Как удельный вес и плотность бруса из сосны влияет на его качественные характеристики? гост

Дуб

Древесина дуба отличается прочностью, крепостью, плотностью 720 кг/м3, твёрдостью и тяжестью.

Дуб живёт в среднем 1000 лет. Диаметр ствола может превышать 2 м. Чем больше возраст дерева, тем выше качество его древесины.

Из древесины дуба наши предки возводили срубы колодцев – вода в них не «цвела», была студёной и чистой. В крестьянском хозяйстве считались самыми лучшими дубовый стол, дубовая ступа. Из дуба гнули ободья, полозья, делали бочонки, кадки, дежки. Сваи в реку тоже забивали дубовые.

Древесина дуба очень прочная, режется с трудом. Хорошо гнётся. Имеет красивую крупную текстуру. Легко окрашивается. В радиальном распиле текстура дубовой доски очень красива

В обработке резцом хрупка, требует твёрдого и острого инструмента и осторожности, хорошо выдерживает крупную резьбу. Для столярных изделий необходимо использовать дуб в возрасте 150-200 лет

Плотность древесины

Что такое плотность древесины

  Плотность древесины — это отношение массы древесины к объёму древесины, то есть плотность определяется массой древесного вещества в единице своего объёма. Выражается плотность в кг/м³.

  Плотность древесины зависит от её влажности. Как и все остальные показатели физико-механических свойств древесины, она определяется при влажности 12 %. Между прочностью и плотностью существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной. При определении плотности древесинного вещества его массу определяют взвешиванием, а объем рассчитывают по разнице объема образца древесины и объема жидкости, заполнившей пустоты в этом образце.

  По плотности древесины при влажности 12 % все породы делят на три группы:

  • с малой плотностью (540 кг/м³ и меньше-) — бальза, ель, пихта, сосна, кедр, можжевельник, тополь, осина, ива, липа, ольха, каштан;
  • средней плотности (540…740 кг/м³) — лиственница, берёза, бук, дуб, клён, ясень, орех грецкий, рябина, яблоня, груша, вяз (карагач), лещина;
  • высокой плотности (750 кг/м³ и более+) — акация, граб, береза железная, дуб, ясень, самшит, фисташка.

  Необходимо отметить, что почти вся древесина у хвойных пород деревьев, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.

Качество древесины

Лиственные породы древесины разделяют на три сорта, хвойные — на пять. Пиломатериалы наилучшего сорта называются отборными (маркируется горизонтальной полосой или буквой «О») , остальные сорта обозначают цифрами 1-4 (маркируются соотв. количеством точек, вертикальных полос или просто цифрой).

Оценка качества пиломатериалов производится по наихудшей стороне или кромке. Сорт определяют по наличию/отсутствию сучков, гнили, трещин, коробления и деформаций, червоточин, степени точности механической обработки (непараллельность плоскостей и кромок регламентирует ГОСТ 24454-80 ).

    • Древесина 1-го сорта используется для изготовления элементов строительных конструкций, окон, дверей,лестниц (стандартные размеры элементов лестниц см. ) , чистовой отделки пола и стен.

    • 2-й сорт идет на настилы, несущие строительные конструкции ( II категории) опалубки, обрешетки и строганые детали (ГОСТ 8442-75 и ГОСТ 475 -78).

    • 3-й сорт используют для изготовления несущих конструкций (III категории).

    • 4-й сорт годен на изготовление тары, мелких заготовок.

Сравнение с другими типами древесины

Среди всех лиственных пород древесины наиболее востребованными считаются ясень, карагач, бук, дуб, а среди хвойных – лиственница. Все остальные сорта либо имеют недостаточно высокие эксплуатационные параметры (как, например, сосна), либо стоят чересчур дорого и потому не могут применяться для выполнения масштабных работ. К ним относят сливу, грушу либо вишню, которые распространены при создании музыкальных инструментов. Дуб и ясень обладают повышенной плотностью, хотя ясень чуть тверже и крепче дуба. Обе породы имеют схожую текстуру, обладают хорошей теплопроводностью и гибкостью.

Они получили высокую оценку за устойчивость к влаге, что особенно ценится при выполнении наружной и внутренней отделки помещений. Все другие породы, доступные в нашей стране, этим свойством не отличаются, что значительно сужает сферу их использования. При выборе между дубом и лиственницей в первую очередь следует исходить из цены. Если вы хотите сэкономить, предпочтение лучше отдать лиственнице, так как дубовые пиломатериалы намного дороже.

