Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

Обработка дерева
на станках

       

Физико-механические свойства древесины

Главным критерием качества древесины разных пород есть ее физико-механические свойства. Среди механических свойств древесины прочность является наиважнейшим показателем ее качества.

Так, древесина лучше выдерживает действие сил вдоль волокон, при действии сил поперек волокон прочность ее резко снижается. Способность древесины к расщеплению даже при небольших нагрузках необходимо учитывать на всех этапах ее обработки.

Существенным показателем качества древесины является и ее твердость, то есть способность сопротивляться обработке режущими инструментами и вообще проникновению в массив древесины других тел.

Так, в нижней части ствола твердость больше, чем в верхней. Годичные кольца имеют значительно большую твердость, чем межкольцевые образования. Кроме этого, древесина имеет более твердую структуру в корневище, сучьях и наростах (капах).

По твердости (кгс/см) (торцовой) при влажности 12 % древесные породы разделяют нагруппы: мягкие - 385 и менее; твердые - 386 - 825; очень твердые - более 825.

Прочность - способность древесины сопротивляться воздействующим на нее усилиям. Этот параметр древесины зависит от ряда причин. Плотная, тяжелая древесина обычно обладает большой прочностью. Прочность быстро уменьшается с увеличением влажности и при наличии пороков. Древесина хорошо сопротивляется действию сил, растягивающих или сжимающих деталь вдоль волокон, и изгибающих сил, направленных поперек волокон. Значительно ниже сопротивление древесины сжатию поперек и раскалыванию вдоль волокон.

Упругость-способность древесины изменять свою форму под воздействием внешних сил и принимать первоначальную форму после прекращения этого воздействия.

Пластичность - способность древесины изменять (без разрушения) под давлением свою форму и сохранять ее после снятия нагрузки.

Для использования древесины в строительстве нужно, чтобы она обладала нормальным строением, не имела недопустимых пороков, легко поддавалась обработке, не изменяла приданной ей формы, хорошо сопротивлялась внешним усилиям и противостояла атмосферным и другим климатическим воздействиям.

Среди физических свойств древесины особо выделяют плотность и влажность. Условная плотность древесины - это отношение минимальной массы к максимальному объему образца.

По плотности ( кг/ м) при влажности 12 % древесные породы разделяют на группы:

  • малой плотности 540 и менее
  • средней плотности 550 - 740
  • высокой плотности 750 выше.

Влажность - физическое свойство древесины, характеризующееся количеством содержащейся в ней влаги. Микроструктура древесных волокон такова, что влага лучше всего проникает через торцевые поверхности.

Общее количество влаги в древесине складывается из свободной и связанной влаги. Влага, находящаяся в полостях клеток и межклеточном пространстве, называется свободной, а в клеточных стенках - связанной или гигроскопической. Под относительной влажностью подразумевают процентное соотношение массы заключенной в ней влаги к массе абсолютно сухой древесины.

По степени влажности древесина может быть абсолютно сухой, влажность которой равна 0 % ( получение такой древесины возможно только в лабораторных условиях); комнатносухой с влажностью от 8 до 15 %; воздушно-сухой - от 16 до 20 %; полусухой - от 21 до 23 %; сырой - влаги более 23 %; свеже-срубленной от 40 до 75 % и мокрой с влажностью более 75 %

Способность древесины потощать или отдавать влагу называется гигроскопичностью. Это свойство вызывает в древесине два взаимно противоположных явления - усушку и разбухание.

Усушка - потеря объема древесины вследствие испарения из нее влаги (рис. 7). Размеры усушки прямо пропорциональны степени убывания влажности древесины. Следует иметь в виду, что в различных направлениях древесина усыхает неодинаково. При уменьшении влажности от 30 до 0% усушка составляет следующие величины: вдоль волокон - 0,1 %, по радиальному направлению - от 4 до 8 %, по тангенциальному - от 8 до 12 %.

Рис. 7. Усушка и коробление:
a - продольное коробление; б - поперечная усушка и коробление; в,г - деформация бруска с различным расположением годовых слоев; д - деформация бруска с сердцевинным расположением годовых слоев; е - продольная покоробленность без крыловатости; ж - покоробленность с крыловатостью

Разбухание - процесс, обратный усушке.

Неравномерность усушки или разбухания древесины ведет к ее растрескиванию, искривлению, деформации деталей изделия.

Теплопроводность - способность древесины проводить тепло от одной поверхности к противоположной. Степень теплопроводности древесины зависит от ее влажности и объемного веса.

Влажная древесина имеет более низкий коэффициент влажности. Объемный вес древесины зависит от породы.

Хвойные породы имеют меньшую плотность древесины, а следовательно, и меньшую теплопроводность. Очевидно превосходство по теплопроводности дерева над кирпичом, поскольку кирпичные стенки толщиной 510 мм (в два кирпича) обладают такими же термоизоляционными свойствами, как и стена из деревянного бруса толщиной 100 мм. Понятно, что по стоимости эти материалы несравнимы. Кроме того, деревянные стены «накапливают» тепло и равномерно распределяют его по всему помещению. Поэтому в таком доме будет тепло даже в самый лютый мороз. Последнее обстоятельство становится решающим при выборе вида древесины для строительства деревянных домов.

Звукопроводность - способность древесины проводить звук. Нужно отметить, что звук в различных направлениях распространяется с неодинаковой силой. Так, звукопроводность древесины вдоль волокон в 4 - 5 раз выше, чем поперек волокон.

К недостаткам древесины относят высокую гигроскопичность, благодаря которой древесина хорошо впитывает влагу из воздуха, при этом она разбухает, увеличивается в объеме, в результате чего небольшие трещины исчезают. Избыток влаги в древесине резко ухудшает ее физико — механические свойства.

В процессе сушки влага испаряется очень медленно. Повышенная влажность готового изделия приводит к изменению его геометрических размеров, короблению, что резко снижает качество конструкции.

Кроме того, древесина обладает естественными пороками (сучки, трещины, смоляные карманы), а высокая ее горючесть

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru