Вот некоторые типичные значения влажности пиломатериалов:

      • без обработки
        • Свежее из магазина ~ 15%
        • влажный ~ 30%
        • Очень сухой ~ 5%
        • Среднее равновесие для внутренней древесины в США ~ 8%
      • Обработанные, свежие из магазина ~ 35-75%

    Большинство строительных пиломатериалов, продаваемых в домашних магазинах, до некоторой степени сушатся в печи.Это означает, что он должен иметь влажность ниже 19%. Обозначается тегом КД-19.

    Пиломатериалы

    KD-19 (сушеные в печи 19%) будут иметь среднее содержание влаги около 15%.

    Существуют и другие, более строгие стандарты сушки в печи, но KD-19 является наиболее распространенным.

    Если вы хотите проверить влажность перед покупкой, возьмите в руки влагомер. Это отличные маленькие инструменты, и они не слишком дороги. Это влагомер, которым я пользуюсь почти каждый день. Также неплохо проверить дрова на правильность приправы.

    Наконец, не забудьте отметить, что свежая обработанная древесина, вероятно, будет иметь более высокое содержание влаги (35–75%). Это связано с тем, что вода на заводе используется для пропитывания древесины химикатами. Это важно помнить, например, при строительстве деревянного забора, чтобы учесть будущую усадку.

    Одновременная сушка и уплотнение фанеры березы серебряной (Betula pendula L.): анализ морфологии, набухания по толщине и профиля плотности

  • Bekhta P, Marutzky R (2007) Снижение расхода клея при производстве фанеры за счет использования предварительно спрессованной фанеры .Holz Roh Werkst 65: 87–88

    Артикул Google Scholar

  • Бехта П., Хизироглу С., Шепелюк О. (2009) Свойства фанеры, изготовленной из прессованного шпона как строительного материала. Mater Design 30: 947–953

    CAS Статья Google Scholar

  • Bekhta P, Niemz P, Sedliacik J (2012) Влияние предварительного прессования шпона на склеиваемость и свойства изделий на его основе.Eur J Wood Prod 70: 99–106

    CAS Статья Google Scholar

  • Candan Z, Hiziroglu S, McDonald AG (2010) Качество поверхности термически сжатого шпона пихты Дугласа. Mater Design 31: 3574–3577

    Статья Google Scholar

  • Cloutier, A, Fang CH, Mariotti N, Koubaa A, Blanchet P (2008) Уплотнение деревянных шпонов под действием тепла, пара и давления.Труды 51-й Международной конвенции Общества науки и технологии древесины. 10–12 ноября 2008 г. Консептион, Чили

  • Диуф П.Н., Стеванович Т., Клотье А., Фанг С.Х., Бланше П., Коубаа А., Мариотти Н. (2011) Влияние термогигромеханического уплотнения на характеристики поверхности трепещущий шпон осины и гибридного тополя. Appl Surf Sci 257: 3558–3564

    CAS Статья Google Scholar

  • Dwianto W, Morooka T, Norimoto M, Kitajima T (1999) Стресс-релаксация Суги (Cryptomeria japonica D.Дон) древесина при радиальном сжатии под действием пара высокой температуры. Holzforschung 53 (5): 541–546

    CAS Статья Google Scholar

  • Fang CH, Mariotti N, Cloutier A, Koubaa A, Blanchet P (2012) Уплотнение деревянного шпона путем сжатия в сочетании с теплом и паром. Eur J Wood Prod 70: 155–163

    CAS Статья Google Scholar

  • Fortino S, Genoese A, Genoese A, Rautkari L (2013) FEM-моделирование гигротермического поведения древесины при поверхностном уплотнении при высокой температуре.J Mat Sci 48: 7603–7612

    CAS Статья Google Scholar

  • Hill C (2006) Модификация дерева. Уайли, Чичестер

    Книга Google Scholar

  • Hofmann T, Wetzig M, Rétfalvi T, Sieverts T, Bergemann H, Niemz P (2013) Термическая обработка методом вакуумно-прессового обезвоживания: химические свойства древесины и конденсата. Eur J Wood Prod 71: 121–127

    CAS Статья Google Scholar

  • Holmberg H, Lahti P, Paajanen O, Ahtela P (2009) Экспериментальное исследование времени сушки при контактной сушке шпона.Материалы 8-го Всемирного конгресса химического машиностроения. Монреаль, Канада. 23–27 августа 2009 г.

