Каковы важнейшие физико-механические свойства древесины - Анализ строительных материалов и изделий

Истинная плотность древесиныопределяется совокупностью веществ, слагающих оболочку клеток. Так как клетки имеют схожее строение для всех пород, тоистинная плотность древесиныколеблется в пределах от 1490 до 1560 кг/м3.

Средняя плотность древесинызависит от влажности и пористости породы. Значениесредней плотностиуказывается применительно к нормальной 12%-ной влажности.

Всепороды по средней плотностиусловно разделяют на три группы: легкие (с 012 < 550 кг/м3), средние (с 012 = 550 + 700 кг/м3) и тяжелые (с 012 > 700 кг/м3). Средние значения средней плотно сти с 012, кг/м3, некоторыхраспространенных пород древесиныприведены ниже.

Таблица 1.

Легкие породы древесины

Средние породы древесины

Тяжелые породы древесины

Пихта сибирская

380

Береза

640

Клен

700

Кедр

440

Вяз

660

Дуб

700

Ель

450

Лиственница

670

Граб

810

Тополь

460

Бук

680

Акация белая

810

Липа

500

Ясень обыкновенный

690

Сосна

510

Влажность древесинысущественно влияет на ее физико-механические свойства и в ряде случаев определяет ее пригодность.

Вода в древесинеможет находиться в трех видах: в свободном состоянии, гигроскопическом и химически связанном. Свободная, или капиллярная, вода заполняет полости клеток и сосудов и межклеточное пространство; гигроскопическая вода находится в стенках клеток и химически связанная вода входит в химический состав веществ.

По степенивлажности древесинуподразделяют намокрую, свежесрубленную, воздушносухую, комнатносухую и абсолютно сухую. Мокрая древесинаимеет влажность свыше 100%,свежесрубленная древесина-- 35% и выше, воздушносухая древесина-- 15-20% ,комнатносухая древесина-- 8-12% иабсолютно сухая древесина-- 0%.

За стандартнуювлажность древесиныусловно принята влажность, равная 12%,Содержание воды в древесинеизменяется вследствие ее гигроскопичности и влагоотдачи.

Гигроскопичность древесины - способностьдревесиныпоглощать из воздуха парообразную воду. Противоположная характеристика гигроскопичности -- влагоотдача -- способностьдревесиныотдавать воду в окружающую среду. Гигроскопичность и влагоотдача зависят от температуры и относительной влажности воздуха.

Состояние древесины, когда в ней содержится только гигроскопическая вода и отсутствует капиллярная, называется точкой насыщения волокон, или пределом гигроскопичности. Для разных пород деревьев она составляет 25-35%.

Находясь, длительное время в воздухе с постоянной относительной влажностью и температурой, древесинаприобретает определенную влажность, которая называется равновесной. В результате изменения влажности происходитусушка или разбухание древесины.

Усушкойназываютуменьшение линейных размеров и объема древесиныпри высыхании. Усушкане происходит при испарении свободной и начинается только при удалении гигроскопической воды. Усушка древесиныв различных направлениях неодинакова. Вдоль волокон она составляет 0,1-0,3%, в радиальном направлении -- 3-6 и в тангенциальном -- 7-12%.Объемная усушка, выражаемая коэффициентом объемной усушки, составляет 0,2-0,75%.

Набуханиемназываютспособность древесиныувеличивать свои размеры при поглощении воды. Набухание древесинывдоль волокон составляет 0,1-0,8%, в радиальном направлении -- 3-5%, в тангенциальном -- 6-12%.Усушкаприводит к появлению щелей между деревянными элементами, образованию трещин.

Свойства древесиныпоразномуизменять свои размеры при усушке и набухании приводит к короблению.

Теплопроводность древесинысоставляет 0,16-0,3 Вт/(м-°С). Вдоль волокон она в 1,8 раза выше, чем поперек.

Звукопроводность древесинывдоль волокон в 16 и поперек волокон в 3-4 раза выше звукопроводности воздуха. Вдоль волокон она составляет 5000, поперек волокон в радиальном направлении -- 1450 и в тангенциальном -- 850 м/с.

Кмеханическим свойствам древесиныотносятпрочность, твердость, деформативность, ударную вязкость. Они зависят от средней плотности, влажности, наличия пороков, приложения нагрузки с учетом строения древесины.

Важнейшей характеристикой древесины является прочность. В деревянных конструкцияхдревесинаработает на сжатие вдоль и поперек волокон, скалывание, изгиб, растяжение.

Древесинаразличных пород имеет неодинаковую прочность. Предел прочности древесинынаиболее распространенных пород приведен в табл. 2.

Технические характеристики

Таблица 2. Физико-механические свойства древесины

Порода дерева

Средняя плотность древесины, кг/м3

Коэффициент объемной усушки древесины, %

Предел прочности древесины, МПа, вдоль волокон при

Растяжении

Сжатии

Скалывании радиальном

Статическом изгибе

Хвойные:

Лиственница

660

0,52

125

64,5

9,9

111,5

Сосна обыкновенная

500

0,44

103,5

46,5

7,5

86,0

Ель

445

0,43

103

44,5

6,9

79,5

Пихта сибирская

375

0,39

67

39

6,4

68,5

Лиственные:

Дуб

690

0,43

123

57,5

10,2

107,5

Береза

630

0,54

168

55,0

9,3

109,5

Бук

670

0,47

123

55,5

11,6

108,5

Липа

495

0,49

121

45,5

8,6

88,0

Ольха

520

0,43

101

44,0

8,1

80,5

Осина

495

0,41

125,5

42,5

6,3

78,0

Похожие статьи




Каковы важнейшие физико-механические свойства древесины - Анализ строительных материалов и изделий

Предыдущая | Следующая