Усушка древесины

При удалении
связанной воды происходит уменьшение
объема древесины и линейных размеров.
Это свойство и называют усушка. Усушки
не вызывает удаление свободной воды.
Большее количество клеточных стенок
на единицу объема древесины, способствует
более сильной усушке.

  • Усушку древесины необходимо учитывать при распиловке бревен на доски, так называемые припуски на усадку. Например, при сушке пиломатериалов и т. д.
  • Усушка, в разных направлениях неодинакова. Так, в радиальном направлении усушка меньше в 1,5-2 раза, чем в тангенциальном.
  • Максимальная усушка происходит при удалении всего количества связанной воды.

Усадка древесины

Без участия внешних
нагрузок, в древесине возникает внутреннее
напряжение, которое образуется при
неодинаковых изменениях объема древесины.

В поверхностных зонах доски влажность ниже, чем в центре. Поэтому из-за того что свободная сушка стеснена, возникают напряжения «растягивающие». При этом внутри доски возникают сжимающие напряжения.

Если будет достигнут
предел прочности на растяжение поперек
волокон, растягивающего напряжения, на
древесине появятся трещины. Внутренние
и поверхностные.

Таблица справочных значений плотности для пород деревьев

Так как стандартизированные значения плотности для древесины имееют групповой вид, пришлось полазить по англоязычным справочникам, чтобы собрать значения плотности по породам деревьев. Получилась следующая таблица: Плотность древесины наиболее встречаемых пород деревьев

Порода дерева Плотность древесины кг/м³
Бальса (Бальза) 120-160
Пихта сибирская 390-430
Ель северная 400-450
Секвойя вечно-зелёная 410
Тополь 400-500
Ива 460
Сосна 450-500
Ольха 490
Осина 510
Липа 530
Красное дерево 540
Конский каштан 560
Каштан съедобный 590
Кипарис 600
Черемуха 610
Сапелли 620
Лещина 630
Орех грецкий 640
Берёза 650
Вишня 660
Вяз гладкий 660
Лиственница 660
Клен полевой 670
Тиковое дерево 670
Груша 690
Дуб 690
Афрормозия 700
Свитения (махагони) 700
Платан 700
Жостер (крушина) 710
Бук 720
Граб 750
Падук 750
Тисс 750
Ясень 750
Дуссия 800
Кемпас 800
Слива 800
Сирень 800
Боярышник 800
Палисандр 800 — 1000
Пекан (кария) 830
Ярра 830
Мербау 840
Ятоба (мареил) 840
Керуинг 850
Кулахи 850
Мутения 850
Венге 900
Лапачо 900
Олива 900
Сандаловое дерево 900
Панга-панга 950
Самшит 960
Лим 970
Сукупира 1 000
Кумару 1 100
Эбеновое дерево (Хурма) 1 080
Черное дерево 1 160
Квебрахо 1 210
Гваякум или бакаут 1 280

Ясень

Плотность древесины составляет 690 кг/м3.

Ясень – род листопадных растений семейства маслиновых, который насчитывает около 70 видов. Растёт ясень одиночно или группами в смешанных лесах, часто вместе с дубом, реже с хвойными.

Это скромный сосед дуба, который почему-то не стал таким знаменитым, хотя заслуживает всяческих похвал. Не уступая ему по прочности и твёрдости, богатству текстуры, он существенно превосходит его по длительной стойкости к деформациям и ударной вязкости.  Поэтому он идеально подходит для изготовления лестниц, напольных покрытий и для других деталей интерьера. В настоящее время ясень всё больше входит в моду у мебельщиков и производителей паркета. О потребительских качествах можно сказать, что ясень при стандартном уходе служит долго и не преподносит никаких сюрпризов. Стоимость изделий из него близка  к стоимости изделий из дуба и бука.

Древесина ясеня, имеющая высокие физические и механические свойства, находит самое широкое применение. Из неё изготавливают облицовочный шпон, гнутую и резную мебель, перила и паркет, обшивку, рамы окон и диваны, охотничьи и боевые луки, спортивный инвентарь.

Технология

§ 3. Свойства древесины

Древесина, как и любой конструкционный материал, обладает определёнными свойствами, которые нужно учитывать при изготовлении изделия. Различают свойства физические (плотность, влажность, цвет, запах) и механические (твёрдость, прочность, упругость). С такими свойствами, как цвет и запах древесины, вы уже ознакомились в 5 классе.

