Властивості деревини

ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ДЕРЕВИНИ

Колір деревині надають знаходяться в ній дубильні, смолістиеі фарбувальні речовини, які знаходяться в порожнинах клітин. Деревина порід, проізрастающіхв різних кліматичних умовах, має різний колір - від білого (осика, ялина, липа) до чорного (чорне дерево). Деревина порід, які ростуть в жарких і южнихрайонах, має більш яскраве забарвлення в порівнянні з деревиною порід умеренногопояса. В межах кліматичного поясу кожній деревній породі притаманний свій особийцвет, який може служити додатковою ознакою для її розпізнавання. Так, у деревини граба світло-сірий колір, дуба і ясена - бурий, волоського горіха - коричневий.

Під впливом світла і повітря деревина багатьох порід втрачає своюяркость, набуваючи на відкритому повітрі сірувате забарвлення. Деревина вільхи, імеющаяв свежесрубленном стані світло-рожевий колір, незабаром після рубки темніє і пріобретаетжелтовато-червоне забарвлення. Деревина дуба, що пролежала довгий час у воді, пріобретаеттемно-коричневий і навіть чорний колір (морений дуб). Змінюється забарвлення деревини і в результаті ураження її різними видами грибів. На забарвлення деревини оказиваетвліяніе також вік дерева. У молодих дерев деревина звичайно світліше, ніж уболее старих. Стійким кольором володіє деревина дуба, груші, білої акації, самшиту, каштана.

Колір деревини має важливе значення у виробництві меблів, музикальнихінструментов, столярних і художніх виробів. Насичений багатством оттенковцвет надає виробам з деревини гарний зовнішній вигляд. Колір деревини некоторихпород покращують, піддаючи різній обробці, - пропарюванню (бук), протруєння (дуб, каштан) або фарбування різними хімічними речовинами. Колір древесіниі його відтінки характеризують зазвичай визначеннями - червоний, білий, рожевий, світло-розовийі лише при особливій необхідності по атласу або шкалою кольорів.

блиск деревини

Блиск - це здатність направлено відображати світловий поток.Блеск деревини залежить від її щільності, кількості, розмірів і розташування сердцевіннихлучей. Серцевинні промені мають здатність направлено відображати світлові Лучії створюють блиск на радіальному розрізі.

Особливим блиском відрізняється деревина бука, клена, ільма, платана, білої акації, дуба. Деревина осики, липи, тополі, що володіє дуже вузькими сердцевіннимілучамі і порівняно тонкими стінками клітин механічних тканин, має матовуюповерхность.

Блиск надає деревині гарний вигляд, він може бути посилений поліруванням, лакуванням, вощіння або обклеюванням прозорими плівками з штучних смол.

Відео: Основні властивості деревини Розділ 1 - Фізичні властивості деревини

текстура деревини

Текстура - малюнок, який виходить на розрізах древесінипрі перерізанні її волокон, річних шарів і серцевинних променів. Текстура зависитот особливостей анатомічної будови окремих порід деревини і направленіяразреза. Вона визначається шириною річних шарів, різницею в забарвленні ранньої іпоздней деревини, наявністю серцевинних променів, великих судин, неправильним расположеніемволокон (хвилясте або плутане). Хвойні породи на тангенціальному розрізі через зарезку відмінності в кольорі ранньої і пізньої деревини дають красиву текстуру. Ліственниепороди з яскраво вираженими річними шарами і розвиненими серцевинними променями (дуб, бук, клен, в`яз, ільм, платан) мають дуже гарну текстуру на радіальному ітангенціальном розрізах. Особливо красивий малюнок має деревина з неправільнимрасположеніем волокон (свилеватость хвиляста і плутана).

Деревина хвойних і м`яких листяних порід має більш простойі менш різноманітний малюнок, ніж деревина твердих листяних порід. При іспользованііпрозрачних лаків можна посилити і виявити текстуру.

Часто застосовують спеціальні методи обробки деревини - лущеніефанерних кряжів під кутом до напрямку волокон, радіальне стругання, прессованіеілі заміну штучної текстурою - поверхня розмальовують за допомогою аерографапод текстуру цінних порід або обклеюють текстурной папером.

Текстура визначає декоративну цінність деревини, що особенноважно при виготовленні художніх меблів, різних виробів, при украшеніімузикальних інструментів і ін.

Запах деревини залежить від знаходяться в ній смол, ефірних масел, дубильних і інших речовин. Характерний запах скипидару мають хвойні породи -сосна, ялина. Дуб має запах дубильних речовин. Приємно пахне ялівець, поетомуего гілки застосовують при запарюванні бочок. Велике значення має запах древесінипрі виготовленні тари. У свежесрубленном стані деревина має більш сільнийзапах, ніж після висихання. Ядро пахне сильніше заболоні. По запаху деревини можна визначити окремі породи.

Відео: Деревина та її властивості (1968 г.)

