Свойства древесных материалов - Ремонт и стройка от Stroi-Sia.ru
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Свойства древесных материалов

Свойства древесных материалов

Свойства, определяющие внешний вид древесины.

К ним относятся цвет, блеск, запах и текстура.

Цвет зависит от породы, возраста, района и условий произрастания и состояния (наличия пороков) древесины. Древесина может иметь различные оттенки. Например, дуб насчитывает до 20 цветовых оттенков, а орех — до 40. Цвет учитывается в производстве мебели и художественных работах.

Блеск зависит от плотности, количества и размеров сердцевинных лучей и плоскости разреза. Красивым блеском обладают дуб, бук, ильм, клен и другие древесные породы. К потере блеска приводит загнивание. Блеск древесины учитывается при изготовлении изделий без подкраски.

Запах зависит от содержания в древесине смолистого эфирового масла, дубильных и ароматических веществ. Наиболее cильным запахом обладают деревья хвойных пород (сосна, кедр), содержащие смолу, из лиственных — дуб. Поражение грибами, а также загнивание и длительное хранение вызывают выветривание ароматических веществ и потерю естественного запаха. Запах древесины учитывается при изготовлении тары под пищевые продукты. Для этой цели применяют в основном древесину липы и тополя, которая не имеет запаха.

Текстура — естественный рисунок, получаемый на поверхности древесины в результате перерезания ее волокон, годичных слоев и сердцевинных лучей. Характер рисунка зависит от направления разреза, расположения волокон, размера сердцевинных лучей, ширины годичных слоев и различий в окраске между ранней и поздней древесиной. Древесину с красивой текстурой имеют дуб, ясень, орех, красное дерево. Химические окраски и грибные поражения вызывают изменение этого свойства. Текстура древесины имеет существенное значение при изготовлении мебели и в художественных работах.

Влажность. Она характеризуется содержанием влаги в древесине. Наличие влаги связано с ростом дерева. Влажность древесины срубленного дерева и неверные условия хранения являются причинами ее гниения. В зависимости от степени влажности древесина делится на: мокрую — длительное время находившуюся в воде, ее влажность выше 100%; свежесрубленную — влажность 50—100%; воздушно-сухую — долгое время хранившуюся на воздухе, влажность 15—20%; комнатно-сухую — влажность 8—12%; абсолютно сухую — влажность 0%. Влажная древесина труднее поддается отделке, но лучше гнется.

Физические свойства древесины.

Плотность. Это физическая величина, определяемая отношением массы образца к его объему. Плотность древесины зависит от ее породы и влажности. С уменьшением влажности древесины снижается ее плотность, и она становится легче почти в 2 раза. Плотность поздней древесины годичного слоя в 2-3 раза больше, чем ранней.

Теплопроводность. Это способность древесины проводить тепло через свою толщу от одного слоя к другому. Она зависит от ряда факторов, основными из которых являются температура, влажность и плотность древесины, а также направление теплового потока относительно волокон. Вследствие пористого строения древесина плохо проводит тепло. Теплопроводность древесины вдоль волокон в 1,5-2,0 раза выше, чем поперек волокон.

Звукопроводность. Это свойство древесины проводить звук. Звукопроводность древесины несколько выше, чем у других материалов, что следует учитывать в жилищном строительстве, где необходима звукоизоляция перегородок, дверей и стен.

Электропроводность. Это способность древесины проводить ток. Электропроводность древесины в основном зависит от ее влажности, породы, направления волокон и температуры. Древесина в сухом состоянии не проводит электрический ток, т. е. является диэлектриком, что позволяет применять ее в качестве изоляционного материала.

Механические и технологические свойства древесины

Механические свойства древесины. К ним относятся прочность, твердость и ударная вязкость (см.табл.). Эти свойства характеризуют способность древесины сопротивляться воздействию внешних сил (растяжению, изгибу, сдвигу и кручению).

Показатели физико-механических свойств древесины.

Древесные породы Плотность, кг/м3 (при 12% влажности) Предел прочности, МПа Торцовая твердость, МПа Ударная вязкость, Дж/м2(при 12% влажности)
СжатиеСтатический изгибСкалывание вдоль волокон
Радиальное Торцовое
Хвойные
Лиственница660651129,99,44451 993
Ель44545806,96,82639 240
Сосна обыкновен.50049867,57,32941 202
Пихта сибирская37539696,46,52829 430
Лиственные
Граб8006013715,619,49199 081
Ясень6805912713,913,48088 290
Бук6705610911,614,56180 442
Дуб6905810810,212,26876 518
Береза650551109,311,24793 195

Прочность — это способность древесины сопротивляться разрушению (разделению на части) под действием механических усилий. Прочность древесины зависит от направления и скорости действия нагрузки, породы древесины, ее плотности, влажности и наличия пороков: пороки, особенно сучки и трещины, сильно снижают прочность древесины; с увеличением плотности древесины увеличивается и ее прочность; влажность уменьшает прочность древесины. Прочность зависит от характера и направления действия нагрузок. Например, прочность древесины вдоль волокон под действием растягивающих нагрузок около 130 МПа, а под действием сжимающих нагрузок — около 50 МПа; прочность под действием изгибающих сил — около 100 МПа, прочность при скалывании — около 0,5 МПа.

Твердость характеризуется способностью древесины сопротивляться внедрению в нее более твердого тела. Твердость древесины в торцовом направлении выше твердости в тангенциальном и радиальном направлениях в среднем на 30-40%. Твердость древесины, высушенной до 12% влажности, в 1,5-2,0 раза больше твердости древесины 30%-ной влажности. Чем выше твердость древесины, тем труднее ее обрабатывать.

Ударная вязкость — это способность древесины поглощать работу при ударе без разрушения. Вязкость древесины деревьев лиственных пород примерно в 1,5-2,0 раза выше вязкости древесины хвойных пород (см. табл.).

Технологические свойства древесины. При оценке свойств древесины, как конструкционного материала учитывают ее способность удерживать металлические крепления (гвозди, шурупы и т. п.), износостойкость, способность древесины к изгибу и сопротивление раскалыванию.

Рассмотрим способность древесины удерживать металлические крепления (гвозди, шурупы, скрепы и др.). Для выдергивания гвоздей, забитых поперек волокон, требуется усилие в 1,5 раза выше, чем гвоздей, забитых в торец. Для выдергивания шурупов требуется приложить значительно большее усилие, чем для выдергивания гвоздей, так как приходится преодолевать трение и разрушать волокна, между которыми находится резьба шурупа. Однако забитый шуруп удерживает соединение слабее гвоздя. Поэтому необходимо правильно выполнять соединение шурупами, т. е. шурупы следует завинчивать. Способность древесины удерживать металлические крепления возрастает с увеличением ее плотности.

Износостойкость характеризуется способностью древесины противостоять разрушению в процессе трения. Наибольшей износостойкостью обладают торцовые поверхности. Износ уменьшается с повышением твердости и плотности древесины (см. табл.), а также с уменьшением влажности.

Раскалываемость — способность древесины под действием клина разделяться на части вдоль волокон. Сопротивление древесины раскалыванию увеличивается с повышением ее вязкости. Наличие пороков, например сучков, ухудшает раскалываемость древесины.

Свойства древесных материалов

Различают следующие группы :

Древесина натуральная — основная группа древесных материалов — лесоматериал круглый, тёсанный, колотый, пиленый, ( пиломатериал — доски, брусья, и др) щепной шпон, строганая фанера, древесная стружка, опилки, древесное волокно и пр.

Древесина пропитанная — натуральная древесина, в структуру которой введены:

  • антисептически вещества для повышения биостойкости (консервированная древесина),
  • антипирены, повышающие огнестойкость (в строительстве),
  • стабилизаторы для снижения гигроскопичности и размероизменяемости при изменении её влажности (в машиностроении),
  • красители (в мебельном производстве) и пр.

Древесина прессованная — уплотненная, преимущественно в направлении поперёк волокон, при давлении 100—300 кг/см2 (до объёмного веса 1,3— кг/см3) и нагреве (до 100°—250°).

Древесина клееная — склеенная для получения элементов больших размеров по толщине, ширине и длине, с более однородными физико-механическими свойствами или с заданным расположением наиболее прочной древесины в элементе.