Рассмотрим физические свойства древесины. Плотность ρ древесины — это её масса m (г), занимающая единицу объёма V (см3):

Если сухая берёзовая дощечка размером 10 х 10 х 1 см3 (то есть объёмом 100 см3) имеет массу 64 г, то плотность её будет равна: 64 : 100 = 0,64 г/см3.

Плотность сухой древесины составляет 0,35…0,7 г/см3 (350…700 кг/м3). Более плотной является древесина берёзы, клёна, ясеня, лиственницы, дуба (ρ = 0,64…0,72 г/см3), менее плотной — древесина липы, тополя, кедра, ели, осины, сосны (ρ = 0,4…0,52 г/см3).

Влажность древесины — это количество содержащейся в ней влаги. Влажность определяется отношением веса этой влаги к весу сухой древесины и выражается в процентах:

где m1 — масса образца влажной древесины;

m2 — масса этого же образца древесины после высушивания.

Если, например, масса бруска влажной древесины составляла 80 г, а после его высушивания — 50 г, то первоначальная влажность древесины была равна:

У свежеспиленного дерева влажность древесины очень высокая — около 80 %. Влага ухудшает механические свойства древесины, поэтому древесину сушат до тех пор, пока влажность не будет составлять 9…15 %. Применяют следующие виды сушки древесины: естественную на воздухе (которая может длиться до 2 лет) и искусственную в специальных сушильных камерах (от 2 до 25 дней).

Рассмотрим механические свойства. Твёрдость — это свойство древесины сопротивляться проникновению в неё другого тела, например режущего инструмента во время резания или гвоздя при его забивании. По степени твёрдости породы древесины подразделяют на мягкие (ольха, тополь, липа, осина, ель, сосна), твёрдые (клён, ясень, лиственница, дуб, бук) и очень твёрдые (самшит, граб, акация, груша). Твёрдость древесины зависит от её влажности: чем суше древесина, тем больше её твёрдость.

Прочность древесины — это свойство материала сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок. Наибольшие нагрузки выдерживает древесина дуба, бука, берёзы, лиственницы. Менее прочной является древесина липы, ели, ольхи, ясеня.

Упругость — свойство древесины восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия нагрузки. Упругость зависит от влажности, плотности и возраста древесины. Чем древесина суше и плотнее, тем она более упругая. Древесина клёна, ясеня, бука, вяза и берёзы обладает большей упругостью, чем остальные древесные породы.

Лабораторно-практическая работа № 3

Исследование плотности древесины

  1. Получите у учителя образцы сухой древесины, измерьте их длину а, ширину б, толщину в и вычислите их объём V (в см3). Результаты запишите в таблицу.

  2. Взвесьте образцы и запишите их массу m в таблицу.

  3. По формуле определите плотность древесины ρ.

Лабораторно-практическая работа № 4

Исследование влажности древесины

  1. Получите у учителя образцы сухой древесины, взвесьте их и запишите массу m2 в таблицу.

  2. Проделайте такой опыт: опустите образцы в воду на 5-10 мин, затем извлеките их из воды и протрите насухо тканью; взвесьте образцы и запишите их массу m1 в таблицу.

  3. Определите разность масс (m1 — m2) и влажность древесины (Вл) по формуле, приведённой в § 2. Запишите результаты в таблицу.

  1. Сравните влажность образцов и сделайте вывод, какая древесина впитывает влагу лучше, а какая — хуже.

Новые слова и понятия

Свойства древесины: физические (плотность, влажность), механические (твёрдость, прочность, упругость); сушка древесины.

Проверяем свои знания

  1. Как определяют плотность древесины?

  2. Как вы думаете, почему у свежеспиленного дерева очень высокая влажность древесины?

  3. Каким образом определяют влажность древесины?

  4. С какой целью сушат древесину?

  5. Чем отличается упругость древесины от её прочности?

Плотность древесины

Конечно, для крайнего случая подойдут какие угодно дрова, в том числе и полученные из разбитого деревянного ящика. Но если речь идет о постоянном отоплении, то лучше выбирать породы дерева, характеризующиеся самой высокой теплоотдачей. Коэффициент теплоотдачи зависит от нескольких факторов, в том числе – от плотности материала.

