Краткие сведения о физических свойствах древесины

К физическим свойствам древесины относятся влажность, цвет, запах, плотность, текстура и др., определяемые по внешнему виду и при помощи взвешивания, измерения, высушивания и т. п. Наиболее существенное значение для древесины имеет влажность.

Влажность. Влажностью древесины называется общее количество воды (сок-вода и минеральные вещества, поступающие в дерево из почвы), находящейся в древесине, выраженное в процентах к массе абсолютно сухой древесины, высушенной при температуре 105° С.

Абсолютная влажность древесины определяется по формуле
[P1—P2]/P2 · 100 %,
где Р1 — масса образца до начала высушивания, г; P2— масса образца, высушенного до абсолютно сухого состояния, г; P1— Р2 — количество влаги, находящейся в древесине в момент определения влажности.

Следовательно, абсолютная влажность материала есть отношение массы находящейся в нем влаги к массе этого материала в абсолютно сухом состоянии, выраженное в процентах.

Кроме весового способа определения влажности можно определять ее специальными приборами — электровлагомерами. Применяют электровлагомеры ЦНИИмод-2 и ЦНИИмод ЭВА-2. Иглы датчика каждого из приборов заглубляются в пиломатериал и по шкале, соответственно установленному диапазону определяют влажность.

В древесине различают влагу свободную, заполняющую полости клеток и межклеточное пространство, и гигроскопическую (связанную), находящуюся в оболочках, пропитывающую стенки клеток. В сырой древесине находятся оба вида влаги, а в сухой — только гигроскопическая. При высушивании древесины сначала испаряется свободная влага через торцовые поверхности древесины, а затем после ее удаления — гигроскопическая. Древесина, из которой удалена вся влага (свободная и связанная), называется абсолютно сухой.

Древесина обладает гигроскопичностью, т. е. свойством поглощать или отдавать влагу, в зависимости от состояния окружающей газообразной среды (воздуха), в которой она находится. Следовательно, поглощение и испарение влаги зависит от температуры и относительной влажности воздуха, в которой находится данная древесина. Эта зависимость между влажностью древесины и основными параметрами воздуха называется равновесной влажностью древесины (древесина не усыхает и не впитывает в себя влагу). Равновесную влажность древесины в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха практически определяют по специальным диаграммам.

Древесину для моделей высушивают обязательно до такой влажности, которая отвечала бы условиям ее эксплуатации. Если принять, что в модельных и литейных цехах температура воздуха в среднем составляет 20—25° С и относительная влажность — 50—60%, равновесная влажность древесины будет примерно 10—11%. В цехах южных районов, где температура воздуха доходит до 30° С и выше, а относительная влажность ниже 50%, равновесная влажность будет составлять ниже 9%. Таким образом, пиломатериалы, используемые для изготовления модельных комплектов, после сушки, как показывает производственный опыт, должны иметь влагу 8—12%.

Древесину пиломатериалов различают по степени влажности: с наличием влаги 8—12% считают комнатно-сухой; древесину с влажностью 12—18% — воздушно-сухой; с влажностью 18—23% — полусухой; с влажностью более 24% — сырой. Влажность воздушной древесины около 15% принято считать за условную стандартную влажность, поэтому различные испытания древесины выполняют при этой влажности.

Усушка древесины. Усушкой древесины называется ее способность уменьшать свой объем. Древесина разных пород и в различных направлениях усыхает неодинаково: вдоль волокон — около 0,1%, в радиальном направлении — 3—8% и в тангенциальном — 5—12%. Усушка по длине волокон при практических расчетах не принимается во внимание (см.табл.2).

Рис. 5. Схема коробления досок при усыхании:
а — после распиловки бревна «вразвалку», б — обрезной доски в процессе сушки

Усушка древесины по направлению годичных слоев больше, чем по радиусу, это особенно отражается на досках, которые подвергаются короблению. Наружная пласть доски как более тангенциальная усыхает больше внутренней (ввиду более влажных слоев древесины) и, сжимаясь, тянет внутреннюю пласть как менее усыхающую, образуя на наружной пласти вогнутую поверхность (рис. 5, а, б).

Цвет. Цвет здоровой древесины, присущий каждой породе, зависит от наличия различных веществ—смол, жиров, масел, дубильных, красящих и других составляющих. Цвет древесины — один из отличительных признаков породы дерева. Каждая порода имеет свой цвет. Например, сосна, лиственница, дуб отличаются ярко выраженной окраской ядровой части. С другой стороны, древесина хвойных пород обладает в основном простой текстурой, а лиственных—более сложной. Текстура зависит не только от строения годичных слоев, направления волокон, но и от плоскости разреза (радиальная, тангенциальная, поперечная).

Блеск. Блеск — характеристика свойства поверхности тела, отражающего свет. Блеск древесины зависит от ее плотности и количества сердцевинных лучей. Чем плотней древесина, тем она обладает большим блеском.

Запах. Запах — это ощущение, возникающее при воздействии пахучих веществ на рецепторы (чувствительные нервы) слизистой оболочки носа. Запах древесины зависит от породы дерева. Древесина хвойных пород имеет смолистый запах; дубовая — кисловатый. Древесина, пораженная гнилью, издает затхлый запах.

Звук. Звук — это распространяющиеся механические колебания, воспринимаемые ухом. Древесина является хорошим проводником звука, особенно в сухом состоянии. Иногда практически по звуку при ударе судят о качестве древесины. Чистый звонкий звук является признаком здоровой древесины, глухой — свидетельствует о загнивании ее.