2. Определение влажности и плотности древесины

Поскольку сопротивлению сжатию зависит от влажности, то необходимо определять фактическую влажность испытуемых образцов и приводить к стандартной влажности 12%.

Процесс влагоудаления из древесины достаточно сложный. При сушке в первую очередь наиболее быстро испаряется влага с поверхности и из наружных слоев древесины. Из внутренних зон к наружным влага поступает медленнее и требует больше времени. Явление испарения влаги с поверхности древесины в окружающую среду называется влагоотдачей. Основными причинами движения влаги в древесине являются:

- неравномерное распределение влаги по объему материала, которое вызывает ее перемещение в направлении пониженной влажности, такой характер движения носит название влагопроводности;

- неодинаковая температура по объему материала, что приводит к движению влаги в направлении пониженной температуры, это явление называется термовлагопроводностью;

- наличие во внутренних слоях древесины избыточного по сравнению с внешней средой давления, под действием которого влага в виде направленного потока пара движется в сторону более низкого давления, такое движение называется молярным влагопереносом.

На этот процесс оказывают существенное влияние следующие факторы:

a) перепад влажности (градиент влажности) — разница во влажности между внутренними более влажными и наружными высыхающими слоями древесины;

b) температура древесины (известно, что чем сильнее прогрета древесина, тем выше ее влагопроводность за счет снижения вязкости влаги в капиллярах).

На практике при изменении влажности древесины возможны деформации соединений деревянных конструкций, поэтому важно при расчете конструкций использовать прочностные показатели соответствующие стандартной влажности 12%.

Постановка эксперимента

Испытания на влажность производятся по ГОСТ 16483.7-72, пробы на плотность производятся по ГОСТ 16483.1-73.

Образцы изготовляют в форме прямоугольной призмы с основанием 20×20 мм и высотой вдоль волокон 30 мм. Определение влажности и плотности допускается проводить на образцах, изготовленных для других испытаний, или на пробах, вырезаемых из них. Пробы на влажность, очищенные от заусенцев и опилок, взвешивают с погрешностью не более 0,001 г. Размеры поперечного сечения и длину измеряют с погрешностью не более 0,1 мм по осям симметрии образцов. Пробы, помещают в сушильный шкаф с температурой (103±2)°С. Высушивание проверяют повторными взвешиваниями двух-трех проб. Первое взвешивание при высушивании мягких пород выполняют не ранее чем через 6 ч после начала высушивания, а при высушивании твердых пород — не ранее 10 ч. Повторные взвешивания выполняют через 2 ч. Высушивание считается законченным, когда разность между двумя последними взвешиваниями будет не более 0,001 г. Пробы из смолистой древесины хвойных пород не следует сушить в шкафу свыше 20 ч. После высушивания образцы охлаждают в эксикаторе. Все измерения заносятся в табл. 2.

1) Плотность ρw каждого образца при влажности w в момент испытания (кг/м3):

, (3)

где m_W — масса образца при влажности W, кг;

а_W , b_W , l_W — размеры образца при влажности W, м;

V_W — объем образца при влажности W, м³.

Результат вычисляют и округляют до 5 кг/ м³ (0,005 г/см³).