Твердые породы – те же, что широко используются в строительстве и отделке: дуб, береза, бук. Наибольшая теплоотдача свойственна дубу, но, так как дуб относится к разряду ценных пород дерева, то в качестве топлива он используется редко

Стоит обратить внимание на березовые: береза дает тепла на 18% больше сосны, и на 25% – осины. Для печи это идеальный вариант

  • Среднетвердые – к ним относятся хвойные породы – ель, сосна, лиственница, и породы фруктовых деревьев – яблоня, груша. Поленья из них дают меньше тепла, но быстро разгораются, и распространяют чудесный аромат.
  • Мягкие – ольха, осина, характеризуются небольшой теплоотдачей, но, благодаря низкому содержанию влаги, сгорают, почти не образуя сажи. Такие дрова прекрасно подходят для камина, так как последний чаще служит декоративным элементом, чем действительным источником тепла, как печь.

Не секрет, что поленья из свежесрубленного дерева, вне зависимости от породы, горят плохо: долго не разгораются, дают меньше жара, коптят и так далее. Для того чтобы процесс сгорания обеспечил максимум тепла, древесина должна быть хорошо высушена. Содержание влаги не должно превышать более 15-20%

Чтобы определить степень сухости, можно провести звуковой тест: если при соударении двух поленьев раздается звонкий звук, то дрова готовы к употреблению.

Сосна

Плотность сосны 520кг/м3.

Сосна распространена по всему северу России и большей части Сибири и образует как чистые леса, так и леса в смеси с елью и другими деревьями.

Живёт сосна до 600 лет и в зрелом возрасте достигает высоты 30-40 м. Ствол у неё прямой, ровный, его легко строгать и пилить. Древесина сосны ядровая, смолистая, малоупругая. В зависимости от особенностей условий произрастания дерева плотность и удельный вес древесины могут меняться. Сосна обыкновенная отличается широкой заболонью, снять которую не представляется возможным. Поэтому при тёплой погоде и сокотокев заболони,  который  идёт с весны по осень, бревно может посинеть. Поверхностная синева может наблюдаться даже в хорошо проветриваемых штабелях леса. Синева не изменяет механических свойств дерева, поэтому с ней можно успешно бороться. Для этих целей промышленностью выпускается ряд препаратов.

Древесина сосны мягкая и легко обрабатывается, не растрескивается при высыхании. Благодаря своему красивому цвету и чётко выраженной текстуре она находит широкое применение в производстве столярных изделий, в изготовлении художественных резных и токарных изделий.

Износостойкость и гибкость древесины

  Износостойкость — это способность древесины называется противостоять разрушению в процессе трения. Износ у одной и той же древесины больше с боковой стороны, чем с торцевой. Чем выше твёрдость и плотность древесины, тем меньше её изнашиваемость. Влажная древесина больше подвержена износу – вот почему для декоративных панелей или натуральной половой доски специалисты рекомендуют сухую уборку.

  Гибкость — это способность древесины деформироваться под воздействием внешних сил. Технологически операция гнутья (загиба), основана на способности древесины сравнительно легко деформироваться при воздействии изгибающих устройств, особенно в нагретом и влажном состоянии. При охлаждении и сушке под нагрузкой значительная часть упругих деформаций переходит в остаточные, фиксируется новая форма детали. У влажной древесины способность к гнутью выше, чем у сухой.

  Наибольшей способностью к гнутью (загибу) обладают лиственные кольце-сосудистые породы деревьев (дуб, ясень) и рассеянно сосудистые (бук, берёза). У хвойных пород эта способность очень невысока.

  Способность к гнутью широко используется при изготовлении мебели, предметов интерьера.

  Ударная вязкость — это способность древесины поглощать работу при ударе (ударном изгибе) без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше чем у древесины хвойных пород.

Удельный вес

Сколько удельный вес соснового бруса? Это важно знать, так как данный показатель играет большую роль при исследовании всех свойств и качеств этого материала. От этого будут зависеть все остальные технические характеристики: твердость, теплотворная сила и степень разбухания

Удельный вес у всех сосновых пород практически одинаковый, так как строение клетчатой ткани во многом схожее. Если вы задаетесь вопросом, сколько удельный вес? То ответ прост — всегда больше единицы, приблизительно, он равен 1,55.

Однако этот показатель может отличаться, смотря в какой части дерева проводить измерения. К примеру, по краям ствола вес всегда меньше, нежели в сосновом ядре. По этой причине брус, изготовленный из соснового ядра, всегда стоит дороже, ввиду своего веса и прочности.