Древесина слоистая — получаемая склеиванием шпона или строганой фанеры синтетическими смолами или белковыми клеями. Относительное направление волокон в слоях может быть различное, в соответствии с чем различают следующие виды слоистой древесины:

  • фанера клеёная (переклейка) — взаимно перпендикулярным направлением волокон в соседних слоях шпона,
  • фанера формованная (выклейка) криволинейной формы вплоть до сферической,
  • древесина слоистая — с одинаковым или разным направлением волокон шпона в слоях,
  • древесина слоистая комбинированная (столярные плиты).

Слоистая древесина иногда армируется тонким листовым металлом, металлической сеткой или тканью.

Древесина слоистопрессованная — изготовленная путём склеивания под давлением — 300 кг/см2 и при темпеатуре около 150° пропитанного синтетической смолой шпона, объёмный вес 1,3— 1,5 кг/см3,бывает тех же разновидностей, что и слоистая древесина.

Древеснопластические материалы — изготовляемые из стружек, опилок, дроблённой древесины и пр. и органических или минеральных связующих (10—30%); от пластич. материалов с древесным наполнителем они отличаются повышенным содержанием древесины; к древеснопластическим материалам относятся древесностружечные плиты, фибролит.

Древесноволокнистые плиты— изготовляемые из волокнистой древесной массы путём прессования.

В номенклатуру древесных материалах не входят материалы, являющиеся продуктом целлюлозно-бумажной, лесохимической отраслей промышленности, хотя исходным сырьём для получения этих материалов служит древесина.

Требования к лесоматериалам для гидротехнического строительства

Для строительства, реконструкции и ремонта гидротехнических сооружений (плотин, водоспусков, судоходных шлюзов и др.) применяют круглые и пиленые лесоматериалы хвойных (преимущественно) и лиственных пород

Условия работы древесины в гидротехнических сооружениях

значительно отличаются от условий в обычных наземных сооружениях. Для многих гидротехнических сооружений режим влажности постоянно меняется вследствие естественного или искусственного понижения уровня воды; происходящее при этом переменное увлажнение и высыхание деревянных элементов способствует созданию благоприятной среды для их гниения. Кроме того, на древесину может влиять длительное воздействие ударных и вибрационных нагрузок, химический состав воды и т. п.

Выбор древесины

Поэтому при выборе древесины необходимо учитывать ее стойкость против загнивания и механическую прочность.
В зависимости от условий среды долговечность древесных пород, различна. Так, в незащищенных от увлажнения нонструкциях малоустойчивы: ель, пихта, береза, бук, клен; в сырых местах высокой устойчивостью обладают: лиственница, дуб, ольха; относительно устойчивы в этих же условиях сосна, кедр.

Проведенные исследования позволили установить, что в результате воздействия среды, в которой древесина находилась 70 лет, полезное поперечное сечение деревянных элементов уменьшилось на 15—20% вследствие порчи их наружной части, вызванной процессом выщелачивания и ослизнения древесины пресной водой. Прочность древесины наружных слоев (на толщину 10— 15 мм) оказалась настолько малой, что она легко поддавалась смятию и разрушению при простом нажатии ногтем. Микроскопическим анализом установлено полное разрушение клеток и отсутствие какой-либо связи между ними.
За пределами поврежденного наружного слоя, а именно в заболони и в ядре, не обнаружено следов разрушения структуры клеток. Таким образом, механическая прочность исследуемой воздушно-сухой древесины при сжатии, изгибе, скалывании оказалась не ниже норм, допускаемых для здоровой древесины.

Соли натрия, кальция, калия и др., находящиеся в морской воде, оказывают на древесину гидротехнических сооружений большее влияние, чем речная пресная вода. Исследования проф. С. И. Ванина показали, что прочность древесины свай ), находившихся около 30 лет в воде, на 40—70% ниже, чем у нормальной древесины, не бывшей в воде.

Основная порода древесины, применяемая в строительстве гидротехнических сооружений, сосна. Дуб и лиственница используются в конструкциях, от которых требуется высокая прочность и стойкость против загнивания. Для изготовления мелких деталей нагелей, шпонок, клиньев, подкладок и т. п. применяют дуб, бук и другие твердые породы.
По прочности древесина должна удовлетворять следующим требованиям.