  • Хукка А., Оксанен О. (1999) Коэффициент конвективного массопереноса на деревянной поверхности при струйной сушке шпона. Holzforschung 53 (2): 204–208

    CAS Статья Google Scholar

  • Камке Ф.А., Рати В.М. (2011) Аппарат для вязкоупругого термического сжатия древесины. Eur J Wood Prod 69 (3): 483–487

    Артикул Google Scholar

  • Кутнар А., Камке Ф.А. (2012a) Сжатие древесины в условиях насыщенного пара, перегретого пара и переходных условиях при 150 ° C, 160 ° C и 170 ° C.Wood Sci Technol 46: 73–88

    CAS Статья Google Scholar

  • Кутнар А., Камке Ф.А. (2012b) Влияние температуры и паровой среды на заданное восстановление деформации сжатия древесины. Wood Sci Technol 46 (5): 953–964

    CAS Статья Google Scholar

  • Кутнар А., Камке Ф.А., Сернек М. (2009) Профиль плотности и морфология вязкоупругой термически сжатой древесины.Wood Sci Technol 43: 57–68

    CAS Статья Google Scholar

  • Lahti P, Paajanen O, Holmberg H, Kairi M (2010) Представляем новый метод сушки шпона. Материалы 11-й Международной конференции IUFRO по сушке древесины. Скеллефтеа, Швеция. 18–22 января 2010 г.

  • Лайне К., Рауткари Л., Хьюз М., Кутнар А. (2013) Снижение восстановления схватывания уплотненной поверхности твердой древесины сосны обыкновенной за счет последующей гидротермальной обработки.Eur J Wood Prod 71 (1): 17–23

    CAS Статья Google Scholar

  • Lui H, Kamke FA, Kangquan G (2013) Комплексная сушка и термогидромеханическая модификация шпона тсуги западной. Eur J Wood Prod 71 (2): 173–181

    Артикул Google Scholar

  • Navi P, Sandberg D (2012) Термомеханическая обработка древесины. Технические науки. EPFL Press, Лозанна

    Google Scholar

  • Пааянен О., Холмберг Х., Лахти П., Кайри М. (2012) Опыты с новым методом сушки.Int Wood Prod J 3 (1): 26–30

    Артикул Google Scholar

  • Rautkari L, Properzi M, Pichelin F, Hughes M (2009) Модификация поверхности древесины с помощью трения. Wood Sci Technol 43 (3-4): 291–299

    Google Scholar

  • Рауткари Л., Проперзи М., Пичелин Ф, Хьюз М. (2010) Свойства и восстановление отверждения уплотненной поверхности ели европейской и бука европейского. Wood Sci Technol 44: 679–691

    CAS Статья Google Scholar

  • Rautkari L, Laine K, Laflin N, Hughes M (2011a) Модификация поверхности сосны обыкновенной: влияние параметров процесса на профиль сквозной плотности.J Mater Sci 46: 4780–4786

    CAS Статья Google Scholar

  • Rautkari L, Kamke FA, Hughes M (2011b) Зависимость профиля плотности от твердости древесного композита вязкоупругого термического сжатия (VTC). Wood Sci Technol 45: 693–705

    CAS Статья Google Scholar

  • Rautkari L, Kamke FA, Hughes M (2011c) Возможная ошибка в измерениях профиля плотности древесных композитов.Eur J Wood Prod 69: 167–169

