Свойства древесины

Удельный вес древесины

Древесинным веществом называют массу твердых материалов древесины без природных пустот. Данный вид плотности измеряется в лабораторных условиях, так как требует дополнительных измерений, невыполнимых в обычных условиях. Для каждой древесины всех видов и пород деревьев, эта величина является константой и составляет 1540 кг/м3. Однако, древесина имеет многоклеточную волокнистую структуру сложного типа. Стенки из древесного вещества играют роль каркаса в структуре древесины. Соответственно, у каждой породы и видов деревьев клеточные структуры, формы и размеры клеток варьируются, в следствии чего удельный вес дерева будет разный, как и разный вес м3 дерева.

Также, большую роль в изменении удельного веса древесины оказывает влажность. Благодаря структуре данного материала, с повышением влажности, повышается и плотность древесины. Однако на плотность древесинного вещества данное правило не распространяется.

№	Порода дерева	Процент влажности, %
15	20	25	30	40	50	60	70	80	100	Свеж.*
1	Лиственница	670	690	700	710	770	820	880	930	990	1100	940
2	Тополь	460	470	480	500	540	570	610	650	690	760	700
3	Бук	680	690	710	720	780	830	890	950	1000	1110	960
4	Вяз	660	680	690	710	770	820	880	930	990	1100	940
5	Дуб	700	720	740	760	820	870	930	990	1050	1160	990
6	Граб	810	830	840	860	930	990	1060	1130	1190	1330	1060
7	Ель обыкновенная	450	460	470	490	520	560	600	640	670	750	740
8	Орех грецкий	600	610	630	650	700	750	800	850	900	1000	910
9	Липа	500	530	540	540	580	620	660	710	750	830	760
10	Акация белая	810	830	840	860	930	990	1060	1190	1300	1330	1030
11	Ольха	530	540	560	570	620	660	700	750	790	880	810
12	Клен	700	720	740	760	820	870	930	990	1050	1160	870
13	Ясень обыкновенный	690	710	730	740	800	860	920	930	1030	1150	960
14	Пихта сибирская	380	390	400	410	440	470	510	540	570	630	680
15	Сосна обыкновенная	510	520	540	550	590	640	680	720	760	850	820
16	Пихта кавказская	440	450	460	480	510	550	580	620	660	730	720
17	Сосна кедровая	440	450	460	480	510	550	580	620	660	730	760
18	Береза	640	650	670	680	730	790	840	890	940	1050	870
19	Осина	500	510	530	540	580	620	660	710	750	830	760

* Свеж. — Свежесрубленное дерево

Влажность древесины

Влажность это соотношение массы влаги (воды), находящейся в данном объёме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах ( % ). В древесине вода пропитывает клеточные оболочки и заполняет полости клеток и межклеточные пространства. Влага, пропитывающая клеточные оболочки, называется связанной. Влага, заполняющая полости клеток и межклеточные пространства, называется свободной.

Различают следующие степени влажности древесины:

Мокрая — длительное время находящаяся в воде. Влажность мокрой древесины выше 100 %.

Свежесрубленная (свежепил) — влажность такой древесины от 50 до 100 %.

Воздушно-сухая — к этой категории относится древесина долгое время хранившаяся на воздухе. Её показатели влажности зависят от влажности окружающего воздуха, но в среднем находятся в пределах от 20 до 35 %.

Базовая (влажность 15 — 20 %) в зависимости от климатических условий и времени года, такая древесина показывает содержание влаги от 15 до 20 %.

Комнатно-сухая влажность 8 — 12 %

Абсолютно сухая влажность 0 %, древесина высушена при температуре t = 103°C.

Содержание влаги в стволе растущего дерева изменяется по высоте и радиусу ствола, а также в зависимости от времени года. Например, влажность заболони сосны в 3 раза выше влажности ядра. У лиственных пород изменение влажности по диаметру более равномерное. По высоте ствола влажность заболони у хвойных пород увеличивается вверх по стволу, а влажность ядра не изменяется. У лиственных пород влажность заболони не изменяется, а влажность ядра вверх по стволу снижается.

Влажность у молодых деревьев выше и её колебания в течение года больше, чем у старых деревьев. Наибольшее количество влаги содержится в зимний период (ноябрь-февраль), минимальное – в летние месяцы (июль-август).

КОЭФФИЦИЕНТЫ УСУШКИ ДРЕВЕСИНЫ, %
Порода	Усушка
объёмная	в тангенциальном направлении	в радиальном направлении
Лиственница	0,52	0,35	0,19
Сосна	0,44	0,28	0,17
Ель	0,43	0,28	0,16
Пихта	0,39	0,28	0,11
Кедровая сосна	0,37	0,26	0,12
Берёза	0,54	0,31	0,26
Бук	0,47	0,32	0,17
Ясень	0,45	0,28	0,18
Осина	0,41	0,28	0,14

Сколько весит куб доски: основные характеристики

Наглядно можно заметить, что обрезанная доска в поперечном сечении имеет форму правильного прямоугольника. Данный факт отличает ее от необрезанной доски

Благодаря столь важной особенности, ее можно ровно укладывать в штабеля, правильно упаковывать и определить объем упакованных материалов. Если необходимо будет определить, сколько весит куб доски, достаточно будет перемножить плотность и объем

Следует отметить, что плотность является величиной справочной, которая зависит как от породы древесины, так и от ее влажности.

Какое воздействие оказывает влажность на вес древесины?

Влажность оказывает непосредственное влияние на вес пиломатериалов и прочих изделий из дерева. Как известно, она измеряется процентным отношением массы воды в древесине к массе сухой древесины. Следует заметить, что влажность зависит еще и от условий сушки, ее продолжительности и подразделяется на следующие степени:

Сухая – древесина, которая обязательным образом прошла технологическую сушку и имеет влажность от 10% до 18%.
Воздушно-сухая – древесина с равномерной влажностью от 19% до 23%, степень которой можно достичь, если хранить древесину в естественных условиях.
Сырая – древесина с показателем влажности от 24% до 45%, которая находится на стадии высыхания.
Свежесрубленная и мокрая – древесина, имеющая влажность более 45%, только срубленная или находящаяся продолжительное время в воде.

Следует заметить, что показатель веса древесины не всегда одинаковый. Поэтому то, сколько весит куб доски, зависит, в первую очередь, от такого параметра, как влажность дерева. Если в качестве примера взять дуб и березу, то можно заметить, что кубический метр дуба имеет вес в 700 кг, а березы – около 600 кг. Однако может быть и наоборот, то есть значение березы будет больше, нежели дуба

Подобные показатели имеют место, потому что в данном случае немаловажное значение занимает влажность древесины. Исходя из категорий влажности, можно сказать, несмотря на одинаковую влажность, каждая порода древесины имеет свой вес

Влияние плотности на весовую категорию

Плотность является еще одним немаловажным фактором, влияющим на вес древесины. Как правило, наиболее высокой плотностью обладает железное и черное дерево, показатели которых варьируются от 1100 кг/м3 до 1350 кг/м3. Более близкие цифры могут представить самшит и мореный дуб – от 950 кг/м3 до 1100 кг/м3. Прежде чем рассчитать, сколько весит куб доски дуба, бука, груши или граба, следует учитывать их плотность, которая составляет приблизительно 700 кг/м3. Наименьшей плотностью отличается сосна и бамбук – 500 кг/м3, ну, а самый мизерный показатель имеет пробковое дерево – 140 кг/м3.

Для чего необходимо знать вес кубического метра древесины?

Знать, сколько весит куб доски естественной влажности, порой бывает очень необходимо. Ведь, приобретая строительный материал, простому человеку зрительно определить необходимое количество довольно проблематично. Если же обладать знаниями в данной области, к примеру, размеры бруса, соответствующий материал и показатель влажности, то рассчитать вес приобретенного товара будет не такой уж и сложной задачей.

В случае, если не получается определить, сколько весит куб доски, рекомендуется обратиться за помощью к продавцу, который поможет правильно рассчитать нужное количество.

Теплоотдача древесины

Существует еще один показатель, который позволит с легкостью определить, например, сколько весит куб сухой доски сосны. Таким параметром является теплоотдача

Показатель имеет немаловажное значение для тех людей, которые используют древесину в качестве отопительного материала. Следует отметить, что теплопроводность напрямую зависит от плотности древесной породы

И чем выше твердость, тем выше и теплопроводность.

Безусловно, использовать самшит в качестве отопительного материала никто не будет. Однако при выборе между сосной или березой, представится возможность получить намного больше тепла, если знать, какая из пород является наиболее твердой. Согласно справочным таблицам, можно узнать информацию о плотности каждого дерева.

Итак, начиная строительство дома, приходится сталкиваться с нюансами, которые на первый взгляд кажутся незначительными. Однако не все так просто. Существуют определенные показатели, которые необходимы учитывать при выборе древесины, чтобы не ошибиться с выбором и получить желаемый результат от задуманного дела.

fb.ru

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.

Какой может быть плотность леса

У разных пород деревьев примерно одинаковый состав, поэтому в сухом виде абсолютный удельный вес для всех будет условно одинаковым. Его среднее значение – 1,54 (безразмерная величина). Но в таблице плотности древесины для разных пород приведены свои числа. Дело в том, что в совершенно сухом состоянии измерить абсолютный параметр практически невозможно. Для этого необходимо полностью избавиться от влаги в исследуемом образце, устранить воздушные пустоты. На практике, как оказалось, параметр зафиксировать сложно, да и для расчетов он непригоден.

Для определения плотности пиломатериала более подходит расчет его удельного веса
.

На него влияют:

влажность;
пористость пород.

Удельный вес древесины имеет вид среднего значения расчетов плотности в разных ее состояниях. В источниках этот показатель может незначительно отличаться. Разница обусловлена изменением уровня влаги внутри ствола. Чтобы не возникало путаницы, мы представляем таблицу со средними значениями удельного веса при каждом отдельном уровне влажности разных пород древесины в порядке возрастания показателей.

Таблица плотности дерева различной влажности (кг/м 3)

Группы пород деревьев

Обычно табличное значение плотности бруса и других пиломатериалов измеряется при влажности 12%. В зависимости от полученной величины, породы деревьев делят на 3 группы:

С малой объемной массой (менее 540 кг/м 3). К ним относятся деревья хвойных пород: сосна , ель , пихта , кедр и некоторые лиственные. Это все виды ольхи , тополь , липа, осина, каштан.
Со средним удельным весом 550–740 кг/м 3: бук , вяз (карагач), лиственница, все виды клена, рябина, яблоня, ясень.
С высоким уровнем плотности свыше 750 кг/м 3: береза, дуб (араксинский, каштанолистный), граб, кизил, фисташка.

Разумеется, это неполный список пород. По указанным значениям плотности древесины в таблице можно определить принадлежность вида к группе.

Зависимость от влажности

В любом пиломатериале есть вода. Её количество в основном и определяет плотность бруса и другого сырья: чем больше влаги в изделии, тем выше показатель веса в измеряемом объеме.

Удельный вес древесины в таблице приведен в средних значениях, поскольку количество влаги в одном объеме постоянно меняется – это относительная величина.

Изменения происходят из-за:

внешних погодных условий (дождь, туман, снег);
антропогенного фактора (намокание вследствие деятельности человека).

Таким образом, совершенно сухой доска практически не бывает. Влажность древесины всегда выше 0%
. Определить этот показатель можно с помощью специального прибора – влагомера.

Влияние на качество древесины

Средний удельный вес является основной характеристикой сырья при проведении расчетов, поскольку величина заключает в себе усредненную оценку испытаний пиломатериала в разных состояниях водонасыщения.

По законам физики, расчетная плотность напрямую связана с прочностью материала: чем выше удельная масса объема изделия, тем большую нагрузку он сможет выдержать. Это правило распространяется и на древесину.

Рассмотрим на примере:

Дуб обладает большим удельным весом и славится своей надежностью и долговечностью. У него почти отсутствуют пустые поры, весь объем заполнен крепкими древесными волокнами и влагой. Из дуба изготавливают несущие конструкции домов и промышленных объектов. Древесина с высоким удельным весом жесткая, практически не гнется.
Кедровый и березовый брус отличается малым объемным весом, потому их не используют для создания несущих элементов остова конструкций. Эти породы подходят, скорее, для отделочных работ, где нагрузка на изделия минимальная. Древесина с малой пористостью пластична, поддается изгибу.

Зависимость плотности и теплопроводности

Этот показатель важен для выбора дерева при заготовке дров. Зависимость прямая: чем выше показатель плотности, тем больше в чурках топлива, тем дольше они будут гореть. Древесные породы с высоким значением отношения массы к объему называются твердым топливом. Они долго горят, дают хороший жар, но из-за плотной структуры трудно колются. Преимущество дров и топлива из легких пород деревьев – их податливость в распиле и рубке, но они имеют сравнительно небольшой запас энергии. Гореть поленья будут значительно меньшее количество времени.

Начиная строительство дома, или делая ремонт, иногда приходится сталкиваться с вопросами, которые вроде бы и просты на первый взгляд, но сразу ответ на них дать не получается. Обращаться с таким вопросом к специалистам кажется неловко, а знать нужно точно. Тем, кто может обратиться в интернет, проще — набрал в поисковике «Сколько весит куб древесины» и через полминуты получил исчерпывающий результат. А кстати, действительно, сколько?

Влияние структуры древесины на ее свойства

На плотность древесины также сильно влияет содержащаяся в ней вода. Во-первых, она увеличиваетмассу образца, а во-вторых, набухание клеточных стенок в воде вызывает изменение объема образца. Поэтому плотность древесины определяют либо при отсутствии воды, либо при ее определенной массовой доле в древесине. Полностью высушенные образцы активно поглощают пары воды из окружающего воздуха и в ряде случаев более удобно обращаться с образцами древесины, содержащими известное количество воды и находящимися в относительном равновесии с окружающей атмосферой. В технологических расчетах иногда используют базисную плотность древесины, представляющую собой отношение массы абсолютно сухого образца древесины к его объему в максимально набухшем состоянии. Такое состояние характерно для свежесрубленной древесины и древесины, находившейся длительное время в контакте с водой. В этом случае фактически определяют базисную относительную плотность; однако приравнивая 1 г вытесненной воды к объему 1 см3, превращают ее из безразмерной величины в величину, имеющую размерность.

Древесные породы характеризуются определенными значениями плотности древесины, на которые влияют условия произрастания. В зависимости от ботанического вида плотность древесины меняется в широких пределах. Например, для распространенных в России древесных пород плотность абсолютно сухой древесины изменяется от 350 кг/м3 у пихты сибирской до 920 кг/м3 у березы железной.

По плотности древесины при влажности 12% все отечественные породы делят на три группы: с малой плотностью (540 кг/м3 и меньше) — ель, пихта, сосна, сосна кедровая, тополь, ива, липа, ольха; средней плотности (550…740 кг/м3) — лиственница, береза, бук, дуб, вяз, клен, ясень; высокой плотности (750 кг/м3 и более) — акация, граб, отдельные виды березы, дуба, ясеня. Необходимо отметить, что древесина хвойных пород, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.
Со тесно связано и такое свойство, как проницаемость жидкостями и газами

Проницаемость древесины характеризует ее способность пропускать жидкость или газы под давлением, что очень важно для процессов переработки древесины. Проницаемость древесины обусловлена существованием в древесине системы сообщающихся через поры полостей клеток и межклетников

Сухая клеточная стенка, как уже отмечалось, имеет низкую пористость, а ее компоненты или входят в кристаллические участки, или находятся в стеклообразном состоянии, что делает клеточную стенку практически непроницаемой для неполярных сред. В полярных жидкостях клеточные стенки сильно набухают и пористость их увеличивается. Для технологических целей наиболее важны водопроницаемость и газопроницаемость. Поскольку между этими характеристиками имеется хорошая корреляция, а испытания древесины на газопроницаемость требуют значительно меньше времени, то на практике для оценки проницаемости древесины часто определяют ее газопроницаемость.

Проницаемость древесины, оцениваемая массовой или объемной скоростью прохождения потока жидкости или газа через единицу площади поверхности образца древесины, максимальна в аксиальном направлении, т.е. вдоль волокон. У она в несколько раз выше, чем у хвойных, так как совпадает с направлением сосудов. Проницаемость поперек волокон значительно меньше и на нее большое влияние оказывают сердцевинные лучи. Образование спелой и в особенности ядровой древесины снижает проницаемость, а у отдельных пород ядровая древесина становится водонепроницаемой.

Расчеты

При вычислении удельного веса конкретного исходного сырья масса определяется путём взвешивания, а объёмный показатель рассчитывается по специальной методике, учитывающей не только основное тело заготовки, но и наличие пустот в ней. Итоговое значение этого параметра определяется как разница между объёмами древесной массы и жидкости, заполняющей пустоты. Обычно удельный вес рассчитывают при условиях естественной влажности для конкретной породы древесины и заносят в таблицы. Так что данные всегда можно получить из них.

С другой стороны, по удельной массе и объёму можно вычислить вес пиломатериала (бруса или досок). Так, для того чтобы узнать, сколько весит куб досок, – достаточно найти в таблице показатель плотности для данного вида дерева и умножить его на единицу.

Наблюдается очень тесная связь между плотностью расположения волокон в древесном сырье и его прочностью. При этом плотные образцы материала, как правило, более прочны.

Какие дрова самые лучшие для топки?

Самыми оптимальными по характеристике теплотворности считаются дубовые дрова, за ними идут березовые, осиновые и сосновые.

Дуб содержит мало смол, но выделяет много угарного газа. Терпкий аромат горящих дубовых поленьев тонизирует организм.
Березовые дрова горят долго, ровно, но имеют много смолистых веществ и откладывают сажу в дымоходе.
Хвойные породы также используют реже из-за высокого содержания смолы.
Использовать дрова из тополя не рекомендуется, так как он выделяет неприятный горький запах и дает мало тепла.

Лучше всего использовать дрова лиственных пород дерева, удельный вес которых высокий. Желательно, чтобы дрова были сухие, а не свежеспиленные. Напомним, что покупая влажные дрова, вы платите больше за вес, но получаете меньше тепла.

Основные свойства и характеристики древесины

Свойства древесины можно подразделить на четыре вида:

физические. Они характеризуются плотностью, весом, проницаемостью и способностью сопротивления агрессивным воздействиям внешней эксплуатационной среды;
химические характеризуются показателями стойкости при действии химических реагентов, способствующих разрушению материала;
механические свойства оцениваются способностью сопротивления сжатию и растяжению. Стойкостью к ударам и другим видам силовых воздействий;
технологические свойства указывают на способность древесины удерживать крепления.

Исходя из этих свойств, определяют сферу их применения. При рассмотрении древесины с учетом комплекса всех характеристик, явно видно, что у нее нет конкурентов.

Плотность и коэффициент плотности

Каждая порода дерева обладает различным коэффициентом плотности. Он зависит от влажности древесины. Плотность древесины представляет объемную массу. Для ориентировочных расчетов можно воспользоваться специальной таблицей.

Средние показатели плотности различных пород древесины

Древесные породы	Плотность кг/м3 (при влажности 12%)
Ель	445
Пихта	375
Береза	650
Лиственница	660
Сосна	500
Ясень	680
Граб	800
Дуб	690

Строение древесины

Различают два понятия: «дерево» и «древесина». Живое, растущее дерево состоит из корня, ствола и ветвей с листьями или хвоей.

Древесина — ткань дерева, она получается при распиливании его частей. Ствол дает основную массу древесины. Он подразделяется на вершину и комель.

Защищает дерево кора, состоящая из корки, пробковой ткани и лубяного слоя. Под ним находится кольцевой слой – камбий. При разрезе дерева кольца хорошо видны. По ним считают возраст дерева.

В центре находится сердцевина. Она рыхлая и мягкая. От сердцевины расходятся лучи. По этим лучам древесина может растрескиваться при высыхании.

Вокруг сердцевины находится – спелая древесина. Она имеет большую прочность.

Древесина, находящаяся ближе к коре, называется заболонью. Она менее прочная, имеет большую влажность, имеет сильную усушку и коробится.

Из чего состоит древесина наглядно показано на картинке

Химический состав

Сухая древесина состоит из углерода, кислорода и водорода, из которых образуются сложные органические вещества:

Целлюлоза. Это очень стойкое вещество не растворяется в воде и в органических растворителях. Из нее делают множество различных материалов: бумагу, вату, целлофан, лаки, искусственные волокна, порох и другие материалы.
Лигнин и гемицеллюлоза – полимеры ароматической природы. Из них получают этиловый спирт, сухой лед, кормовые дрожжи, ванилин.
Остальной состав – это дубильные вещества и смолы.

Цвет

Цвет древесины важен при выборе материала для изготовления мебели, при производстве художественных поделок, для отделки интерьеров. Древесина имеет самые разнообразные цвета и оттенки. Даже в одной доске может сочетаться несколько цветов. Интенсивность окраски может увеличиваться с возрастом дерева. Изменение цвета свидетельствует о загнивании древесины, поражении грибами.

Цвет древесины легко установить с помощью атласа цветов. Также можно воспользоваться визуальными и фотоэлектрическими колориметрами.

Пример каталога цветов древесины

Естественная влажность

Для древесины различных пород естественная влажность колеблется от 23 до 35 % . Показатели влажности сосны, выросшей в сухом месте и ели, которая росла в заболоченном месте, сильно отличаются.

Влажность измеряют с помощью:

электровлагомера. Этот специальный прибор имеет металлические датчики с острыми концами. Их острия вонзают в исследуемый образец, после чего включают ток. На шкале прибора можно увидеть результат.
Номограмм. Они дают более точные результаты.
Взвешиванием. Для этого берут образец древесины, высушивают его и взвешивают.

Помимо сушки воду можно удалять с помощью прессования.

Доски, изготовленные из влажной древесины, начнут коробиться. Поэтому для строительства дома разрешается использовать древесину, имеющую влажность не более 12%-15%. Это стандартный показатель, который введен в строительные нормы и правила.