3. Физические свойства древесины. Механические свойства древесины. Механические свойства древесины

К механическим свойствам древесины, т. е. ее способности сопротивляться воздействию внешних сил, относят прочность, жесткость, твердость и ударную вязкость.

Прочность древесины — способность сопротивляться разрушению от механических усилий, характеризуется пределом прочности, который зависит от породы и влажности древесины, ее состояния, места приложения и характера усилий.

Прочность древесины при растяжении вдоль волокон для всех пород составляет в среднем 130 МПа. Прочность древесины при растяжении поперек волокон составляет в среднем V20 предела прочности при растяжении вдоль волокон. Прочность древесины при сжатии вдоль волокон выше, чем поперек волокон, в среднем в 8 раз.

У хвойных пород прочность при тангенциальном сжатии выше, чем при радиальном, у лиственных пород с широкими сердцевинными лучами (дуб, бук), наоборот, прочность при радиальном сжатии выше в 1,5 раза, чем при тангенциальном.

В целом прочность древесины при сжатии вдоль волокон в 3 раза меньше, чем при растяжении.

Прочность древесины при скалывании вдоль волокон в среднем в 5 раз меньше прочности при сжатии вдоль волокон.

Для дуба и бука предел прочности древесины при скалывании по тангенциальной плоскости на 10.. .30 % больше, чем по радиальной.

Твердостью древесины называют ее свойство сопротивляться проникновению в нее более твердого тела. Твердость

Имеет большие значение при обработке древесины режущими инструментами. По степени твердости породы разделяют на три группы: мягкие (сосна, ель, кедр, пихта, тополь, липа, осина, ольха), твердые (лиственница сибирская, береза, бук, вяз, орех грецкий, клен, ясень и др.), очень твердые (тис, граб, самшит).

Твердость торцовой поверхности древесины выше твердости боковой древесины на 30.. .40 %•

Жесткостью древесины называют ее способность сопротивляться изменению размеров и формы.

Ударная вязкость древесины характеризуется величиной работы, потребной для излома образца древесины.

Практическое значение имеет способность древесины к раскалыванию (при заготовке клепки, обода, спицы, драни и др.). У хвойных пород сопротивление древесины раскалыванию по тангенциальной плоскости меньше, чем по радиальной.

Также широко используют на практике способность древесины удерживать металлические крепления. Способность древесины к загибу позволяет изготавливать гнутые изделия (мебель, полозья и т. д.). Древесина лиственных пород хорошо гнется, у хвойных низкая способность к гнутью.

Способность древесины к сопротивлению, изнашиванию дает возможность использовать ее в различных сооружениях (для полов, палуб). Показатели механических свойств древесины некоторых пород приведены в табл. 22.

Внешний вид

Внешний вид древесины характеризуется цветом, блеском, текстурой.

Цвет древесине придают находящиеся в ней экстрактивные вещества.

Древесина пород, произрастающих в различных климатических условиях, имеет различный цвет: от молочно-белого (осина, ель, липа) до черного (эбеновое дерево).

Породы древесины, произрастающие в тропических и экваториальных районах имеет более яркую окраску по сравнению с древесиной пород умеренного пояса.

В пределах климатической зоны каждой древесной породе присущ свой особый цвет, который может служить дополнительным признаком для ее распознавания. Например, древесина граба имеет светло-серый цвет, дуба и ясеня — бурый, ореха — коричневый. Под влиянием света и воздуха древесина многих пород теряет свою яркость, приобретая на открытом воздухе сероватую окраску.

Блеск — это способность древесины отражать световой поток. Блеск древесины зависит от ее плотности, количества, размеров и расположения сердцевидных лучей.

Особым блеском отличается древесина дуба, бука, платана, чинары, белой акации. Матовый блеск имеют тополь, липа, осина, тик; шелковистый — ива, вяз, ясень, черемуха; золотистый — черешня; серебристый — сибирский кедр; муаровый — береза, серый клен, лавровишня.

Текстура — это рисунок, который получается на разрезах древесины при перерезании ее волокон, годичных слоев и сердцевинных лучей. Текстура зависит от особенностей анатомического строения отдельных пород древесины и направления разреза. Она определяется шириной годичных слоев, разницей в окраске ранней и поздней древесины, наличием сердцевинных лучей, крупных сосудов, неправильным расположением волокон (волнистое или путаное). Хвойные породы на тангенциальном разрезе из-за резкого различия в цвете ранней и поздней древесины дают красивую текстуру. Лиственные породы с ярко выраженными годичными слоями и развитыми сердцевинными лучами (дуб, клен, каргач, ильм, платан) имеют очень красивую текстуру на радиальном и тангенциальном разрезах. Особенно красивый рисунок имеет древесина с неправильным расположением волокон. Текстура определяет декоративную ценность древесины, что особенно важно при изготовлении художественного паркета, различных поделок, музыкальных инструментов и др.