Физические свойства древесины

К физическим свойствам древесины относятся цвет, блеск, запах и текстура.

Цвет древесины обусловлен климатом, составом почвы, возрастом дерева, его породой и т. д. Цвет древесине придают находящиеся в ней дубильные, красящие, смолистые вещества и окислы этих . веществ.

Блеск древесины - это способность отражать световой поток с поверхности в определенном направлении. Блеск зависит от плотности древесины, количества, размеров и расположения сердцевинных лучей. Светлая и более плотная древесина обладает большим блеском, что придает текстуре древесины особую красоту.

Запах древесины зависит от количества эфирных масел, смол и дубильных веществ. Древесина только что срубленного дерева или сразу после ее механической обработки обладает сильным запахом, у хвойных пород более сильный запах, чем у древесины лиственных пород.

Текстура древесины - это естественный рисунок древесных волокон на обработанной поверхности, обусловленный особенностями ее строения (рис. 1). Текстура зависит от расположения древесных волокон на разрезе ствола, видимости годовых слоев, цветовой гаммы древесины, количества и размеров сердцевинных лучей. Декоративные породы: орех, красное дерево, дуб обладают красивыми текстурой и цветом, а также блеском.

Красивую текстуру имеет свилеватая древесина карельской березы. Красивую текстуру получают из дубовых кряжей, распиливая их в радиальном или тангентальном направлении для получения ножевой фанеры или текстурной дощечки. У бука, клена, дуба выразительная текстура при радиальном разрезе, у хвойных пород - при тангентальном разрезе.

По цвету, блеску и текстуре определяют породу древесины. Плотность древесины - это отношение ее массы к объему, измеряемой в г/см³ или кг/м³. Плотность зависит от влажности, породы, возраста и условий роста древесины. Различают относительную и абсолютную плотность древесины, определяемую в лабораторных условиях.

Текстура древесины сосны на трех разрезах

а - на поперечном; б - радиальном; а - тангентальном
Рис. 1

Объемную массу пород древесины сравнивают между собой на образцах влажностью 15 % (стандартная влажность).

Древесину по объемной массе делят на группы:

очень легкая (0,45 г/см³);
легкая (0,45...0,60 г/см³);
среднетяжелая (0,61...0,75 г/см³):
тяжелая (0,76...0.90 г/см³);
очень тяжелая древесина (более 0,90 г/см³).

Объемная масса древесины - один из показателей ее качества и механических свойств (табл. 1).

Полную насыщенность древесины водой называют границей гигроскопичности. Такая стадия влажности в зависимости от породы дерева составляет 25...35%.

Древесину, полученную после сушки при температуре 105 °С с полным выделением всей гигроскопической влаги, называют абсолютно сухой древесиной.

На практике различают древесину: комнатно-сухую (с влажностью 8...12%), воздушно-сухую искусственной сушки (12...18%), атмосферно-сухую древесину (18..:23 %) и влажную (влажность превышает 23%). Древесину только что срубленного дерева или находившуюся долгое время в воде, называют мокрой, ее влажность до 200 %. Различают также эксплуатационную влажность, соответствующую равновесной влажности древесины в конкретных условиях.

Таблица 1. Средняя объемная масса древесины различных пород

Усушка древесины - это уменьшение ее объемных размеров при сушке в результате испарения гигроскопической влажности. Усушка (рис. 2) в тангентальном направлении составляет 6...12 % (6...12 см на 1 м), в радиальном - З...6%, а вдоль волокон - около 0,1 %, т. е. 1 мм на 1 м, что обычно не учитывается.

Усушка древесины в различных частях ствола

Рис. 2

Неравномерная усушка древесины по различным направлениям вызывает деформации и дефекты деревянных деталей и конструкций.

Разбухание древесины - это увеличение размеров и объема при насыщенности ее водой до границы гигроскопичности. Разбухание, как и усушка, неодинаково в различных направлениях.

Из-за усушки и разбухания деревянные конструкции деформируются и могут стать полностью непригодными. Вот почему деревянные конструкции изготовляют из стандартно-сухой древесины.

Коробление древесины - результат неравномерной усушки, вызывающий внутренние напряжения и трещины. Усушка досок в наружных слоях больше, чем во внутренних, что вызывает коробление. Доски из сердцевинной части ствола менее подвержены короблению. Коробление граней пиломатериалов в зависимости от места нахождения в стволе показано на рис. 3. Для предупреждения коробления влажность в момент изготовления изделий должна соответствовать эксплуатационной влажности. При этом соблюдают конструктивные требования: столярные плиты склеивают из узких реек, уложенных с различно или взаимно перпендикулярно направленными волокнами древесины. Рейки не только склеивают, но и закрепляют рамой или наконечниками.

Теплопроводность - это способность толщи древесины проводить тепло от одной поверхности к противоположной. Для древесины характерен низкий коэффициент теплопроводности древесины 0,17..0,31 Вт/ (м * °С), зависящий от породы, плотности, влажности и направления разреза. Сухая древесина плохой проводник тепла.

Звукопроводность - это способность древесины проводить звук. Звукопроводность древесины вдоль волокон больше звукопроводности воздуха в 16 раз, а поперек волокон - в 3...4 раза.

Качество древесины определяется звукопроводностью. После удара по комлевой части растущего или срубленного ствола хорошее распространение звука свидетельствует о качестве древесины. Прерывистый звук, переходящий в. глухой, свидетельствует о загнивании древесины.

Электропроводность сухой древесины незначительна. Это позволяет использовать древесину в качестве электроизоляционного материала. Электропроводность используют для определения влажности древесины.

Коррозионная стойкость древесины - это ее способность сопротивляться действию агрессивной среды. Древесина не подвержена воздействию слабых растворов щелочей, солей, различных органических и минеральных кислот. Хвойные породы более стойки к коррозии, чем лиственные породы.

Усушка и коробление граней

/ - грани древесины, но подвергавшиеся сушке; II - грани высушенной древесины; а, б, в, г - схемы усушки граней древесины в зависимости от их местa в стволе
Рис. 3

Составные части дерева и его строение

Пороки древесины

Механические свойства древесины

Обеспечение продолжительности эксплуатации древесины

Архитектура деревьев

Бук

Тисс

Кедр гималайский

Тополь

Тянь-шанская ель

Ясень

Автор: Х.А. Штерн
Столярно-плотничные работы
перевод: Б.П. Деменьтьева