Предел прочности для древесины сосны 1-го и 2-го сортов (при испытании стандартных образцов с влажностью 15%) должен быть не менее:

  • при сжатии вдоль волокон. 300 кг/см2
  • при изгибе . 500 кг/см2
  • при скалывании вдоль волокон. 50 кг/см2

Расчетный объемный вес для сзежесрубленной и сырой древесины составляет: для сосны 800 кг/м3, для дуба 1000 кг/м3.

Качество лесоматериалов

Качество лесоматериалов должно удовлетворять требованиям ГОСТ и дополнительным требованиям для несущих конструкций гидротехнических сооружений.
Ни в одном из сортов лесоматериалов не допускается гнили.
Для растягиваемых и изгибаемых элементов несущих конструкций применяют лесоматериалы 1-го сорта, а для сжатых элементов лесоматериалы 2-го сорта.
Древесина капитальных портовых сооружений, находящаяся в. условиях, где она может быстро загнивать или портиться древоточцами, обязательно должна быть хорошо антисептирована.

Древесная масса

В зависимости от способов обработки балансов, различают белую, бурую и химическую древесную массу. Белая получается из обычной древесинь, бурая из древесины, предварительно пропаренной в котлах (около 8 часов при температуре 150°—160°и давлении 4—5 ати), химическая — из лиственных пород, обработанной раствором моносульфита и бикарбоната натрия при давле до 11 ати к температуре 150°С.

Широкое применение древесных материалов объясняете дешевизной по сравнению с целлюлозой, тряпичной массой, а также способностью повышать печатные свойства бумаги (гладкость, непрозрачность, непрозрачность, впитываемость красок и др.).

Недостатками считается сравнительно низкая механическая прочность, недостаточная белизна и неустойчивость первоначальных свойств (белизна, прочность) при воздействии солнечного света, тепла и влаги, что ограничивает применения.

Для частичного устранения этих недостатков древесная масса подвергается отбелке.

Дизайн интерьера и архитектура

Дизайн интерьера, ремонт и отделка своими руками.

Свойства древесины

Дерево является прекрасным поделочным материалом благодаря своей природной твердости и прочности, а также относительной долговечности службы изделия из древесины.

К тому же, легкость обработки и пластичность пришлись по душе мастерам с глубокой древности. Именно поэтому постройки, предметы быта, элементы интерьера и образцы декоративно — прикладного искусства пользуются заслуженной популярностью с незапамятных времен.

Роскошная лестница из резного дерева

Строение и текстура древесины

В основе строения древесного ствола лежат вертикально расположенные волокна, направленные снизу вверх ( от корней к кроне). Дерево ежедневно получает влагу и питательные вещества от корневой системы, благодаря чему растет не только вверх, но и постепенно увеличивается в объеме.

Каждый год вокруг сердцевины ствола происходит нарастание новых слоев волокон. Так образуется очередное годичное кольцо, количество которых можно подсчитать на спиле ствола.

Особенности строения дерева характеризуются по следующим признакам:

  • Расположение волокон ( рисунок древесины)
  • Плотность волокон ( твердость древесины)
  • Количество и текстура годичных колец. Дерево может быть распилено в разных направлениях, и при этом ярко проявляются его природная текстура.

Некоторые породы деревьев отличаются необычным и особенно интересным узором текстуры волокон. Это качество имеет важное значение в процессе создания художественных изделий. Такие древесные породы называют текстурными и чаще всего используют для художественной обработки.

Свойства пород деревьев

Все древесные породы делятся на две обширные группы:

  • Хвойные — сосна, ель и лиственница. Самым главным недостатком хвойных пород является большое количество смолы в текстуре древесины. Это приводит к тому, что при изготовлении фигурных или объемных предметов со множеством изгибов древесина хвойных пород может раскалываться. Чем большее содержание смолы в текстуре волокон, тем более непрочной она является. Поэтому сосну, ель и лиственницу чаще используют не для художественной резьбы, а для токарных работ.

Хвойный лес

  • Лиственные — липа, дуб, береза, осина и многие другие. Для лиственных пород характерна крепкая древесина , которую мастера охотно используют для создания художественных изделий, в отличие от хвойных пород. Из древесины лиственных деревьев возможно изготовление как крупных, так и мелких изделий, украшенных рельефными и объемными изображениями.