Усушка, разбухание и коробление древесины

  Усушка — это уменьшение объёма древесины и линейных размеров при удалении из неё связанной влаги. Удаление свободной влаги не вызывает усушки. Она начинается только после полного удаления свободной влаги в момент начала удаления влаги связанной. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.Усушка древесины не одинакова в разных направлениях: в тангенциальном направлении в 1,5 — 2 раза больше чем в радиальном.

  В среднем линейная усушка древесины наиболее большинства пород в тангенциальном направлении составляет 8 — 10 %, в радиальном 3 — 7 %, а вдоль волокон 0,1 — 0,3 %. Полная объёмная усушка находится в пределах 11 — 17 %. Усушка древесины учитывается при распиловке брёвен на доски (припуски на усадку), при сушке пиломатериалов и т.д.

  При сушке в древесине, вне зависимости от участия внешних нагрузок, возникают внутренние напряжения. Они образуются в результате неодинаковых изменений объёма тела при сушке (сушильные напряжения), пропитке и в процессе роста дерева. Полные сушильные напряжения удобно представить, как совокупность двух составляющих — влажностных и остаточных напряжений.

  Влажностные напряжения вызваны неоднородной усушкой материала. В поверхностных слоях древесины, где влажность ниже, чем в центре, из-за стеснения свободной усушки возникают растягивающие напряжения, а во внутренних — сжимающие. Остаточные напряжения обусловлены появлением в древесине неоднородных остаточных деформаций. Остаточные напряжения, в отличие от влажностных, не исчезают при выравнивании влажности в доске и наблюдаются как во время сушки, так и после её полного завершения.

  Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжение поперёк волокон, появляются трещины. Так появляются поверхностные трещины в начале сушки и внутренние в конце сушки.

  Наличие различных напряжений внутри древесины может привести к её короблению.

  Коробление — это изменение формы древесины при сушке, хранении, и выпиловке. Чаще всего коробление происходит из-за различной степени усушки по разным структурным направлениям. Коробление может возникать и при механической обработке сухих пиломатериалов: при несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.

  Разбухание — это увеличение линейных размеров и объёмов древесины при повышении содержания связанной влаги. Оно происходит при увлажнении древесины и представляет собой явление, обратное усушке. Разбухание наблюдается при увеличении влажности до предела гигроскопичности. Наибольшее разбухание происходит по ширине волокон (тангенциально), наименьшее – вдоль волокон.

  Разбухание, также как и усушка — отрицательные свойства древесины. Однако в некоторых случаях оно играет положительную роль, например, обеспечивает плотность соединений в лодках или винных бочках.

Физические свойства древесины

1. Плотность.

Абсолютное значение, измеряемое соотношением веса к объему. Плотность напрямую зависит от разновидности породы и количества влаги. Чем меньше влажность, тем ниже плотность.

2. Теплопроводность.

Свойство древесины пропускать тепло от корней до кроны. На качество теплопроводности влияют такие факторы:

  • температура воздуха;
  • внутренняя влажность;
  • насыщенность;
  • количество теплоты.

3. Звукопроводность.

Особенное свойство лесоматериалов — пропускать звук. Звукопроницаемость у древесины повыше, чем у некоторых материалов

Этот показатель необходимо принимать во внимание в строительстве, где крайне важна звукоизоляция стен и столярных изделий

4. Электропроводность.

Положительное свойство пиломатериалов пропускать ток. На электропроводность влияют влажность, порода, направление волокон и температура. Сухая древесина не пропускает электроток, что даёт возможность использовать ее как изоляционный материал.

5. Влажность.

Степень увлажненности пиломатериалов, это — показатель качества и износостойкости изделий из древесины. Отличительное свойство: чем меньше содержание влажности, тем дольше она не подвергается гниению.

6. Коррозионная стойкость.

Отсутствие коррозии — немаловажное свойство у изделий, изготовленных из древесины. Особенно это касается тех изделий, которые подвергаются эксплуатации на открытом воздухе

7. Цвет, блеск, запах и текстура.

Данные свойства позволяют зрительно определять породу древесины и имеют чисто художественное значение.

Что такое плотность древесины

Единицей измерения плотности древесины является гм/см3 или кг/м3 (в системе СИ). Этот показатель определяется по формуле: р = mb/Vb. Символ m обозначает массу материала, b – параметр влажности, Vb – объем влажного вещества. Выделяют следующие виды плотности древесины:

  1. Удельный вес (условная или базисная плотность): характеризует отношение массы сухого древесинного вещества к его объему.
  2. Объемный вес (средняя плотность): определяет отношение массы структурированного физического тела во влажном состоянии к его объему.

В древесине присутствует большое количество межклеточных пространств, называемых пустотами. Древесинное вещество получается при помощи спрессовывания дерева. В результате пустоты полностью исчезают. Плотность спрессованной древесины меньше удельного веса древесинного вещества. Чем выше величина этого показателя, тем прочнее материал. Древесина с большим удельным весом труднее поддается обработке и не пропитывается антисептиками.

Измерение плотности осуществляется по следующему алгоритму:

  1. Выдержать измеряемый образец до влажности не менее 11 %.
  2. Расчет размерных характеристик и веса деревянной заготовки.
  3. На основе проведенных измерений производится расчет объема древесины. Заготовка увлажняется в дистиллированной воде в течение 3 суток, пока ее толщина не увеличится на 0,1 мм.
  4. Повторно измеряются размер и вес увлажненной древесины. На основе новых данных производится расчет максимального объема.
  5. Заготовка высушивается и повторно взвешивается. Масса сухого образца делится на максимальный объем. Результат вычислений будет являться базисной плотностью.
  6. Повторно измеряется масса сухой заготовки. На основе этих значений вычисляется удельный вес древесины.

Алгоритм вычисления данного показателя указан в ГОСТ 16483.1-84. Проводить измерения рекомендуется на заготовках в форме прямоугольной линзы. Длина основания измеряемого образца должна равняться 20 мм, ширина – 20 мм, высота – 30 мм. Грани заготовки необходимо тщательно обработать перед измерением плотности древесины.

ГОСТ 16483.1-84 Древесина. Метод определения плотности

1 файл 197.93 KB В большинстве стран Европы, вместо плотности древесины, используется показатель прироста. Он характеризует среднюю толщину слоев роста. Этот параметр используется при расчете величины изменения объема дерева в течение некоторого промежутка времени. Главным преимущества параметра прироста является легкость расчета, что позволит снизить затраты на проведение математических измерений. Согласно мнению профессиональных специалистов, этот параметр не характеризует физические свойства древесины. Поэтому он не связан с плотностью вещества. В Российской Федерации показатель прироста используется центрами по экспертизе и стандартизации лесоматериалов.

Плотности некоторых газов

Плотность газов, кг/м³ при НУ.
Азот 1,250 Кислород 1,429
Аммиак 0,771 Криптон 3,743
Аргон 1,784 Ксенон 5,851
Водород 0,090 Метан 0,717
Водяной пар (100 °C) 0,598 Неон 0,900
Воздух 1,293 Радон 9,81
Гексафторид вольфрама 12,9 Углекислый газ 1,977
Гелий 0,178 Хлор 3,164
Дициан 2,38 Этилен 1,260

Для вычисления плотности произвольного идеального газа, находящегося в произвольных условиях, можно использовать формулу, выводящуюся из уравнения состояния идеального газа:

ρ=pMRT{\displaystyle \rho ={\frac {pM}{RT}}},

где:

  • p{\displaystyle p} — давление,
  • M{\displaystyle M} — молярная масса,
  • R{\displaystyle R} — универсальная газовая постоянная, равная приблизительно 8,314 Дж/(моль·К)
  • T{\displaystyle T} — термодинамическая температура.

Зависимость плотности дерева от влажности

На плотность древесины влияют несколько параметров. Но ключевым является влажность дерева. Чем выше влажность, тем больше вес бруска. За счет этого увеличивается масса заготовки. В результате древесина с повышенной влажностью имеет большую плотность.

Выделяют 3 основных категории древесины по влажности:

  • Абсолютно сухая: значение влажности составляет менее 25 %.
  • Воздушно-сухая (полусухая): влажность составляет от 25 до 35 %.
  • Сырая: значение влажности составляет свыше 35 %.

Свежесрубленная древесина обычно имеет влажность не менее 50%. Материал проходит сушку на свежем воздухе под специальным навесом. Такая процедура убирает влагу до 25%. Чтобы добиться 12% влажности дерева помещают в сушильную камеру. Только при таком проценте влажности можно проводить измерение.

Плотность бруса

Плотность — это масса единицы объема вещества.От плотности материала зависит его прочность. Показатели плотности будут меняться даже в зависимости от того, в каком районе леса произрастает сосна. На разной высоте дерева и в зависимости от сезона вырубки плотность также будет различной. Влажность климата тоже оказывает значительное воздействие на плотность и вес древесины.

Сырому материалу дополнительную массу придает смола.

Если деревья растут на территории с близко расположенными грунтовыми водами, то они будут иметь повышенную влажность, особенно нижняя часть ствола. Дерево, заготовленное с осени до января будет значительно тяжелее, чем материал зимней вырубки. Лес, с которого собирали смолу будет значительно легче, чем древесина с естественным содержанием смолы.

Даже в переработанном виде показатель плотности бруса из сосны, изготовленного из нижней части ствола, будет выше.

Куб бруса будет легче куба досок за счет того, что доски изготавливаются из середины и краев бревна. Сердцевина более рыхлая, поэтому лучше сохнет.

Сравнительная характеристика веса сухой и влажной древесины

Делаем вывод, что вес сухого материала выше влажного в 2 раза.

По ГОСТу нормальная влажность для соснового бруса составляет 12%.

Плотность древесины при влажности 12%.

Эти материалы считаются легкими.

При переработке материалы примерно выравниваются в весе. Но перед транспортировкой сырье рекомендуется перевесить, чтобы не получилось, что его вес, записанный при большей влажности, изменился при высыхании.

От чего зависит твердость древесины

В таблице вы можете найти приблизительные значения, приведенные для каждой породы дерева. Однако следует помнить, что все показатели не совсем точны – дерево одного и того же вида может иметь разные значения, поскольку на твердость влияют еще и следующие факторы:

  • условия произрастания: уровень влажности, температурный режим – деревья на холоде растут медленнее, для защиты крона делается плотнее, соответственно, сама древесина становится более твердой и прочной;
  • возраст дерева – с возрастом плотность древесины увеличивается, поэтому для наиболее прочных изделий и напольных покрытий мастера стараются использовать деревья «постарше»;
  • место вырезки древесины – в некоторых деревьях ствол имеет различную плотность: у сердцевины она может быть выше, а к коре уменьшаться, и наоборот;
  • способ распила пола – в зависимости от того, как был выполнен распил ствола дерева для производства паркетной доски, она может быть более или менее твердой.

Распил древесины производится тремя способами: радиальным, тангенциальным и поперечным. При радиальном распил осуществляется вдоль, по перпендикуляру к годичным кольцам дерева, которые на поверхности доски имеют почти прямой угол. Такой способ позволяет добиться наиболее высоких показателей твердости. Тангенциальный распил также выполняется продольно, однако не по перпендикуляру, соответственно, на лицевой поверхности образуются своеобразные узоры из годичных колец. При поперечном распиле дерево разделяется перпендикулярно к стволу и направлению волокон.

Обработка

Благодаря смолам древесина сосны не боится грибков, плесени и насекомых-вредителей. По смолистости выделяют материал 2 видов:

  • смолка — с повышенным содержанием смолы;
  • сухощепка (дубица) — с пониженным количеством смол.

Смолистые сосны не рекомендованы для применения в столярном деле, поскольку вязкая смола прилипает к инструменту и существенно затрудняет строгание и пиление. При обработке такую древесину нужно предварительно обессмолить, для этого используют спиртовые растворы, щелочные составы, бензин или ацетон.

Сухощепка, напротив, легко подвергается резке, распилу и строганию, ее можно красить. Для обработки такого материала используются механические и ручные инструменты: фуганок, рубанок и другие. Вдоль линии направления волокон такое дерево строгается легко, а вот поперек — с трудом, в этом случае лучше прибегнуть к распиливанию. Сухощепку можно шлифовать и склеивать, любые крепежи на ней держатся надежно.

При окрашивании на поверхности могут появиться пятна. Чтобы избежать этого эффекта, доску следует предварительно тщательно просушить, а для работы использовать краски и лаки самого высокого качества.

Сортамент пиломатериалов

Пиломатериалы представляют собой распиленные лесоматериалы. Их формы и размеры могут быть разными. В зависимости от этих показателей различают такие пиломатериалы как доски, шпалы, бруски, брусья, пластины, горбыли и др. У каждой разновидности таких заготовок имеется своё назначение.

Сортамент пиломатериалов – это определённая классификация. Все пиломатериалы разделяются на разные группы в зависимости прежде всего от размеров. При этом учитываются и другие потребительские характеристики древесного сырья. Оценивается оно согласно действующим в настоящее время ГОСТам на такую продукцию. Деловая древесина является сырьём для строительства. Она используется в виде пиломатериалов или брёвен. Так, ГОСТ 24454-80 классифицирует все породы дерева по массе, габаритам, показателям влажности.

Шпалы используются для строительства железных дорог. Они представляют собой брусы с широким поперечным сечением. Доски применяются в строительстве жилых домов и хозяйственных построек, а также других областях промышленности. Размеры их могут быть разными. Толщина доски составляет не менее 10 см, ширина должна иметь показатель, превышающий двойной размер толщины. Пластины – это распиленные вдоль брёвна. Четвертины – распилы вдоль по двум перпендикулярам. Брусья – материалы шириной и толщиной более 10 см. Бруски имеют толщину меньше 10 см, а ширина их составляет меньше двойного показателя толщины. При распиле брёвен на доски или бруски по бокам остаются отходы, которые называются горбылями. Также используются рейки – узкие и тонкие доски, и планки – пиленые материалы шириной 12–16 см и толщиной от 6 до 8 см.

ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. Размеры

1 файл   109.25 KB

Пласти – это противоположные поверхности четырёхугольных распилов с большой шириной. Доски имеют по две пласти. Бруски, заготовки квадратного сечения – по четыре пласти, т. е. все противоположные поверхности являются пластями. Пласти различают тангенциальные, радиальные и смешанные. Это определяется их отношением к расположению годичных колец в стволе дерева. Тангенциальная пласть располагается поодаль от середины и вблизи годичных колец. Радиальная – в отдалении от них, древесные волокна проходят в ней продольно. Смешанная – расположение годичных колец при распиливании бревна не берётся в расчёт. Самыми качественными и ценными являются пиломатериалы с радиальными пластями, однако они требуют значительно больших затрат и при их выработке остаётся больше отходов.

Кромки – это продольные поверхности узкой стороны (доски и др.). Угол, находящийся между пластью и кромкой, называется ребром.

Обработка пиломатериалов проводится по-разному. И в зависимости от используемого способа они подразделяются на необрезные, односторонне обрезные и обрезные. При обработке даже одного ствола дерева или бревна получают доски, неодинаковые по своим производственным характеристикам и качеству. Соответственно местоположению в распиле (стволе дерева), а именно по отношению к его оси, они подразделяются на боковые, центральные, сердцевинные и горбыли.

Боковыми называют доски, полученные из боковой части ствола дерева (бревна). Они хорошо поддаются обработке, поверхность их обычно чистая и гладкая, мало сучков. Сердцевинные – это доски, содержащие сердцевинный слой древесины. Их выпиливают преимущественно из толстых брёвен. Толщина таких досок составляет более 4 см. Центральные доски производят из центральной части бревна. Сердцевинный слой продольно распилен и все годичные кольца ствола разрезаны. Трещины в них появляются редко. Горбыли – это доски, пропиленные с одной стороны. Они считаются отходами после распила брёвен. Их используют для переработки и производства других материалов.

Таблица справочных значений плотности для пород деревьев

Так как стандартизированные значения плотности для древесины имееют групповой вид, пришлось полазить по англоязычным справочникам, чтобы собрать значения плотности по породам деревьев. Получилась следующая таблица: Плотность древесины наиболее встречаемых пород деревьев

Порода дерева Плотность древесины кг/м³
Бальса (Бальза) 120-160
Пихта сибирская 390-430
Ель северная 400-450
Секвойя вечно-зелёная 410
Тополь 400-500
Ива 460
Сосна 450-500
Ольха 490
Осина 510
Липа 530
Красное дерево 540
Конский каштан 560
Каштан съедобный 590
Кипарис 600
Черемуха 610
Сапелли 620
Лещина 630
Орех грецкий 640
Берёза 650
Вишня 660
Вяз гладкий 660
Лиственница 660
Клен полевой 670
Тиковое дерево 670
Груша 690
Дуб 690
Афрормозия 700
Свитения (махагони) 700
Платан 700
Жостер (крушина) 710
Бук 720
Граб 750
Падук 750
Тисс 750
Ясень 750
Дуссия 800
Кемпас 800
Слива 800
Сирень 800
Боярышник 800
Палисандр 800 — 1000
Пекан (кария) 830
Ярра 830
Мербау 840
Ятоба (мареил) 840
Керуинг 850
Кулахи 850
Мутения 850
Венге 900
Лапачо 900
Олива 900
Сандаловое дерево 900
Панга-панга 950
Самшит 960
Лим 970
Сукупира 1 000
Кумару 1 100
Эбеновое дерево (Хурма) 1 080
Черное дерево 1 160
Квебрахо 1 210
Гваякум или бакаут 1 280
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector