2. Влага в древесине ….. .

Различают два вида влаги, содержащейся в древесине, - связанную (гигроскопическую) и свободную(капиллярную). Связанная влага находится в толще клеточ­ных оболочек, а свободная в полостях клеток и в меж­клеточных пространствах. Кроме свободной и связанной влаги различают влагу, входящую в химический состав веществ, которые образуют древесину (химически Свя­занная влага). Эта влага имеет значение только при хи­мической переработке древесины.

Максимальное количество связанной влаги называет­ся пределом гигроскопичности или пределом насыщения волокон древесины и составляет 30 %. Дальнейшее уве­личение влажности может происходить только за счет свободной влаги, т. е. путем заполнения пустот в древе­сине. При изменении влажности от нуля до предела на­сыщения клеточных оболочек объем древесины увеличи­вается (разбухает), а снижение влажности в этих пре­делах уменьшает его размеры (усушка). Чем плотнее древесина, тем больше ее разбухание и усушка. Соответ­ственно различны разбухание и усушка у поздней, более плотной, и у ранней древесины.

Установлено, что линейная усушка вдоль волокон, в радиальном и тангенциальном направлениях существен­но различаются. Усушка вдоль волокон древесины обыч­но так. мала, что ею пренебрегают, усушка в радиальном направлении колеблется в пределах 2—8,5%, а в тан­генциальном направлении 2,2—14%. Следствием такой неравномерности усушки является коробление досок при высыхании (рис. 1.7). При увеличении влажности свыше точки насыщения волокон, когда влага занимает полос­ти клеток древесины, дальнейшего разбухания не проис­ходит.

Процесс высыхания древесины состоит из испарения влаги с поверхности и перемещении ее из внутренних, более влажных слоев, к наружным. Испарение влаги с поверхности древесины происходит быстрее, чем продви­жение влаги изнутри к периферии, что обусловливает не­равномерность распределения влажности; в тонких пи­ломатериалах эта неравномерность обычно невелика и быстро уменьшается; в толстых элементах влажность выравнивается медленно и неравномерность ее распреде­ления в начале высыхания может быть значительной. Чем выше плотность древесины, тем меньше скорость высыхания. Влагопроводность в радиальном направле­нии несколько больше, чем в тангенциальном, что объяс­няется влиянием сердцевинных лучей. Установлено, что в хвойных породах между радиальной и тангенциальной усушкой древесины поздней зоны годичных слоев су­ществует небольшое различие, а тангенциальная усушка ранней зоны в 2—3 раза превосходит радиальную. Свежесрубленная древесина содержит 80—100 % влаги, причем влажность заболони хвойных пород в 2—3 раза больше влажности ядра. Влажность сплавной древеси­ны доходит до 200 %. Конечная влажность древесины после сушки должна соответствовать ее равновесной влажности в условиях эксплуатации.

Влияние влажности. При повышении влажности дре­весины от нулевой до точки насыщения волокон пример­но до 30% ее прочность, в том числе и длительная, уменьшается, деформативность увеличивается и модуль упругости снижается. В наименьшей степени влажность влияет на ударную прочность древесины и на прочность при растяжении вдоль волокон. В других случаях влия­ние влажности сравнительно велико и при ее изменений на 1 % прочность меняется на 3-5%. Повышение влаж­ности древесины свыше точки насыщения волокон не приводит к дальнейшему снижению ее прочности.

Для сравнения прочности древесины надо показатели прочности приводить к одной влажности. В настоящее время комиссия по стандартизации СЭВ приняла для показателей физико-механических свойств древеси­ны стандартную влажность 12 %. Приведение к стан­дартной влажности производят по формуле

Формула приведения действительна в пределах изменения влажности 8—23 %.

Влажность определяют взвешиванием до и после высушивания до постоянного веса в сушильном шкафу об­разцов небольших размеров. В производстве влажность сортаментов можно определять, не вырезая образцов;

с помощью электровлагомера, действие которого основа­но на изменении электропроводности древесины в зави­симости от ее влажности.

Влияние температуры. Опыты показывают, что пре­дел прочности при любой влажности зависит от темпера­туры, с ее повышением прочность уменьшается, с пони­жением — увеличивается. При большой влажности и отрицательных температурах влага в древесине превра­щается в лед, получается так называемая замороженная древесина, прочность которой на сжатие, поперечный изгиб, скалывание и раскалывание возрастает. В то же время замороженная древесина становится более хрупкой, и сопротивление ее ударному изгибу понижается.

Модуль упругости при повышении температуры пони­жается, что увеличивает деформативность деревянных конструкций. Уменьшение прочности при повышенных температурах, осложненное усушкой в присучковом ко­сослое, является основной причиной наблюдавшихся иногда разрывов деревянных элементов конструкций в жаркие летние месяцы, когда напряжения в элементах значительно ниже, чем зимой.

Из изложенного следует, что при экспериментальном определении прочности древесины следует учитывать не только ее влажность, но и температуру. Предел прочно­сти при данной температуре к прочности при стандарт­ной температуре 20 °С можно пересчитывать по формуле

Формула приведения действительна в пределах положительных температур 10—50 °С. Пересчет к температу­ре 20 °С должен производиться после пересчета к влаж­ности 12 %.

4. Энтомологическими разрушителями деревянных кон­струкций являются насекомые: жесткокрылые — жуки, перепончатокрылые — рогохвосты; чешуйчатокрылые —< бабочки и ложносетчатокрылые —термиты, В отличие от грибов насекомые способны разрушать как сырую, так и сухую древесину. Повреждения древесины, именуемые червоточиной, представляют собой совокупность ходов и отверстий, проделанных самими насекомыми или их ли­чинками. В основном древесину повреждают не сами на­секомые, а их личинки, для которых древесина являет­ся источником питания.

Среди насекомых — вредителей древесины наиболее распространены жуки. Развитие всех жуков проходит че-1 рез четыре стадии: яйцо, личинка, куколка, взрослое на-\ секомое. Самки откладывают яйца в мелкие трещины, в старые летные отверстия, а в редких случаях —и на по­верхность древесины.

Личинки появляются через одну-две недели и, обла- i дая твердыми челюстями, вбуравливаются в древесину, прогрызая ее. Часть непереваренной древесины выбра­сывается личинкой в виде буровой муки, которая забивает проделанный ход. Развитие личинок внутри деревян­ных конструкций продолжается от одного года до не­скольких лет, после чего происходит окукливание. Разви­тие куколки продолжается относительно недолго (две-три недели) и завершается появлением молодого жука. Молодой жук прогрызает летное отверстие в тонкой пе­регородке, отделяющей проделанный личинкой ход от наружного воздуха, и вылетает через него. Жуки появ­ляются в начале лета и живут до конца августа — нача­ла сентября.

Рассмотрим некоторые виды жуков, а) Жуки-точиль­щики распространены во всех климатических зонах СССР. Они разрушают древесину почти всех хвойных и лиственных пород. Некоторые виды жуков-точильщиков в период спаривания издают стук (тиканье), создавае­мый ударами головы о стенки хода. Продолжительность жизни жуков-точильщиков составляет 8—10 сут. В тече­ние этого срока они откладывают яйца и погибают. Раз­рушителями древесины являются мелкие личинки жуков-точильщиков с телом белого цвета и головкой темно-ко­ричневого цвета.