Лиственный лес в средней полосе России

По характеру древесины и степени ее пригодности для обработки режущими инструментами все породы деревьев делятся на три группы:

  • Повышенной твердости — тис, белая акация, карельская береза, граб, самшит, кизил, хурма, фисташковое дерево.
  • Твердые — дуб, клен, береза, груша ( грушевое дерево), яблоня, орех, кедр, бук и пальма.
  • Мягкие — сосна, липа, тополь, осина, ольха, ель, лиственница, ива, явор ( белый клен).

Чаще всего для резьбы используют липу, осину, ольху, березу, клен и грушевое дерево.

А теперь давайте рассмотрим характерные особенности древесных пород, растущих в средней полосе России. Мы не будем заострять внимание на качественных характеристиках красного дерева , которое не растет в наших широтах. Это слишком дорогой вид поделочного материала, поэтому ограничимся доступными и повсеместно распространенными породами деревьев.

  • Сосна — дерево достигает больших размеров в высоту, его ствол длинный и ровный. Древесина сосны характеризуется природным красноватым оттенком и ярко выраженной текстурой с густо расположенными штрихами.

Она отлично обрабатывается столярными инструментами. После обработки и полировки сосновая доска приобретает красновато — коричневый цвет. Недостатком смолы является смолистость древесины, из — за которой изделие может раскалываться. Подобные качественные показатели характерны и для древесины лиственницы.

Текстура древесины сосны

  • Ель — имеет мягкую древесину приятного светлого оттенка, которая весьма податлива и удобна для обработки режущими инструментами. Но при этом в волокнах ели много смолы, и поэтому она непрочная.

Древесина ели

  • Липа — характеризуется древесиной белого цвета, отличающейся завидной чистотой и однородностью рисунка. Собственно, годичных колец на ней практически не видно, и в связи с этим при любом виде обработки или полировки на изделии не проявляется никакого текстурного рисунка.

Липа легко поддается различным видам обработки, и прекрасно подходит для изготовления изделий любого размера и сложности — от мелких скульптур до крупных токарных работ. Можно сказать, что древесина липа является одним из лучших видов материалов, пригодных для художественной обработки.

Текстура древесины липы

  • Береза — древесина сравнительно твердая, но при этом прекрасно поддается различным видам обработки, включая резьбу и токарные работы. После морения и полировки березовая доска выглядит весьма презентабельно. Цвет березовой древесины белый и чистый, поэтому мастера часто используют ее для создания своих произведений.

Древесина березы

  • Карельская береза — ценная порода древесины, потому что в природных условиях она встречается редко. Данный сорт березы растет только в Карелии. У этого дерева повышенная плотность древесины, благодаря специфическому, неправильному расположению волокон. Они слишком спутаны и переплетены между собой, поэтому в процессе обработки и полировки древесина карельской березы имеет удивительно красивый узор текстуры в виде золотистых пятнышек и разводов.

Текстура древесины карельской ели

  • Березовый кап — это наросты шарообразной формы, которые иногда достигают в диаметре больше метра. Они образуются на стволах и корнях обычных берез, растущих на почвах определенного состава, при исключительно благоприятных климатических условиях.

Березовый кап — нарост на березе

Кап может образоваться не только на стволе, но и на корнях дерева. Его древесина отличается еще большей плотностью из — за сильно скрученных и спутанных волокон. Мастера ценят этот вид материала за удивительно красивую и оригинальную текстуру.

Текстура березового капа

В процессе столярной или токарной обработки, а затем полировке капа проявляется причудливый узор, состоящий из произвольно расположенных темных пятен, точек и разводов. Этот узор еще более роскошный, чем у карельской березы. По причине богатства и оригинальности узора природной текстуры березовый кап не используется для резных изделий, а применяется только в токарных или столярных работах.

Столик из березового капа

  • Осина — занимает следующее место после березы по уровню прочности. Древесина осины характеризуется мягкостью, однородной текстурой, светлыми, почти белыми оттенками и чистотой.

Древесина осины

  • Ольха — легко поддается обработке древесины разных видов ольхи ( белой, черной и сибирской). Белая древесина ольхи имеет одну уникальную особенность: при воздействии атмосферного воздуха она быстро меняет цвет, приобретая яркий рыжевато — красный оттенок.

Древесина ольхи

  • Грушевое дерево — среди всех остальных твердых пород древесины груша ценится прежде всего за свою роскошную, природную окраску розовато — коричневых оттенков. Она хорошо поддается столярной и токарной обработке, легко окрашивается ( особенно в черный и другие темные цвета), а также прекрасно выглядит под слоем лака.

Древесина грушевого дерева

  • Клен — древесина всех видов клена ( остролистого, полевого, белого, мелколистного) является одной из самых красивых и подходящих для художественных работ. Кленовая древесина легко поддается обработке, отлично полируется, а также прекрасно выглядит в лакированном виде.

Текстура древесины клена

  • Орех — его древесина употребляется для изготовления резных изделий редко, но все же мастера иногда обращают внимание на этот вид материала. Древесина ореха легко режется и, несмотря на свою твердость, отлично поддается отделке. Текстура ореховой древесины окрашена неравномерно, и это качество позволяет создавать интересные и эффектные изделия.

Стволы ореха также иногда имеют наплывы, подобные березовому капу, и их волокна также тесно сплетены между собой. При изготовлении художественных изделий из них проявляется очень красивый узор естественной текстуры.

Древесина ореха

  • Дуб — его твердую, очень прочную, не поддающуюся процессу гниения древесину зачастую применяют для столярных работ и изготовления мебели. Гораздо реже для резных работ, иногда для отделки мебельных гарнитуров. Дубовая древесина имеет буро — коричневый оттенок, а на срезах выступает рисунок в форме сердцевидных лучей.

Текстура дубовой древесины

  • Самшит — имеет самую прочную древесину, даже среди представителей твердых пород. Самшит растет в теплом климате Крыма и Кавказа. Самшитовое дерево растет очень медленно, но при этом живет очень долго, Старые деревья могут достигать в диаметре 10 — 12 см. Древесина самшита высоко ценится мастерами за свою повышенную плотность, и за почти ровную плоскость волокон на срезе, вследствие чего самшит часто обрабатывают теми же инструментами, что и кость.

Древесина самшита в брусках

Сушка древесины

Несмотря на многочисленные достоинства, древесина любого дерева имеет один существенный недостаток, а именно: она реагируют на повышенный уровень влажности, быстро впитывает воду и при этом значительно увеличивается в объемах, то есть разбухает. Кроме того, к месту производства ее часто доставляют водным путем, то есть сплавляют.

Хранить древесину с большим содержанием влаги нельзя, потому что она начнет гнить, а ровные доски будут коробиться. Резные изделия, выполненные из плохо просушенной древесины, могут растрескиваться и деформироваться. Поэтому прежде всего ее необходимо высушить.

Сушат древесину на открытом воздухе или в специальных сушильных камерах. При сушке на воздухе, но ни в коем случае не на солнце, а под навесом, стволы деревьев или брусья укладывают таким образом, чтобы имелся достаточный доступ воздуха к каждой их стороне. Сушка на воздухе дает самые лучшие результаты, однако это длительный процесс, и не все производители его добросовестно выполняют. Чаще всего древесина высушивается в специальных камерах.

Содержание влаги в древесине, пригодной для выполнения резных работ, не должно превышать 10%. Готовые изделия необходимо хранить в помещении с температурой не выше +20* С.

Столик из древесины самшита

Свойства древесных строительных материалов

Свойства древесины характеризует комплекс показателей, в число которых входят внешний вид, цвет, текстура, плотность, пористость, влажность, усушка, прочность, твердость, способность удерживать металлические крепления.

Внешний вид зависит в основном от цвета и текстуры древесины. Цвет часто служит одним из важнейших признаков при распознавании породы дерева. Целлюлоза, из которой в основном состоит древесина, почти белого цвета. Все многообразие цветовых оттенков связано с находящимися в древесине красящими, дубильными и смолистыми веществами. Цвет также зависит от климатических условий, в которых растет дерево. Породы умеренного пояса окрашены бледно, тропического — ярко. Текстура — это рисунок, образующийся на поверхности древесины при перерезании ее волокон, годичных слоев и сердцевинных лучей. Древесина хвойных пород обладает, как правило, простой и однообразной текстурой. Лиственные породы с ярко выраженными сердцевинными лучами — дуб, бук — отличаются очень красивой текстурой на радиальном и тангенциальном разрезах.

Плотность значительно влияет на свойства древесины, особенно на прочность. Плотность древесины изменяется в очень узких пределах, так как древесинное вещество состоит в основном из целлюлозы.

Пористость древесины связана с ее плотностью. С уменьшением средней плотности от 800 до 300 кг/м3 пористость возрастает с 55 до 80 %. Следовательно, большую часть объема древесины занимают поры.

Влажность древесины существенно влияет на ее физические и механические свойства, а в ряде случаев определяет ее пригодность для тех или иных строительных целей. Свежесрубленная древесина имеет влажность от 30 % (дуб) до 45 % (ель) и более. Воздушно-сухая древесина имеет влажность 15. 20 %.

Усушка — это уменьшение линейных размеров и объема деревянных изделий при удалении из древесины связанной влаги.

Неравномерные деформации усушки в разных направлениях сопровождаются возникновением внутренних напряжений и являются причиной растрескивания и коробления пиломатериалов и деревянных.

Разбухание древесины происходит при увлажнении. Деформации разбухания аналогичны деформациям усушки, но противоположны им по знаку.

Древесина является плохим проводником теплоты, что обусловлено ее пористостью (поры заполнены воздухом). Древесина, являясь важным строительным материалом, обладает высокой прочностью при действии сжимающих и растягивающих напряжений, которая находится в прямой зависимости от содержания поздней древесины, пористости и влажности, направления механических сил по отношению к расположению волокон, в чем особенно сильно проявляется ее анизотропия. Анизотропия является следствием медленно развивающейся оптимизации (упорядочения) микро- и макроструктуры в условиях роста дерева и максимального сопротивления ствола механическим нагрузкам с выделением упрочняющих (армирующих) волокон в его тканях. Различие упругих свойств в разных направлениях связано с влиянием сердцевинных лучей, особенно у лиственных пород. Оно проявляется тем больше, чем больше доля сердцевинных лучей как своеобразных лучей жесткости в анатомическом строении древесины.

По прочности на сжатие древесина соответствует наиболее высоким классам бетона, а по прочности на растяжение и изгиб — намного превосходит его. Сопротивляемость древесины скалыванию и смятию весьма невелика, и разрушение при растяжении происходит не в виде разрыва, а в виде скалывания или смятия в местах закрепления изделия. Поэтому древесину в основном используют в изгибаемых и сжимаемых конструкциях (балках, стойках), реже — в растягиваемых элементах (затяжках стропильных ферм).

Прочность древесины, особенно на сжатие и изгиб, зависит от ее влажности. Существенное влияние оказывает только связанная влага, содержащаяся в клеточных оболочках.

Механические свойства зависят не только от влажности, но и от пороков древесины. Поэтому расчетные сопротивления принимают в 5. 10 раз меньше характеристик прочности древесины, указанных в табл. 2.

Твердость имеет большое значение при обработке древесины режущим инструментом. Наибольшей твердостью обладает торцовая поверхность. По степени твердости все древесные породы разделяют на три группы:

• мягкие — сосна, ель, кедр, пихта, липа, тополь, ольха;

• твердые — лиственница, береза, бук, вяз, дуб, ясень, клен;

• очень твердые — акация белая, береза железная, граб, тисе, кизил, самшит.

Способность удерживать металлические крепления — своеобразное свойство древесины, обусловленное упругостью ее волокон. Гвоздь, вбиваемый в древесину, раздвигает волокна, которые оказывают на его боковую поверхность значительное давление Возникающие при этом силы трения прочно удерживают гвоздь. Способность удерживать металлические крепления оценивают по сопротивлению выдергиванию гвоздей или шурупов. Сопротивление выдергиванию соответствует усилию, необходимому для выдергивания из древесины гвоздя или шурупа стандартных размеров.

Сопротивление выдергиванию также зависит от породы, плотности и влажности древесины. Например, для забивания и выдергивания гвоздей из древесины граба (плотность — 800 кг/м3) необходимо усилие в четыре раза большее, чем для древесины сосны, плотность которой 500 кг/м3. Во влажную древесину гвозди вбивать легче, чем в сухую. При последующем высыхании способность древесины удерживать гвозди снижается.

Дата публикования: 2014-12-10 ; Прочитано: 334 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2020 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector