Чем древесина суше тем она более упругая
Чем древесина суше тем она более упругая
Установи часы правильно
§ 2. Физико-механические свойства древесины.
Д ля изготовления полезных вещей используют разнообразные конструкционные материалы: металл, пластмассу, оргстекло, шелк, текстильные и другие материалы. Широкое распространение получило использование древесины и материалов из нее. Все конструкционные материалы имеют определенные свойства, которые необходимо учитывать при изготовлении изделий. К ним относятся уже известные тебе цвет и текстура древесины. Кроме того, необходимо также знать, как легко обрабатывается определенный вид древесины и материалы из нее, какой инструмент нужно для этого использовать, будут ли удерживаться в ней гвозди, шурупы и другие детали крепления, как будут влиять на древесные материалы влажность, изменения температуры окружающей среды и т.п. Нужно также предусмотреть, какой вид древесины или материалов из нее необходимо использовать, чтобы конструкция, например мост или многоэтажное здание, не разрушилась, если она будет использоваться при больших нагрузках и т.п.
Древесина, как и любой конструкционный материал, обладает определёнными свойствами, которые нужно учитывать при изготовлении изделия. Различают свойства физические (плотность, влажность, цвет, запах) и механические (твёрдость, прочность, упругость). С такими свойствами, как цвет и запах древесины, вы уже ознакомились в 5 классе.
Рассмотрим физические свойства древесины.
Плотность ρ древесины — это её масса m (г), занимающая единицу объёма V (см 3 ):
Плотность сухой древесины составляет 0,35. 0,7 г/см 3 (350. 700 кг/м 3 ). Более плотной является древесина берёзы, клёна, ясеня, лиственницы, дуба (ρ = 0,64. 0,72 г/см 3 ), менее плотной — древесина липы, тополя, кедра, ели, осины, сосны (ρ = 0,4. 0,52 г/см 3 ).
Влажность древесины — это количество содержащейся в ней влаги. Влажность определяется отношением веса этой влаги к весу сухой древесины и выражается в процентах:
где m1 — масса образца влажной древесины;
m2 — масса этого же образца древесины после высушивания.
Если, например, масса бруска влажной древесины составляла 80 г, а после его высушивания — 50 г, то первоначальная влажность древесины была равна:
У свежеспиленного дерева влажность древесины очень высокая — около 80 %. Влага ухудшает механические свойства древесины, поэтому древесину сушат до тех пор, пока влажность не будет составлять 9. 15 %. Применяют следующие виды сушки древесины: естественную на воздухе (которая может длиться до 2 лет) и искусственную в специальных сушильных камерах (от 2 до 25 дней).
Виды древесины по влажности
На практике по степени влажности различают древесину:
1. мокрая, W = 100%, длительное время находившуюся в воде;
2. свежесрубленная, W = 50-100%, сохранившую влажность растущего дерева;
3. воздушно-сухая, W = 15-20%, выдержанную на открытом воздухе;
4. комнатно-сухая, W = 8-12%, долгое время находившуюся в отапливаемом помещении;
5. абсолютно-сухая, W = 0, высушенную при температуре t = 103±2°C.
Производственная (норма для изготовления изделий по ГОСТу) – W = 8-15%
Твёрдость — это свойство древесины сопротивляться проникновению в неё другого тела, например режущего инструмента во время резания или гвоздя при его забивании. По степени твёрдости породы древесины подразделяют на мягкие (ольха, тополь, липа, осина, ель, сосна), твёрдые (клён, ясень, лиственница, дуб, бук) и очень твёрдые (самшит, граб, акация, груша). Твёрдость древесины зависит от её влажности: чем суше древесина, тем больше её твёрдость. Знание твердости древесины имеет большое значение. Режущие инструменты для обработки древесины используют с учетом этого свойства. Чем тверже древесина, тем тяжелее ее обрабатывать и тем больший угол обострения должен иметь инструмент.
В твёрдую древесину трудно вбить гвоздь, её сложнее строгать рубанком, пилить, выдалбливать, сверлить, резать ножом. Но твердая древесина лучше удерживает в себе гвозди и шурупы. Изделия из нее меньше изнашиваются. Например, дубовый паркетный пол изнашивается значительно медленнее, чем пол из сосновых досок. Однако это не значит, что только твердые породы используются мебельщиками.
Прочность древесины — это свойство материала сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок. Наибольшие нагрузки выдерживает древесина дуба, бука, берёзы, лиственницы. Менее прочной является древесина липы, ели, ольхи, ясеня. Из древесины высокой прочности стоит изготавливать конструкционные элементы, то есть те, которые подлежат значительной нагрузке.
Чем большие нагрузки древесина выдерживает, тем она прочнее.
Поэтому различают прочность на растяжение, на сжатие и на изгиб. Если действующие нагрузки превысят те, которые древесина может выдержать (допустимые), то изделие разрушится. Допустимая прочность для каждой породы древесины различна и приводится в специальных таблицах.
Звукопроводность древесины в продольном направлении в 16 раз выше, чем воздуха (звукопроводность воздуха равна 330,7 м/сек), а в поперечном в 4 раза. Деки всех музыкальных инструментов делают из древесины ели и пихты, потому что древесина этих пород резонирует звук. Сырая и загнившая древесина хуже проводит звук и не усиливает его.
Лабораторно-практическая работа «Исследование плотности древесины»
Лабораторно-практическая работа «Исследование влажности древесины»
Новые слова и понятия
Свойства древесины: физические (плотность, влажность), механические (твёрдость, прочность, упругость); сушка древесины.
Свойства древесины: механические, физические, технологические
Еще с древнейших времен, человек не мог обходиться без древесины. Не растратила она своего значения и на сегодняшний день, невзирая на то, что пришло на смену много современных и передовых материалов, которые вытеснили лесоматериалы из некоторых сфер ее применения. Однако, появились другие направления и сферы применения, новые технологии, где изделия из дерева просто незаменимы.
Основные свойства древесины
Как и многие стройматериалы, древесный материал отличается по характерным свойствам и особенностям. Свойства могут быть как позитивными, так и негативными показателями. Эти свойства обусловлены породой лесоматериалов.
Свойства древесины подразделяется на:
Никакой строительный материал не располагает такими технологическими и декоративными свойствами, как изделия из дерева. Она податлива при обработке. Прочный и лёгкий материал, долгое время сохраняющий тепло и нежный запах. Но, как и всякий материал она имеет положительные и отрицательные свойства.
Свойства, определяющие общий вид древесины
К таким свойствам относятся:
Строение древесины
Технологические свойства древесины
Технические свойства характеризуют следующие показатели:
Плотность древесины
Соразмерность веса пиломатериала к его объёму и есть плотность. Устанавливается плотность в кг/м3, и напрямую подчиняется влажности.
Плотность подразделяют на:
Твёрдость древесины
На твёрдость влияют следующие показатели:
Твердость у одного ствола может быть разной: в зависимости от того, какой применяется распил. Торцы твёрже чем тангентальная и радиальная поверхность.
Износостойкость и гибкость древесины
Тепловые свойства
К таким свойствам относятся следующие показатели:
Влажность древесины
Влажность — это процентное соотношение количества влаги в определённом объёме древесного материала, к такому же объёму совершенно сухого материала. Свойства по влажности у каждой породы индивидуальные.
Влажность подразделённая по степеням:
Усушка, разбухание и коробление пиломатериала
Разбухание — одно из негативных свойств древесины. Хотя в отдельных случаях разбухание играет существенную роль: создает уплотнение соединениям в лодках, бочонках и кадках.
Физические свойства древесины
Абсолютное значение, измеряемое соотношением веса к объему. Плотность напрямую зависит от разновидности породы и количества влаги. Чем меньше влажность, тем ниже плотность.
Свойство древесины пропускать тепло от корней до кроны. На качество теплопроводности влияют такие факторы:
Особенное свойство лесоматериалов — пропускать звук. Звукопроницаемость у древесины повыше, чем у некоторых материалов. Этот показатель необходимо принимать во внимание в строительстве, где крайне важна звукоизоляция стен и столярных изделий.
Положительное свойство пиломатериалов пропускать ток. На электропроводность влияют влажность, порода, направление волокон и температура. Сухая древесина не пропускает электроток, что даёт возможность использовать ее как изоляционный материал.
Степень увлажненности пиломатериалов, это — показатель качества и износостойкости изделий из древесины. Отличительное свойство: чем меньше содержание влажности, тем дольше она не подвергается гниению.
6. Коррозионная стойкость.
Отсутствие коррозии — немаловажное свойство у изделий, изготовленных из древесины. Особенно это касается тех изделий, которые подвергаются эксплуатации на открытом воздухе.
7. Цвет, блеск, запах и текстура.
Данные свойства позволяют зрительно определять породу древесины и имеют чисто художественное значение.
Механические свойства древесины
Важные свойства, влияющие на устойчивость и надёжность строений и деревянных изделий.
Сопротивление древесных материалов к разрушениям под воздействием механических усилий.
Это свойство зависит от сопротивления древесного материала к проникновению твердых тел. Чем тверже древесина, тем сложнее она поддаётся обработке.
Поглощение ударов без нарушений целостности.
Трещины
Это продольные разрывы, возникающие под воздействием внутренних напряжений.
Трещины подразделяют по следующим свойствам:
Радиальные трещины внутри ствола дерева. Наблюдаются у всех пород, особенно этим страдает перестоялый древостой. Трещины появляются по мере роста дерева и представляют прерывающиеся разломы по длине сортамента.
Отслаивание древесного волокна внутри ядра и отслоение спелой древесины у растущего дерева. Отлупные трещины можно встретить у каждой породы. До конца не установлены причины возникновения таких трещин.
Продольные разрывы извне на стволе молодого дерева. В основном, морозные трещины преобладают у лиственных пород и очень редко у хвойных. Трещины появляются при резких перепадах зимних температур.
Появляются под воздействием неравномерной усушки и выявляются при распиловке сортамента.
Трещины — основная причина понижения прочности лесоматериалов, используемых в строительстве. Кроме того, трещины содействуют вторжению грибных заболеваний и попаданию влаги внутрь материала.
Пороки формы ствола
Стволы деревьев также обладают определёнными пороками:
Ствол дерева, во время роста, постепенно уменьшается в диаметре от нижней части к кроне. Когда, при каждом метре роста, диаметр ствола убывать больше чем на 1 см, то это — сбежистость.
Лиственные породы больше подвержены такому пороку нежели хвойные породы Сбежистость больше всего проявляется у деревьев растущих на свободе или в мелколесье. Чем гуще лес, тем поменьше на деревьях сбежистости. Данный порок повышает величину отходов и снижает прочность.
Если диаметр ствола в нижней части дерева превышает диаметр того же ствола на высоте не менее метра в 1,2 раза, то это называется закомелистостью.
Ствол дерева имеет форму эллипса, а максимальный диаметр больше минимального в 1,5 раза. Овальность вызывает у дерева крен и изменяет строения древесины.
Локальное утолщение появляется в результате негативного воздействия:
Все древесные породы страдают искривлением стволов. Простая кривизна имеет один изгиб, сложная — несколько изгибов ствола.
Кривизна относится к отрицательным свойствам древесины.
Пороки строения древесины
Пороки подразделяются на группы. В группе находятся определённые виды пороков.
Искаженное месторасположение древесного волокна и годичных слоёв
Наклонное положение волокон значительно понижает прочность древесины, усиливает усушку сортамента вдоль и является поводом появления винтовой искривлённости и закручивания пиломатериалов. Наклон волокон существенно усложняет обработку пиломатериала и уменьшает потенциал древесины к изгибу.
Это волнистое и хаотичное распределение волокон.
Свилеватость уменьшает прочность на растяжение, повышает ударную вязкость и противодействие раскалыванию. Механическое воздействие на свилеватый материал очень затруднён. Однако, у этого порока есть и свои положительные свойства — красивая текстура.
Искажение годичных слоёв около сучков и наростов.
В склонённых и кривых стволах формируется редкостная древесина, которая получила название реактивной. Этот изъян происходит под воздействием силы тяжести, которая вызывает переназначение веществ и подавляет процесс роста.
Крен ухудшает уровень качества древесного сырья, используемого в целлюлозно-бумажной промышленности.
Тяговая древесина усложняет обработку материалов. Во время обработки, образуются мохнатые и замшелые поверхности, которые, отделившись во время резания, заполняют углубление и препятствуют вращению пил.
Сучки
Нерегулярные анатомические образования
Тёмная внутренняя часть ствола дерева — это ложное ядро. Кромка ложного ядра не соприкасается с границей годичных колец. От заболони ядро отгорожено тёмной каёмкой.
Источником возникновения порока являются:
Ложное ядро портит наружный вид изделия и уменьшает возможность лёгкого загиба. Ядро устойчиво к гниению.
В районе сердцевины может сформироваться несколько прилегающих годичных слоёв, схожих с заболонью по цвету и иным свойствам. Внутренняя заболонь появляется из-за нарушения естественной деятельности клеток, вызванное морозами.
У некоторых деревьев из-за повреждения структуры, влияния химических факторов, грибковых заболеваний и засилья насекомых появляются небольшие темноокрашенные зоны на древесине.
Пятнистость особого воздействия на какие — либо свойства не оказывает.
В круглых лесоматериалах существование сердцевины — обычное свойство и явление неотвратимое. Сердцевина значительно снижает прочность деталей с небольшим сечением. В крупных распиленных заготовках нахождение сердцевины нежелательный фактор. Сердцевина быстро поддаётся загниванию.
Это — беспорядочное месторасположение сердцевины, препятствующее массовому использованию материалов. Данное свойство относится к отрицательным показателям.
В раскроенном материале можно обнаружить две сердцевины. Каждая сердцевина обладает своими личными годичными слоями. По краю ствола обе сердцевины окружены единой системой годичных слоёв.
Выпиленные заготовки с двойной сердцевиной, чаще и посильнее коробятся, кроме того могут возникнуть трещины.
Это — внешнее частичное омертвение ствола. Данный порок появляется в результате содранной коры, солнечного ожога или перегревания коры. Сухобокость нарушает форму деревьев, образует завитушки, ухудшает цельность древесины и понижает выход.
Это — заживающая или уже зажившая рана.
Прорость разрушает цельность древесины, что влечёт за собой кривизну и искажение годичных слоёв.
Рана, появившаяся в результате грибковых заболеваний и присутствия бактерий.
При раке меняется правильная форма деревьев.
Необычные отложения в древесине
Это — щедро напитанный смолой участок древесины, образованный после ранения хвойного дерева.
Засмолок имеет незначительную влагопроницаемость и лёгкое впитывание воды. Положительным свойством такой древесины является увеличенная стойкость к гнили, но при этом — плохо поддаётся отделке и приклеиванию.
Это — углубление в глубине годичных слоёв, наполненное смолой.
Стекающая из полости смола затрудняет отделку и склейку заготовок. Такое свойство лесоматериалов считается отрицательным.
Водослойная древесина различается от здоровой увеличенной усушкой и разбуханием. Свойство характеризуется как отрицательное.
Диэлектрические свойства древесины
Древесина может выражать диэлектрические свойства, характеризующиеся двумя признаками.
Первый – магнитная пропускаемость.
Второй – поглощение релаксации дипольной поляризации и превращение её в тепло.
чем отличается упругость древесины от её прочности?
Прочность — способность древесины сопротивляться разрушению от механических усилий, характеризующихся пределом прочности.
Прочность древесины зависит от направления действия нагрузки, породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков.
Существенное влияние на прочность древесины оказывает только связанная влага, содержащаяся в клеточных оболочках. При увеличении количества связанной влаги прочность древесины уменьшается (особенно при влажности 20-25%). Дальнейшее повышение влажности за предел гигроскопичности (30%) не оказывает влияния на показатели прочности древесины. Показатели пределов прочности можно сравнивать только при одинаковой влажности древесины. Кроме влажности на показатели механических свойств древесины оказывает влияние и продолжительность действия нагрузок.
Твёрдость торцовой поверхности выше твёрдости боковой поверхности (тангенциальной и радиальной) на 30% у лиственных пород и на 40% у хвойных. По степени твёрдости все древесные породы можно разделить на три группы: 1) мягкие — торцовая твёрдость 40 МПа и менее (сосна, ель, кедр, пихта, можжевельник, тополь, липа, осина, ольха, каштан); 2) твёрдые — торцовая твёрдость 40,1-80 МПа (лиственница, сибирская берёза, бук, дуб, вяз, ильм, карагач, платан, рябина, клён, лещина, орех грецкий, хурма, яблоня, ясень); 3) очень твёрдые — торцовая твёрдость более 80 МПа (акация белая, берёза железная, граб, кизил, самшит, фисташки, тис).
Твёрдость древесины имеет существенное значение при обработке её режущими инструментами: фрезеровании, пилении, лущении, а также в тех случаях, когда она подвергается истиранию при устройстве полов, лестниц перил. http://les.novosibdom.ru/node/1
Прочность древесины — это свойство материала сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок. Наибольшие нагрузки выдерживает древесина дуба, бука, берёзы, лиственницы. Менее прочной является древесина липы, ели, ольхи, ясеня.
Упругость — свойство древесины восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия нагрузки. Упругость зависит от влажности, плотности и возраста древесины. Чем древесина суше и плотнее, тем она более упругая. Древесина клёна, ясеня, бука, вяза и берёзы обладает большей упругостью, чем остальные древесные породы.
Чем древесина суше тем она более упругая
§ 2. Физические и механические свойства древесины
Древесина, применяемая в мебельном производстве, должна быть здоровой и не иметь пороков, снижающих ее прочность. Она должна легко поддаваться обработке, не изменять приданную ей форму, сопротивляться внешним усилиям и противостоять отрицательному действию воздуха и воды. Эти качества составляют технические свойства древесины, которые нужно учитывать при ее использовании. Требования к лесоматериалам и условия их использования устанавливаются Государственными стандартами (ГОСТ). Технические свойства древесины разделяют на физические и механические.
Физические свойства древесины. Это свойства, которые не приводят к изменению химического состава и цельности материала. К ним относятся цвет, блеск, текстура, запах, влажность, разбухание, усушка, масса, гигроскопичность, теплопроводность, звукопроводность и электропроводность.
Большая часть древесных пород после валки темнеет. Это объясняется действием на древесину кислорода воздуха. Так, светло-розовая древесина ольхи вскоре после валки становится желтовато-красной вследствие окисления дубильных веществ. Древесина дуба, пробывшего много лет под водой, становится серой и даже черной в результате соединения дубильных веществ с солями железа. Цвет молодой древесины светлее цвета старой.
Блеск. Блеск древесины зависит от расположения сердцевинных лучей и ее плотности. Яснее выражен блеск на радиальных разрезах. Это объясняется тем, что на радиальном разрезе сердцевинные лучи занимают значительную площадь. Блеском отличается древесина клена, бука, ильма, дуба, кизила, белой акации. Это свойство древесины учитывают, если ее применяют в неокрашенном виде.
Текстура. Текстурой называется естественный рисунок, который получается на строганой поверхности продольного разреза дерева вследствие перерезания его волокон, годовых слоев и сердцевинных лучей. Древесина хвойных пород, имеющая плотное строение, характеризуется в большинстве случаев однообразной текстурой. Древесина лиственных пород, отличающаяся более сложным строением, имеет разнообразную текстуру, которая зависит также от ширины годовых слоев, разницы в окраске ранней и поздней древесины, крупности сосудов и направления волокон. Очень большое значение имеет направление разреза. На тангентальном разрезе получается более красивый рисунок; особенно выразительный рисунок из линий нарастающих конусов дают хвойные породы.
Запах. Многие древесные породы имеют характерный запах, который они приобретают от смолистых, дубильных веществ и эфирных масел, содержащихся в их древесине. Ядро древесины обладает более сильным запахом, так как в нем этих веществ содержится больше. Более сильный запах у свежесрубленной древесины, а также у древесины хвойных пород, содержащих смолу. При высыхании запах древесины многих пород ослабевает, а иногда и меняется. При заболевании дерева запах его древесины также меняется. Так, здоровая свежесрубленная древесина дуба имеет запах дубильных веществ, а при загнивании она часто пахнет ванилью.
Определение влажности таким способом занимает много времени, а кроме того, нельзя исследовать влажность готового изделия. Для быстрого определения влажности древесины применяют прибор электровлагомер, дающий возможность в течение минуты определить влажность деталей, досок, брусков. Принцип работы электровлагомера основан на том, что электропроводность древесины зависит от ее влажности. Чем выше влажность древесины, тем лучше проходит через нее электрический ток. Сухая же древесина является плохим проводником электричества.
В зависимости от влажности древесина бывает следующих видов:
С влажностью древесины связаны такие свойства как усушка, разбухание, коробление и растрескивание.
Усушку вдоль волокон при наличии ее малой величины обычно во внимание не принимают. Величина усушки поперек волокон значительна, и ее приходится учитывать, особенно при распиливании бревен на доски. Обычно бревна распиливают во влажном состоянии, и, если не предусмотреть припуска на усушку, полученные пиломатериалы после высыхания не будут иметь требуемых размеров поперечного сечения.
Разбухание. Если сухую древесину поместить в сырое помещение или хранить на открытом воздухе, то она вновь поглощает (впитывает) влагу и разбухает. При этом древесина увеличивается в размерах, объеме и массе, изменяет приданную ей форму. Этот процесс наблюдается при поглощении влаги до точки насыщения клеточных оболочек. Дальнейшее увеличение влажности древесины, заключающееся в заполнении полостей клеток водой, разбухания не вызывает. Разбухание древесины не одинаково в разных направлениях и происходит до тех же размеров, что и при усушке.
Для предотвращения порчи изделий от разбухания необходимо для изготовления их применять древесину требуемой влажности, которая соответствовала бы условиям эксплуатации. Для предохранения древесины от проникновения в нее влаги из воздуха используют внешнюю отделку изделий. Кроме того, древесину пропитывают веществами, уменьшающими влагопоглощение и снижающими ее разбухание.
Коробление. Коробление, или изменение первоначальной формы пиломатериалов и деталей, вызывается главным образом различной усушкой древесины по разным направлениям. Сторона доски ближе к сердцевине усыхает меньше противоположной (наружной). Последняя, сжимаясь, тянет на себя и другую сторону. Поэтому при короблении выпуклость доски всегда обращена в сторону сердцевины. Сильнее коробятся заболонные доски, т. е. отстоящие дальше от сердцевины. Средняя доска, включающая сердцевину, при усушке не коробится, у нее только немного тоньше становятся кромки.
Широкие доски коробятся больше, чем узкие. При соединении их следует располагать таким образом, чтобы коробление одной доски препятствовало короблению соседней. Поэтому деревянные щиты надо собирать так, чтобы сердцевинные части досок были обращены в разные стороны. Коробление может быть уменьшено или даже устранено, если доски соединять на шпонках, в наконечник и в рамку, как например в конструкциях дверей, где филенка может усыхать не коробясь.
Растрескивание. Неодинаковая усушка в разных направлениях, а также неравномерное высыхание древесины вызывает растрескивание. Трещины идут от наружных слоев к центру ствола, к сердцевине. Бревна без коры растрескиваются сильнее, чем бревна, имеющие кору, так как она замедляет высыхание. Однако кора удлиняет срок высушивания и способствует развитию гнилей и поражению короедами. При медленном высыхании древесина не растрескивается, поэтому при длительном хранении лесоматериалов принимают меры, замедляющие их высыхание. Для этого торцы бревен, брусьев и доски защищают специальными покрытиями.
Масса. Масса древесины зависит от ее породы, строения и влажности.
Удельная масса. Это масса древесинного вещества в абсолютно плотном состоянии без промежутков, пустот и влаги. Так как масса 1 см 3 химически чистой воды при 4 °С составляет 1 г, то удельная масса любого вещества является отношением этого вещества в абсолютно плотном состоянии к массе воды, взятых в одинаковом объеме. Удельная масса древесинного вещества практически не зависит от породы и в среднем составляет 1,54.
Плотность. Это объемная масса древесины в ее естественном состоянии, т. е. со всеми промежутками, пустотами, влагой, смолой. Она имеет большое практическое значение и служит основным показателем качества и механических свойств древесины. Плотность древесины разных пород не одинакова. Она бывает не одинаковой даже в различных местах одного и того же дерева. Древесина ядра тяжелее древесины заболони. Древесина в комле имеет большую плотность, чем в верхней части ствола. Сравнивать древесину различных пород по плотности можно только при одинаковой влажности. Для определения объемной массы древесины нужно взвесить образец любого размера (при 15%-ной влажности) и разделить массу на объем образца. Полученная объемная масса выражает отношение массы единицы объема древесины к массе такого же объема воды. Если объемная масса древесины равна 0,75, это значит, что 1 м 3 древесины весит 0,75 т. Наиболее тяжелая древесина у самшита (0,97) и фисташки (1,12), а наиболее легкая у пихты, растущей в Восточной Сибири (0,35), и тополя канадского (0,40).
Пористость. Пористость древесины определяют по объему внутренних пустот (полостей клеток, межклеточных пространств) и выражают в процентах от объема древесины в абсолютно сухом состоянии. Она зависит от объемной массы древесины и с ее увеличением уменьшается.
Гигроскопичность. Гигроскопичностью, или влагопоглощением, называется способность древесины впитывать в себя влагу из окружающего воздуха. Влажная древесина легко отдает влагу окружающему ее воздуху; сухая, наоборот, легко поглощает ее. Поэтому гигроскопичность древесины вызывает постоянные изменения ее влажности, массы, размеров и формы.
Так, абсолютно сухая древесина впитывает в себя водяные пары из воздуха до тех пор, пока ее влажность будет соответствовать влажности и температуре окружающего воздуха. Влажность, которую приобретает древесина, находясь долгое время на воздухе с постоянной относительной влажностью и температурой, называется равновесной влажностью древесины. Между этой влажностью древесины, температурой и влажностью окружающего воздуха имеется зависимость.
Теплопроводность. Теплопроводностью древесины называется ее способность проводить тепло. По сравнению с другими материалами древесина плохо проводит тепло. Ее малая теплопроводность объясняется пористостью строения и большим содержанием в межклеточных и внутриклеточных пространствах воздуха, который является плохим проводником тепла. Теплопроводность зависит от объемной массы древесины, влажности, температуры и направления волокон. У различных пород теплопроводность древесины не одинакова. Породы, обладающие большой плотностью (бук, дуб), более теплопроводны. Породы с меньшей плотностью (сосна, ель, береза) менее теплопроводны. Так как теплопроводность воды в 23 раза выше теплопроводности воздуха, то теплопроводность сырой древесины значительно больше, чем сухой. Вдоль волокон она также больше, чем поперек.
Способность резонировать или усиливать звук без искажения тона является важным свойством древесины, благодаря которому ее используют для изготовления дек музыкальных инструментов. Резонансовые свойства древесины зависят от ее объемной массы и однородности строения. Чем мелкослойнее древесина, тем лучше она передает звук высокой частоты. Резонирование происходит потому, что упругие древесные волокна от звуковых волн приходят в колебание. Колебания передаются окружающему воздуху и от этого звук усиливается.
Малая электропроводность древесины позволяет использовать ее в качестве изоляционного материала (прокладки под розетками, выключателями, части радиоприемников). Для этой цели применяют дуб, ясень, бук, клен.
Механические свойства древесины. Изделия из древесины, находящиеся под действием внешних механических сил, вместе с другими предъявленными к ним требованиями должны удовлетворять и условиям механической прочности. По механическим свойствам древесины определяют ее способность сопротивляться действию внешних механических сил, к которым относятся давление грузов, находящихся на изделии, масса людей и т. д. При воздействии внешних механических сил на древесину в ней возникают внутренние напряжения или силы противодействия.
Изменение формы или размеров древесины под действием внешних сил называется деформацией. Деформация, исчезающая после прекращения действия внешней силы, называется упругой. Деформация, при которой после прекращения действия внешней силы форма или размеры древесины не восстанавливаются, называется остаточной. При определенных условиях упругая деформация переходит в остаточную. Этим пользуются при гнутье древесины.
С увеличением нагрузки напряжения в материале возрастают. При достижении соответствующего предела напряжения внутренние силы сцепления частичек материала недостаточно сопротивляются и материал разрушается. Напряжения в момент разрушения материала достигают своего предела прочности, который измеряется в МПа. В зависимости от прочности материала устанавливают допускаемые напряжения, определяющие максимальную нагрузку, которую может воспринять материал при использовании его в сооружениях без изменения формы (деформации). Такая нагрузка называется допускаемой нагрузкой. В зависимости от вида действия механические силы делятся на сжимающие, растягивающие, изгибающие, скалывающие, скручивающие и перерезывающие. К механическим свойствам древесины относятся прочность, твердость, упругость, вязкость, хрупкость, раскалываемость и гвоздимость.
Прочность. Прочностью древесины называется способность ее сопротивляться действию внешних сил, стремящихся сжать, растянуть, изогнуть, сколоть или срезать древесину. В зависимости от того, какие силы действуют (растяжения, сжатия или изгиба) и в каком направлении (вдоль или поперек волокон) древесина по-разному оказывает им сопротивление. Предел прочности древесины при растяжении вдоль волокон очень высок: средняя величина его для сосны составляет 102,4 МПа.
Различают сжатие продольное и поперечное (в радиальном и тангентальном направлениях и плоскостях). Продольному сжатию (торцевому) древесина сопротивляется больше, чем поперечному (радиальному и тангентальному). В среднем для сосновой древесины предел прочности при сжатии вдоль волокон составляет около 41,7 МПа, т. е. примерно в 2 раза ниже предела прочности при растяжении вдоль волокон.
При сжатии древесины поперек волокон вначале происходит постепенное уплотнение, или смятие, образца. Затем наступает разрушение в форме отслаивания и растрескивания. В среднем предел прочности при сжатии древесины сосны поперек волокон (в тангентальном направлении) составляет около 5 МПа.
Твердость. Твердостью называется свойство материала сопротивляться обработке режущими инструментами и проникновению в него другого постороннего тела: шила, гвоздя, шурупа. Твердость зависит от породы древесины, объемной массы и влажности. Одна и та же порода имеет в разных направлениях различную твердость. Знание твердости древесины необходимо при подборе и затачивании режущего инструмента для ее обработки (пиления, строгания, долбления). Различают твердость торцовую, радиальную и тангентальную.
Вязкость. Вязкостью (пластичностью) древесины называется способность ее изменять свою форму под действием внешних сил и сохранять эту форму после прекращения их. Вязкость зависит от породы, возраста, влажности и температуры древесины. Влажная древесина при действии высокой температуры обладает большей вязкостью. Поэтому при производстве ободьев, колес, дуг, гнутой и плетеной мебели, бочек древесину предварительно пропаривают. Лиственные породы по сравнению с хвойными обладают большей вязкостью. К очень вязким породам относятся бук, вяз, дуб, ясень, ива. Древесина заболони гнется лучше древесины ядра. Древесина корней и ветвей пластичнее древесины ствола.
Раскалываемость. Раскалываемостью называется способность древесины колоться вдоль волокон на части под действием клина. Раскалывание объясняется слабым сцеплением волокон древесины по длине дерева. Сучковатая и свилеватая древесина раскалывается труднее, чем прямослойная. Осина, ель, сосна и пихта обладают свойством легко раскалываться; клен, граб, береза и дуб раскалываются труднее.
Гвоздимость. Гвоздимостью называется способность древесины удерживать гвозди, шурупы, костыли, скобы. Она зависит от породы, объемной массы и влажности древесины. Повышенная объемная масса увеличивает сопротивление древесины выдергиванию гвоздя или шурупа. Влажная древесина облегчает вбивание гвоздей, но от влаги стальные гвозди ржавеют и по мере увеличения коррозии сила, удерживающая гвоздь, слабеет. Древесина твердых пород при вбивании в нее гвоздей раскалывается скорее, чем древесина мягких пород. Для увеличения трения вместо гвоздей применяют шурупы.
Переходи в Вулкан Платинум, официальный сайт, которого, поможет освоится в многообразии автоматов