Щільність деревини таблиця та інші фізичні властивості

15.08.2015

Щільність деревини таблиця та інші фізичні властивості

Опубліковано 14 Травень, 2010 в 22:38:

Щільність деревини — це відношення маси деревини при певній вологості, кг, до її об’єму, м 3 .

Із збільшенням вологості густина деревини збільшується. Наприклад, густина деревини бука при вологості 12 % — 670 кг/м3, а при вологості 25 % — 710 кг/м3. Щільність пізньої деревини у 2.3 рази більше, ніж ранній, тому чим краще розвинена пізня деревина, тим вище її щільність (табл. 2). Умовна густина деревини — це відношення маси зразка в абсолютно сухому стані до об’єму зразка за межі гігроскопічності.

Таблиця щільності деревини, кг/м 3
Фізичні властивості деревини

До них належать: колір, блиск, текстура, макроструктура, запах, вологість, усушка, внутрішні напруги, розбухання, розтріскування, викривлення, щільність, звуко -. електро — і теплопровідність. Колір, блиск, текстура і макроструктура визначають зовнішній вигляд деревини.

Деревина різних порід має різний колір — від білого (осика, ялина) до чорного (чорне дерево). Колір деревині надають знаходяться в порожнинах клітин дубильні, смолисті і фарбувальні речовини. Дуже важливе значення колір деревини має у виробництві меблів.

Блиск деревини — це її здатність спрямовано відображати світловий потік. Залежить він від її щільності, розмірів і розташування серцевинних променів, які направлено відображають світлові промені, за рахунок чого і створюється блиск на радіальному розрізі. Найбільш характерним блиском має деревина бука, клена, дуба, ільма і ін. Матову поверхню завдяки дуже вузьким серцевинним променям і тонким стінкам клітин має деревина осики, тополі й липи. Блиск поверхні деревини посилюється і зберігається на тривалий час шляхом створення на ній прозорих захисно — декоративних покриттів.

Текстура — це своєрідний малюнок, утворений серцевинними променями, волокнами і річними шарами на різних перетинах деревини. Насиченість текстури обумовлюється особливостями анатомічної будови деревних порід і напрямком розрізу, а також різницею в кольорі ранньої і пізньої деревини, хвилястістю і плутаним розташуванням волокон.

Найбільш різноманітні і красиві малюнки, визначають їх декоративну цінність, притаманні деревини твердих листяних порід (горіха, червоного дерева, дуба, бука та ін).

Прозорі захисно — декоративні покриття виявляють і підсилюють текстуру. Декоративні якості текстури деревних порід використовуються при виготовленні художніх меблів, сувенірів і виробів.

Макроструктура характеризується шириною річних шарів (числом річних шарів, що припадають на 1 см відрізка), відміряних в радіальному напрямку на поперечному зрізі. Деревина хвойних порід має хороші фізико — механічні показники при числі шарів від 3 до 25. У листяних порід (кільці — судинних — дуба, ясеня) збільшення ширини річних шарів відбувається за рахунок пізньої зони і тому збільшуються міцність, щільність і твердість. А для деревини листяних розсіяно — судинних порід (берези, бука) немає такої чіткої залежності від ширини річних шарів. За зразками деревини хвойних і кільці — судинних листяних порід визначають зміст пізньої деревини у відсотках. Більш високий вміст пізньої деревини обумовлює більшу щільність і кращі механічні властивості деревини.

Запах деяким породам деревини надають знаходяться в них ефірні масла, смоли, дубильні і інші речовини.

Вологість — це відношення маси вологи, що знаходиться в даному об’ємі деревини, до маси абсолютно сухої деревини, виражене у відсотках. Волога, що просочує клітинні оболонки, називається зв’язаною чи гігроскопічною, а волога, що заповнює порожнини клітин та міжклітинні простору, називається вільною чи капілярною.

При висиханні деревини з неї спочатку випаровується вільна волога, а потім пов’язана. Стан деревини, при якому клітинні оболонки містять максимальну кількість зв’язаної вологи, а в порожнинах клітин знаходиться тільки повітря, називається межею гігроскопічності. Відповідна йому вологість при кімнатній температурі (20° С) становить 30 % і не залежить від породи.

Розрізняють такі ступені вологості деревини: мокра — вологість вища 100 %; свіжозрубана — вологість 50. 100 %; повітряно — суха вологість 15.20 %; суха — вологість 8.12 %; абсолютно суха — вологість близько 0%.

Для визначення вологості використовують ваговий і електричний методи. При ваговому методі вологість деревини W, %, визначають за формулою W = 100 (m1 — m2)/m2, де m1 — маса зразка деревини до висушування; m2 — маса того ж зразка в абсолютно сухому стані. При електричному метод вологість деревини визначаю электровлагомером. Переваг першого методу — точність, другого — швидкість.

Усушка — зменшення лінійних розмірів і об’єму деревини при висиханні. Відбувається усушка тільки при випаровуванні зв’язаної вологи. Усушка в тангентальном напрямку становить 6.10 %, у радіальному 3.5 % і вздовж волокон 0,1.0,3 %. Зменшення об’єму деревини при випаровуванні зв’язаної вологи називається об’ємною усиханням. Повна об’ємна усушка становить 12.15%. Зазвичай при розрахунках усушку вздовж волокон не враховують.

При розпилюванні колод на дошки передбачають припуски на усушку з тим, щоб після висихання пиломатеріали і заготовки мали задані розміри.

Внутрішні напруги — це напруження, що виникають в деревині (круглих лісоматеріалах і пилопродукции) без застосування зовнішніх сил. Причина їх — нерівномірність розподілу вологи по перерізу высушиваемой деревини. При сушінні деревини спочатку випаровується волога з її поверхневих шарів. І якщо вона стане менш межі гігроскопічності, тобто 30 %, відбувається усушка. Але в цей же час внутрішні шари залишаються більш вологими, що ускладнює усушку поверхневих шарів. В результаті цього в деревині метушні кают внутрішні напруги, що розтягують її в поверхневих зонах і стискаючі у внутрішніх. При зниженні вологості деревини за пре справ гігроскопічності у внутрішній зоні вона також почне всихати. В результаті розтягуючі напруги в поверхневій зоні зменшаться, але не повністю. З-за залишкових подовжень в поверхневих зонах нормальна усушка внутрішньої зони буде затримана.

Щільність деревини таблиця та інші фізичні властивості
Тоді у внутрішній зоні виникнуть напруги, що розтягують, а в поверхневих — стискаючі, т. е. напруги поміняють знак.

Якщо розтягуючі напруження досягнуть межі міцності деревини на розтяг поперек волокон, це служить причиною розтріскування деревини і утворення тріщин: у початковий період сушіння на поверхні деревини, а в кінцевий — всередині сортименту (рис. 3).

Розбухання — результат насичення сухої деревини вологою, яке веде до збільшення обсягу і маси деревини.

Рис. 3. Розтріскування деревини і силові секції:

а — зовнішні і внутрішні тріщини; б — силові секції

Залишкові внутрішні напруження в висушеної пилопродукции можуть служити причиною зміни лінійних розмірів і форми деталей при їх механічній обробці. Наявність напружень в деревині встановлюють з допомогою вирізки з дощок силових секцій. Якщо відразу після виготовлення секцій їх зубці залишаться паралельними, внутрішніх напружень у деревині немає, якщо розійдуться, то в зовнішніх шарах — розтягують, а у внутрішніх — стискаючі напруги; якщо зубці секції зблизяться — в зовнішніх шарах стискаючі, а у внутрішніх — розтягуючі напруги.

Збереглися після закінчення сушіння залишкові напруги можна знімати шляхом додаткової обробки пилопродукции, зволожуючи її поверхня парою (пропарюванням) або водою (холодною).

Жолоблення — зміна форми поперечного перерізу пилопродукции при висиханні або зволоженні деревини. Викривлення може бути поперечним і поздовжнім (рис. 4). Поперечний жолоблення виражається зміною форми перерізу дошки. Його причина — різна усушка по радіальному і тангентальному напрямках.

По довжині пилопродукция може жолобитися, купуючи дугоподібну форму (рис. 4, г), або прийняти форму гвинтоподібної поверхні — крыловатости (рис. 4, д).

При зволоженні деревини і збільшення вмісту зв’язаної вологи відбувається розбухання деревини — збільшення лінійних розмірів і об’єму деревини.

Щільність деревини таблиця та інші фізичні властивості
Звукопровідність — це властивість матеріалу проводити звук. Вона характеризується швидкістю поширення звуку в матеріалі. Уздовж волокон у деревині звук поширюється зі швидкістю 5000 м/с, у радіальному напрямку — 2000 м/с, в тангентальном — 1500 м/с. Звукопровідність деревини різна у поздовжньому і поперечному напрямках. Це властивість деревини і її здатність резонувати (підсилювати звук без викривлення тону) використовуються у виробництві музичних інструментів. Найкращий матеріал для них — деревина ялини, піхти кавказької і кедра сибірського.

Електропровідність деревини характеризується її опором проходженню електричного струму. Вона залежить від породи деревини, температури, спрямування волокон і вологості деревини. Електропровідність сухої деревини незначна, що дозволяє застосовувати її в якості ізоляційного матеріалу (розетки під штепселі та вимикачі). При збільшенні вологості від 0 до 30 % електричне опір деревини падає в мільйони разів. Електричне опір деревини вздовж волокон в кілька разів менше, ніж поперек волокон.

Рис. 4. Види жолоблення:

а, в — зміна форми поперечного перерізу брусків з різним розташуванням річних шарів на торці; б — то ж дощок(серцевинною і бічний); р — поздовжня пожолобленість; д — крыловатость

Теплопровідність – здатність матеріалу накопичувати тепло. Деревина володіє малою теплопровідністю, так як має багато порожнин, наповнених повітрям. Тому теплопровідність деревини залежить від її вологості: чим менше вологість, тим менше теплопровідність.

механічним властивостям відносяться міцність, ударна в’язкість, твердість, пружність, пластичність, крихкість, раскалываемость, здатність деревини утримувати металеві кріплення, зносостійкість.

Міцність — здатність деревини чинити опір руйнуванню (розтягу, стиску, згину, зсуву та ін) під дією зовнішніх сил. Щільна деревина має зазвичай більшою міцністю. Міцність швидко зменшується зі збільшенням вологості деревини. Значно знижується міцність при наявності в деревині вад.

В залежності від міцності матеріалу встановлені допустимі напруги, яким може піддаватися матеріал без порушення цілісності. Величина допустимого напруги завжди значно нижче межі міцності, тобто найменшої величини напруги, при якій настає руйнування матеріалу.

Волокнисту неоднорідну будову деревини обумовлює неоднакову її міцність у різних напрямах відносно волокон. Вона добре опирається дії сил, розтягуючих або стискаючих деталь вздовж волокон, і згинаючих сил, спрямованих поперек волокон; значно нижчий опір деревини стиску поперек волокон і сколюванню вздовж і впоперек волокон. Так, опір сколюванню деревини вздовж волокон у 1,3.1,5 рази більше, ніж опір сколюванню поперек волокон, а в напрямку перпендикулярному до волокон (торцевому) — в 3.5 разів більше.

Ударна в’язкість – здатність деревини поглинати роботу без руйнування.

Твердість — це властивість деревини чинити опір впровадженню тіла певної форми. Твердість торцевої поверхні вище твердості тангентальной і радіальної на 30 % у листяних порід і на 40 % у хвойних порід. По ступені твердості всі деревні породи можна розділити на три групи: м’які — торцева твердість 40 МПа і менше (ялина, сосна, кедр, ялиця, тополя, липа, осика, вільха); тверді — торцева твердість 40,1.80 МПа (модрина сибірська, береза, бук, дуб, в’яз, ільм, карагач, платан, клен, ліщина, горіх, яблуня, ясен); дуже тверді — торцева твердість більше 80 МПа (акація біла, береза залізна, граб, кизил, самшит, тис).

Пружність — здатність деревини відновлювати первісну форму після припинення дії зовнішніх сил. Якщо ці сили перевищують певну величину (межу пружності), деревина або руйнується, або необоротно змінює свою форму.

Пластичність — властивість деревини змінювати під дією прикладених сил свою первісну форму і зберігати надану їй нову форму після припинення дії сил. На цій властивості засновано гнуття, тиснення, упрессовка і т. д. Краще піддаються гнуття листяні кольцесосудистые породи деревини (дуб, ясен і ін) і розсіяно — судинні (береза). У хвойних порід здатність до гнуття невисока. У вологої деревини ця здатність вища, ніж у сухої.

Крихкість — здатність деревини раптово руйнуватися без значної зміни форми під дією механічних сил.

Раскалываемость — здатність деревини руйнуватися уздовж волокон при впровадженні в неї клиновидного тіла. Клин (колун), впроваджуваний в деревину, розсовує волокна, згинає їх в різні боки і відриває одну частина волокон від іншої, внаслідок чого утворюється тріщина, що йде попереду леза клина. Легко розколюються всі хвойні породи, а з листяних — бук, осика, липа, дуб.

Здатність деревини утримувати металеві кріплення — властивість, пояснюване пружністю деревини. При вбивання цвяха волокна частково розсуваються, частково перерізаються, чинячи тиск на бічну поверхню, обумовлюючи взаємне тертя, що утримує цвях у деревині. Опір деревини висмикування шурупів приблизно в 2 рази більше, ніж опір висмикування цвяхів.

Зносостійкість деревини характеризується здатністю протистояти зносу, тобто руйнування у процесі тертя. Знос дощок з бічної поверхні більше, ніж з торцевої. Знос зменшується з підвищенням твердості і щільності деревини. Волога деревина зношується швидше, ніж суха.

Подільність — властивість деревини розділятися на частини під дією сил. На цій властивості засновано механічна обробка деревини зі зняттям стружки (пиляння, фрезерування, точіння, шліфування) і без зняття стружки (розрізування тонколистових матеріалів на ножицях, штампування), розколювання або розшарування деревини (дров на дрова, тріски на голчасту стружку, великої стружки на мікро — і волокнисту.

Короткий опис статті: породи деревини

Джерело: Щільність деревини таблиця та інші фізичні властивості — Реставрація та ремонт меблів — Реставрація та ремонт меблів

Також ви можете прочитати