    Артикул Google Scholar

  • Rautkari L, Laine K, Kutnar A, Medved S, Hughes M (2013) Профиль твердости и плотности уплотненной поверхности и термически модифицированной сосны обыкновенной в зависимости от степени уплотнения. J Mater Sci 48: 2370–2375

    CAS Статья Google Scholar

  • Салмен Л. (1982) Смягчение материалов на основе древесного волокна, вызванное температурой и водой.Диссертация, Королевский технологический институт, KTH, Стокгольм

  • Модуль 8: Использование древесины и технология | Земля и лесное хозяйство

    УРОК ВТОРОЙ - ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

    Введение

    Этот урок охватывает физических и механических свойств древесины. Физические свойства относятся к соотношению плотности и влажности, которые влияют на его использование. Механические свойства относятся к прочностным характеристикам древесины.

    Физические свойства

    Плотность
    Урок 1 показал, что древесина - это пористый материал, состоящий из ячеек разного типа. В зависимости от природы этих ячеек, некоторые породы древесины имеют более или менее твердую древесную массу для части данного размера. Если вы представите себе кирпич швейцарского сыра (со всеми его отверстиями) и кирпич такого же размера из чеддера, то можете догадаться, что этот кирпич содержит больше сыра. Итак, с деревом, чем меньше отверстий (ячеек), тем больше древесной массы.

    Количество древесного вещества для данного объема определяет плотность . Древесина с большим весом для данного объема имеет более высокую плотность, чем древесина с меньшим весом. И вес, и объем древесины зависят от количества содержащейся в ней влаги. Поэтому при указании плотности важно также указать условия влажности. Например, плотность пихтового бальзама воздушной сушки составляет 430. Это означает, что он весит 430 кг. на м3 при содержании влаги 12% - стандарт для испытаний на прочность и измерения плотности.Для сравнения: у красной ели 450; и сахарный клен - 740, снова оба в воздушно-сухом состоянии.

    Как обсуждалось в Уроке 1, плотность - отличный показатель прочности древесины; чем выше плотность, тем прочнее древесина. Однако древесина плотностью 600 не может быть вдвое прочнее, чем древесина плотностью 300. Это зависит от обсуждаемых прочностных свойств. Например, величина отклонения древесины на в ответ на нагрузку (модуль упругости) , как в балке или стропиле, является важным прочностным свойством.Фактическая прочность на разрыв детали (модуль разрыва) также важна.

    Скорость роста
    Было показано, как скорость роста влияет на механические свойства древесины. Но как скорость роста влияет на плотность? Нет никаких жестких правил, применимых ко всем видам, о том, как рост влияет на плотность. Чтобы понять, как скорость роста влияет на плотность и, в свою очередь, на силу, необходимо учитывать отдельные виды или группы видов.

    Скорость роста по-разному влияет на плотность древесины хвойных пород для разных пород. В общем, при очень быстром росте значения плотности падают сильнее, чем при очень медленном. Оптимальное - что-то среднее. Целлюлозно-бумажная промышленность давно поняла, что максимальный выход целлюлозы - это не просто показатель количества древесины на гектар, а во многом зависит от скорости роста деревьев.

    Влияние скорости роста на густоту древесины лиственных пород легче предсказать.Плотность диффузно-пористых видов - клена, березы и бука - не меняется с ростом, за исключением, возможно, чрезвычайно медленного роста. С другой стороны, кольцево-пористых пород - дуба и ясеня - демонстрируют самую высокую плотность (и прочность) для умеренно быстрого роста. Очень медленный рост в этой группе приводит к заметному снижению плотности. Для твердых пород древесины прочность , как правило, не является критическим свойством.

    Древесина лиственных пород используется больше из-за их внешнего вида и декоративных свойств.Однако для поддонов, рамного инвентаря и бруса решающим фактором является прочность.

    Пропорции Спрингвуда и Саммервуда
    Древесина с наибольшей долей поздней древесины - с толстостенными ячейками - имеет самую высокую плотность и, в свою очередь, прочность. Как скорость роста, так и процент поздней древесины используются в определенных правилах классификации для некоторых пород. Когда факторы безопасности особенно важны, например, при строительстве лесов или мостов, инспекторы визуально проверяют концы бревен на предмет содержания поздней древесины.

    Содержание влаги

    Свободная вода и связанная вода
    Вода существует в древесине в виде свободной воды или связанной воды. Свободная вода находится внутри полости клетки в виде жидкости. Легче всего удаляется во время высыхания. Эта свободная вода движется к торцевым поверхностям через соединительные ячейки и сбоку через ямы соседних ячеек. Он испаряется как с поверхностей, так и с торцов дерева.Точка, в которой вся свободная вода удаляется из полости ячейки, известна как точка насыщения волокна (fsp) и достигается при содержании влаги около 30 процентов.

    Рисунок 9 - Анатомия продольных клеток в зависимости от потери влаги.

    Связанная вода - это влага, поглощаемая стенкой клетки. Эта вода на молекулярном уровне связана с молекулами древесины клетки.Поэтому удалить ее намного труднее, чем свободную воду. На рисунке 9 показан этот процесс. Усадка происходит только при удалении связанной воды.

    Влияние потери влаги на прочность
    Потеря свободной воды, вплоть до fsp, не влияет на прочность древесины. Однако, когда начинает удаляться связанная вода, большинство прочностных свойств увеличивается на . Увеличение прочности напрямую связано с количеством удаляемой влаги. Таким образом, при прочих равных условиях ель 2 х 4 (гвоздь) при содержании влаги 18 процентов прочнее, чем одна зелень от пилы.

    Прочие свойства, влияющие на прочность

    Уклон зерна
    Имеется в виду отклонение линии продольных ячеек до прямой линии, параллельной сторонам куска пиломатериала. Это может быть вызвано аномальным рисунком роста дерева или способом распиловки бревна. Обычно выражается в виде отношения; например, 1 из 12 (зяблик склона длиной 12 дюймов). Уклон волокон 1: 6 приводит к 60-процентному снижению прочности на изгиб (например, прочности горизонтальной балки, такой как балка перекрытия).Уклон 1 из 16 вызывает только 20-процентное снижение (см. Рисунок 7). В большинстве правил классификации пиломатериалов указывается максимальный уклон волокон, разрешенный для данной категории.

    Узлы
    Сучки, часто встречающиеся в пиломатериалах, возникают от ветвей на стволе дерева. Когда пила прорезает конечность (или ее окурок), остается узел. В зависимости от угла наклона ножа и пилы получается круглый узел, овальный узел или узел с шипом (продольный). По прочности сучки классифицируются по размеру, количеству, форме и качеству.Первые два класса очевидны. Форма и качество узлов описываются как плотные, рыхлые, сросшиеся, плотные и гнилые. Большинство правил оценивания учитывают эти факторы.

    Рисунок 10 - Встряхивание и проверка

    Встряхивание и проверка
    Это расслоения, происходящие в древесине (см. Рисунок 10). Сотрясения , параллельные годовым кольцам, называются кольцевыми колебаниями , а колебания в центре дерева и перпендикулярно годовым кольцам называются звездчатыми колебаниями .У живых деревьев обе формы тряски вызываются ранами, но не все раны приводят к тряске. Факторы, которые могут привести к возникновению сотрясения, : внутреннее напряжение роста, изгиб дерева ветром и замерзание свободной воды внутри клеток. Чек обычно производят в лучах пиломатериалов во время сушки. В зависимости от степени серьезности расщелины и встряски очень сильно влияют на снижение прочности древесины.

    Агенты, вызывающие гниение древесины

    Рис. 11 - На стволе дерева видны шишки грибов, указывающие на очень развитую гниль.

    Распад
    Распад или гниение; не допускается в древесине, используемой для строительных целей. Распознавать гниение древесины очень важно. В большинстве случаев гниение древесины вызывается грибами. Некоторые из этих грибовидных организмов (см. Рис. 11) атакуют древесину, в конечном итоге разрушая ее клеточную структуру. Грибы могут возникать на растущем дереве, или древесина может инфицироваться после использования. Большинство грибков, возникающих на растущем дереве, не продолжают разрушать древесину во время использования.

    Самый серьезный и распространенный тип гниения древесины хвойных пород в Канаде известен как бурая гниль или бурая кубовидная гниль. Он вызывается двумя грибами и очень быстро протекает при благоприятных для гниения условиях. Эти грибы вызывают большую часть огромных убытков от гниения деревянных зданий в Северной Америке. В лиственных породах чаще всего встречается белая гниль.

    Пятна, плесень и бактерии
    Пятна и плесень в древесине не так опасны, как гниение, и обычно допускаются в строительных деревянных конструкциях на местных рынках.Пятно может быть вызвано грибком и часто является признаком того, что грядет худшее. Обычно плесень и морилки просто придают дереву неприятный цвет. Одним из распространенных примеров являются грибки, окрашивающие сок, вызывающие синеву на зеленом дереве. Бактерии, еще один тип организмов, поражающих древесину и когда-то считавшийся причиняющим незначительный ущерб, теперь вырабатывают ферменты, которые вызывают дрожь в красном дубе. Во время сушки в печи красного дуба, пораженного этими бактериями, часто могут образоваться соты , и серьезная проверка.

    Условия, способствующие распаду
    Для развития и повреждения древесины грибам необходимы пища, воздух, влага и тепло. Если какое-либо из этих условий будет устранено, грибки погибнут или останутся в состоянии покоя. Одно из наиболее распространенных заблуждений и неправильного употребления терминов - это «сухая гниль»; часто используется для описания коричневой кубовидной гнили, упомянутой ранее. Сухое состояние может быть связано с тем, что человек замечает повреждение спустя долгое время после того, как гнили, и, возможно, в засушливый день.Гниение не будет продолжаться, пока не будет достаточно влаги. Критическое содержание влаги, ниже которого грибки не могут функционировать, составляет 20 процентов.

    Влияние лесоводства на свойства древесины

    Правильная практика лесоводства влияет на свойства древесины. В мягких породах древесины хорошее прореживание и правильное расстояние могут улучшить скорость роста, прочность и другие свойства. Более того, интервал может быть адаптирован к целевому продукту. Для балансовой древесины правильное размещение позволяет получить высококачественное волокно и урожай, который может быть не таким, как при большом объеме.Для деревьев, предназначенных для изготовления строительных пиломатериалов, можно установить интервал, обеспечивающий скорость роста, обеспечивающую оптимальную прочность. Для пиломатериалов для дворовых площадей (пиломатериалы общего назначения), где основной целью является объем, применяются другие предписания по размещению.

    В древесине лиственных пород качество важнее объема. Помните, что в диффузно-пористой древесине желательны довольно высокие темпы роста. Для кольцевидных видов чрезвычайно высокая скорость роста нежелательна. И не очень низкие темпы роста. Если прочность составляет фактор, шесть колец на дюйм - это минимум.

    Для декоративных целей предпочтительны несколько более медленные темпы роста для получения более тонкой текстуры. За стойками можно ухаживать, чтобы обеспечить требуемые качества. Например, внезапное и сильное раскрытие древостоя может вызвать образование ветвей на многих деревьях. Они превращаются в сучки в древесине или фанере. Селекционные лесозаготовки и лесонасаждения могут быть спроектированы для удаления старых, гниющих деревьев. Это снизит вероятность заражения молодых деревьев в насаждении. Подробнее о лесоводстве и методах сбора урожая мы поговорим в следующем уроке.

    Свойства древесины для выбранных продуктов

    Целлюлоза и бумага

    1. Газетная бумага - механическая и древесная масса . Приемлемо большинство хвойных пород, но не предпочтительны те, которые содержат значительное количество поздней древесины (например, лиственница, сосна). Длина продольных ячеек; т.е. волокна, важно. Ель, особенно черная ель, дает газетную бумагу высочайшего качества во многом благодаря длине ячеек. Термомеханическая масса (TMP), которая в настоящее время в основном используется в установках для производства газетной бумаги, требует тех же свойств.
    2. Химическая целлюлоза - Сульфит и Крафт . Сульфитную целлюлозу обычно смешивают с древесной массой для газетной бумаги. Крафт-целлюлоза используется во многих областях, особенно для облицовочного картона. Для крафта можно использовать древесину практически любых пород и качества. Для сульфита нельзя использовать древесину с очень тяжелой поздней древесиной. Оба производят прочную целлюлозу, и прочность зависит от продольной длины ячейки. Лучше всего эти качества демонстрирует черная ель.

    Пиломатериалы

    1. Древесина хвойных пород - Древесина хвойных пород используется в основном для изготовления конструкционных и строительных пиломатериалов, но также находит свое применение в таких продуктах, как фермы и клееный брус.Они должны содержать детали, обладающие свойствами, способствующими высокой прочности, такими как: умеренная скорость роста; высокая доля летней древесины; прямое волокно, древесина без сжатия; низкая влажность; нет гниения. Для менее требовательных применений, включая строительный пиломатериал, большинство этих свойств не так важны.
    2. Твердая древесина - Так как древесина твердых пород широко используется в декоративных целях, таких как лепные украшения, мебель и шкафы, ее внешний вид является наиболее важным. Свойства, улучшающие внешний вид и производительность, включают: умеренную скорость роста; четко очерченные годовые кольца, лучи и поры для получения приятного «зерна»; отсутствие встряхиваний или проверок в готовом продукте; вся сердцевина или вся заболонь для сохранения целостности цвета; очень точное содержание влаги с небольшими колебаниями или без изменений внутри или между деталями, чтобы не происходило усадки при использовании.
    Ручки и токарные изделия
    Кусочки должны быть прочными, прямозернистыми, с умеренной скоростью роста, без растяжения древесины, без сучков, тряски, трещин или гниения, с высокой долей поздней древесины.

    Панельные изделия
    Есть ассортимент панельной продукции. Один вид изготавливается из фанерного кряжа, другие - из древесины с низкой плотностью, а третьи - из древесных отходов. Фанера изготавливается из шпона, ориентированно-стружечная плита (OSB) из совмещенных пластин, ДСП из мелких частиц и древесноволокнистая плита из волокон и пучков волокон.

    Вафли OSB нарезаются из небольшого круглого леса, обычно тополя. ДСП и древесноволокнистые плиты производятся из смеси круглой древесины (хвойных пород и тополя) и остатков пиломатериалов хвойных пород (опилки и стружка строгальных станков).

    Фанера хвойных пород и OSB могут использоваться в конструкционных целях. Фанера из твердых пород дерева используется в производстве мебели и корпусов. ДСП и древесноволокнистые плиты также часто используются в готовых изделиях, таких как мебель.

    Прочие товары
    Есть много других изделий из дерева.Некоторые из них обладают специальными свойствами. Недавно разработанные продукты включают клееный брус (LVL), пиломатериал с шипованным соединением и обрезные клееные панели. Как правило, они изготавливаются из материала более низкого качества (с соответствующими свойствами более низкого уровня), чтобы получить очень удобный и высокопрочный продукт.

    Выбранные значения прочности

    Таблица 1, показывающая прочность и механические свойства древесины, извлечена из канадского леса (1). К нему относятся следующие краткие комментарии:

    1. Рассматривайте значения относительно друг друга, чтобы получить хорошее впечатление прочности.
    2. Разрыв - это предел прочности древесины на разрыв.
    3. Эластичность - это прогиб в ответ на нагрузку. Даже если кусок дерева не сломается под нагрузкой (весом), он может прогнуться до такой степени, что его нельзя будет использовать. Это относится к таким приложениям, как балки перекрытий, стропила и т.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *