21. Физико-механические свойства древесины. 8

Физические свойства.Истинная плотность древесины изменяется незначительно, так как древесина всех деревьев состоит в основном из одного и того же вещества — целлюлозы (1,54г/см3).Средняя плотность древесины разных пород и дажедревесины одной и той же породы колеблется в весьмашироких пределах, поскольку строение и пористостьрастущего дерева зависят от почвы, климата и другихприродных условий.

Пористость древесины хвойных пород колеблется от 46 до 81%, лиственных — от 32 до 80%. Влажность. В древесине различают гигроскопическуювлагу, связанную в стенках клеток, и капиллярную влагу,которая свободно заполняет полости клеток и межклеточное пространство.Предел гигроскопичности (в среднем он составляетоколо 30%) соответствует полному насыщению стенокклеток древесины водой.У свежесрубленного дерева полная влажность можетколебаться от 40 до 120%, а при выдерживаниидревесины в воде ее влажность может возрасти до 200%.При длительном нахождении влажной древесины навоздухе она постепенно высыхает и достигает равновесной влажности.Равновесная влажность комнатносухой древесинысоставляет 8-12%, поэтому до такой влажности высушивают паркетную клепку, древесину, идущую на изготовление столярных изделий, и т. п.Воздушно-сухая древесина после продолжительнойсушки на открытом воздухе имеет влажность 15-18%.Теплопроводность древесины зависит от ее пористости, влажности и направления потока тепла.Электропроводность древесины зависит от ее влажности. Древесина, используемая при электрической проводке должна быть сухой.Электросопротивление сырой древесины в десятки разменьше.Теплопроводностьдревесины зависит от ее пористости, влажности и направления потока тепла.Механические свойствадревесины определяютпутем испытания малых чистых (без видимых пороков)образцов древесины.Показатели свойств древесины должны быть пересчитаны на влажность 12%.Древесина по своей удельной прочности конкурирует ссовременными конструкционными материалами. Однакосучки, трещины и другие пороки сильно снижаютмеханические свойства.Прочность при статическом изгибе древесиныочень высокая: она примерно в 1,8 раза превышаетпрочность при сжатии вдоль волокон и составляет около70% прочности при растяжении.Предел прочности при скалывании вдоль волокондля основных древесных пород составляет 6,0-13 МПа, апри скалывании поперек волокон — в 3-4 раза выше.Статическая твердость численно равна нагрузке,которая необходима для вдавливания в образецдревесины половины металлического шарика радиусом5,64 мм. Твердость древесины по торцу на 15-50% вышечем врадиальном и тангенциальном направлениях. Особенностью древесины является высокая ползучесть, проявляющаяся особенно во влажных условиях.

22. Влажность древесины и ее влияние на свойства древесины. 9

Древесина, имея волокнистое строение и большую пористость, обладает огромной внутренней поверхностью, которая легко сорбирует водяные пары из воздуха (гигроскопичность). Влажность, которую приобретает древесина в результате длительного нахождения на воздухе с постоянной температурой и влажностью, называется равновесной. Она достигается в тот момент, когда упругость паров над поверхностью древесины оказывается равной упругости паров окружающего ее воздуха. По содержанию влаги различают мокрую древесину— с влажностью до 100%; свежесрубленную — 35 % и выше; воздушносухую —15...20 %; комнатносухую — 8...12 % и абсолютно сухую древесину. Стандартной принято считать влажность древесины 12 %. Влажность древесины, при которой стенки клеток насыщены водой (предельное содержание гигроскопической влаги), а полости и межклеточные пространства свободны от воды (отсутствие капиллярной воды), называют пределом гигроскопической влажности. Для древесины различных пород она колеблется от 23 до 35 % от массы сухой древесины. Гигроскопическая вода, покрывая поверхность мельчайших элементов в стенках клеток водными оболочками, увеличивает и раздвигает их. При этом объем и масса древесины увеличивается, а прочность снижается. Свободная вода в полостях клеток, существенно не изменяет расстояния между элементами древесины и поэтому не влияет на ее прочность и объем, увеличивая лишь массу, теплопроводность и теплоемкость. Усушка, разбухание и коробление. Как уже отмечалось, изменение влажности древесины от нуля до предела гигроскопической влажности вызывает изменение ее линейных размеров и объема — усушку или разбухание, величина которых зависит от количества испарившейся или поглощенной ею влаги и направления волокон. Вдоль волокон линейная усушка для большинства древесных пород не превышает 0,1 %, в радиальном направлении — 3...6 %, а в тангенциальном — 7...12 %. Разница в усушке древесины в тангенциальном и радиальном направлениях и неравномерность высыхания сопровождается возникновением внутренних напряжений в древесине, что может вызвать ее коробление и растрескивание. Боковые края досок стремятся выгнуться в сторону выпуклости годовых слоев, а наибольшему короблению подвержены доски, выполненные из древесины, расположенной ближе к поверхности бревна, и широкие доски.