Вологість деревини

Вологістю деревини (абсолютної) називається відношення массивлагі, що знаходиться в даному обсязі деревини, до маси абсолютно сухої деревини, виражене у відсотках. Волога в деревині просочує клітинні оболонки і заполняетполості клітин і міжклітинні простору. Волога, що просочує клітинні оболонки, називається зв`язаною, або гігроскопічної. Волога, що заповнює порожнини клітин імежклеточние простору, називається вільною, або капілярної.

При висиханні деревини спочатку випаровується вільна волога, Азат гігроскопічна. При зволоженні деревини волога з повітря просочує толькоклеточние оболонки до повного їх насичення. Подальше зволоження деревини з заполненіемполостей клітин і міжклітинних просторів відбувається тільки при непосредственномконтакте деревини з водою (вимочування, пропарювання, сплав).

Загальна кількість вологи в деревині складається з свободнойі пов`язаної вологи. Гранична кількість вільної вологи залежить від того, як велікоб`ем пустот в деревині, який може бути заповнений водою.

Стан деревини, при якому клітинні оболонки содержатмаксімальное кількість зв`язаної вологи, а в порожнинах клітин знаходиться тільки повітря, називається межею гігроскопічності. Вологість, відповідна межі гігроскопічності, при кімнатній температурі (20 ° С) становить 30% і практично не залежить від породи.

Розрізняють такі ступені вологості деревини: мокра -длітельноевремя знаходиться у воді, вологість вища 100% - свіжозрубана - вологість 50- 100% -повітряний-суха -Довго час зберігалася на повітрі, вологість 15-20% (в зависимостиот кліматичних умов і пори року) - кімнатний-суха - вологість 8-12% і абсолютносухая - вологість 0%. Зміст вологи в стовбурі дерева, що росте змінюється по висоті радіусу стовбура, а також в залежності від пори року. Вологість заболоні сосни 3 рази вища за вологість ядра. У листяних порід зміна вологості по діаметруболее рівномірний.

По висоті стовбура вологість заболоні у хвойних порід увелічіваетсявверх по стовбуру, а вологість ядра не змінюється. У листяних порід вологість заболоніне змінюється, а вологість ядра вгору по стовбуру знижується.

У молодих дерев вологість вище і її коливання протягом годабольше, ніж у старих дерев. Найбільша кількість вологи міститься в зимовий період (листопад-лютий), мінімальне - в літні місяці (липень-серпень). Зміст вологи стовбурах змінюється протягом доби: вранці і ввечері вологість дерев вище, чемднем.

Зменшення лінійних розмірів і об`єму деревини при висиханііназивается усиханням. Вона починається після повного видалення вільної вологи і з началомудаленія пов`язаної вологи.

Усушка за різними напрямками неоднакова. У тангенціальному направленііусушка в 1,5-2 рази більше, ніж в радіальному. Усушка вздовж волокон незначітельна.В середньому повна лінійна усушка в тангенціальному напрямку становить 6-10%, в радіальному _ 3-5% і вздовж волокон - 0,1-0,3%. Зменшення обсягу деревини прііспареніі пов`язаної вологи називається об`ємною усиханням. За величиною коеффіціентаоб`емной усушки наші деревні породи можна розділити на три групи:

малоусихающіе (коефіцієнт об`ємної усушки не більше 0,4%) - ельсібірская і звичайна, ялиця сибірська, кедри сибірський і корейський, топольбелий;

среднеусихающіе (коефіцієнт об`ємної усушки від 0,4 до0,47%) - бук східний, в`яз, дуб, липа дрібнолиста, вільха чорна, осика, піхтабелокорая, кавказька і маньчжурська, тополя чорна, ясень- сільноусихающіе (коеффіціентоб`емной усушки 0,47% і більше) - берези плакуча і біла, бук східний, граб, ліственніцисібірская і даурская, клен гостролистий.

Відео: Основні властивості деревини Розділ 2 - Механічні властивості деревини

Збільшення лінійних розмірів і об`єму деревини при повишеніісодержанія пов`язаної вологи називається розбуханням. Воно відбувається при увлажненіідревесіни і являє собою явище, зворотне усушку. Розбухання наблюдаетсяпрі збільшенні вологості до межі гігроскопічності- збільшення вільної вологи (заповнює порожнини клітин) не викликає розбухання. Найбільше розбухання проісходітв тангенціальному напрямку, найменше - уздовж волокон.

Так само, як і усушка, розбухання - негативна властивість древесіни.Однако в деяких випадках воно відіграє позитивну роль: забезпечує плотностьсоедіненій в бочках, човнах, дерев`яних трубах і судах.

Щільність деревини - це відношення маси деревини до її об`ему.Виражается щільність в кг / м3 або г / см2. У деревині є порожнечі (порожнини клітин, міжклітинні простору), і якщо вдалося б спресувати деревину, щоб все пустотиісчезлі, то напів-чілось б суцільної деревини речовина. Щільність деревини вследствіепорістого будови менше, ніж щільність деревинної речовини.

Зі збільшенням вологості щільність деревини збільшується. Наприклад, щільність деревини бука при вологості 12% становить 670кг / м3, а при влажності25% - 710 кг / м3. В межах річного шару щільність деревини різна: плотностьпоздней деревини в 2-3 рази більше, ніж ранній, тому чим краще розвинена поздняядревесіна, тим вище її щільність.

Між щільністю і міцністю деревини існує тісний связь.Более важка деревина, як правило, є більш міцною. Щільність определяетсяколічеством деревинної речовини в одиниці об`єму.

Величина щільності коливається в дуже широких межах. Наібольшуюплотность мають деревина самшиту (960 кг / м3), берези залізної (970 кг / м3), саксаулу (1040 кг / м3), найменшу - ялиці сибірської (375 кг / м3), верби білої (415 кг / м3). Щільніше при вологості 12% деревину можна розділити на три групи:

породи малої щільності (510 кг / м3 і менше): сосна, ялина, ялиця, кедр, тополя, липа, верба, вільха, каштан їстівний, горіх маньчжурський, оксамитове дерево;

породи середньої щільності (550-740 кг / м3): модрина, тис, береза, бук, в`яз, груша, дуб, ільм, в`яз, клен, платан, горобина, яблуня, ясен;

породи високої щільності (750 кг / м3 і вище): акація біла, березажелезная, граб, самшит, саксаул, фісташка, кизил.

Щільність деревини має практичне значення. Деревина зверхньо щільністю (самшит, граб, бук, клен, груша) особливо цінується за міцність хорошу оброблюваність.

Деревина листяних кольцесосудістих порід має неодінаковуюплотность, рання частина річного шару у неї пориста, пізня щільніша. Такаядревесіна важче піддається лакування і полірування, але володіє іншими ценнимісвойствамі, наприклад, добре гнеться. Деревина хвойних порід має малу щільністю, а рассеяннососудістих листяних порід - високою щільністю, тому вона чисто обробляється, добре лакується і полірується.

Завдяки низькій теплопровідності деревина отримала широке поширення як стіновий матеріал в будівництві будинків.

Звукопровідність деревини в поздовжньому напрямку в 16 разів, а в поперечному в 3-4 рази більше звукопровідності повітря. Це негативне свойстводревесіни вимагає при влаштуванні дерев`яних перегородок, підлог і стель прімененіязвукоізолірующіх матеріалів. Звукопровідність деревини і її здатність резонувати (підсилювати звук без спотворення тони) широко використовуються при ізготовленіімузикальних інструментів.

Найкращою деревиною для виготовлення музичних інструментовявляется деревина ялини, ялиці кавказької і сибірського кедра.

Здатність деревини чинити опір проникненню в неї твердихтел називається твердістю. Твердість торцевої поверхні вище тангенціальною ірадіальной на 30% у листяних порід і на 40% - у хвойних. На величину твердостіоказивает вплив вологість деревини. При зміні вологості деревини на 1% торцоваятвердость змінюється на 3%, а тангенціальна і радіальна - на 2%.

Відео: Деревина: властивості, дефекти, як вибрати, виправити. Wood: properties, defects, how to choose correct

За ступенем торцевої твердості всі деревні породи при 12-процентнойвлажності можна розділити на три групи:

м`які (твердість 40 Н / мм2 і менше) - сосна, ялина, кедр, ялиця, тополя, липа, осика, вільха;

тверді (твердість від 40,1 до 80 Н / мм2) - модрина сибірська, береза, бук, в`яз, ільм, в`яз, клен, яблуня, ясен;

дуже тверді (твердість більше 80 Н / мм2) - акація біла, березажелезная, граб, кизил, самшит.

Твердість деревини має істотне значення при обработкеее ріжучими інструментами - струганні, фрезеруванні, пилянні, лущении, а також втих випадках, коли вона піддається стиранню при влаштуванні підлог, сходів, поручнів.

При вбивання цвяха в деревину перпендикулярно волокнам онічастічно перерізаються, частково згинаються, волокна деревини розсуваються і оказиваютна бічну поверхню цвяха тиск, який викликає тертя, що утримує гвоздьв деревині.

Величина опору висмикування залежить від напрямку цвяха, іншого предмета по відношенню до волокон, породи деревини і щільності. Сопротівленіедревесіни висмикування шурупів приблизно в 2 рази більше, ніж цвяхів.

Технологічна операція гнуття (загину) деревини заснована наее здатності порівняно легко деформуватися при дії згинальних зусиль, особливо в нагрітому і вологому стані. При охолодженні і сушці під навантаженням значітельнаячасть пружних деформацій переходить в залишкові, і фіксується нова форма деталі.Наібольшей здатністю до гнуття (загину) мають листяні кольцесосудістие породи (дуб, ясен) і рассеяннососудістие (бук, береза). У хвойних порід невисока способностьк гнуттю. У вологої деревини здатність до гнуття вище, ніж у сухий. Способностьк гнуттю широко використовується при виготовленні гнутих меблів і інших разлічнихізделій.

Раскаливаемості називають здатність деревини під действіемударной навантаження через клин розділятися на частини вздовж волокон. Це положітельноесвойство деревини має практичне значення, так як ряд сортиментів древесінизаготовляют шляхом розколювання (клепа, обід, спиці, дрань). Раскаливаемості має від`ємне значення при забиванні цвяхів, милиць, скоб, угвинчуванні шурупів.