Физические и механические свойства древесины

Одним из важнейших свойств древесины является ее усадка. Линейные размеры древесины уменьшаются в процессе сушки, а противоположный процесс – так называемое растрескивание – идет при поглощении влаги из воздуха. Эти явления происходят при изменении содержания связанной воды (насыщающей), а содержание свободной (капиллярной) воды не влияет на изменение объема древесины. Величина объемной усадки приблизительно равна объему связанной (насыщающей) воды, отданной древесиной при сушке. Линейная усадка различных пород древесины приведена в табл. 6.

Неодинакова величина усадки при сушке в направлениях оси, лучей и по окружности. Эти величины наименьшие в направлении оси древесины (0,12–0,36 %), выше в направлении лучей (3–8 %) и самые высокие по окружности (6–13 %). Разная линейная усадка в направлении лучей и по окружности вызывает коробление досок и изменение формы поперечного сечения. Более быстрая и большая усадка по окружности, чем вдоль лучей, при сушке является главной причиной растрескивания древесины.

Таблица 6.

Физические свойства различных пород древесины

Вид древесины	Плотность г/см^3	Линейная усадка древесины, %, в направлении
оси	лучей	окружности
Липа	0,45	0,20	7,79	11,50
Пихта	0,45	0,12	2,91	6,72
Ель	0,45	0,14	2,41	6,18
Ольха	0,54	0,36	2,91	5,07
Сосна	0,50	0,12	3,04	5,72
Береза	0,65	0,27	–	–
Бук	0,65	0,16	–	–
Дуб	0,70	0,16	–	–
Орех	0,66	0,21	3,82	10,50
Груша	0,725	0,22	3,94	21,70
Ясень	0,74	0,19	3,35	6,50
Клен	0,70	0,21	–	–
Акация	0,77	–	–	–
Эбеновое дерево	1,16	–	–	–

Плотность древесины (собственная масса) зависит от степени ее влажности и пористости. В связи с этим различают плотность свежесрубленной, воздушно-сухой и полностью сухой древесины. В зависимости от плотности древесины в воздушно-сухом состоянии различают шесть классов древесины:

	Плотность, г/см^3	Породы
Очень тяжелая	> 0,80	Граб, тис, гваяк, эбен, эвкалипт
Тяжелая	0,71–0,80	Белая акация (акация), бук, дуб, ясень, орех, груша, слива
Умеренно тяжелая	0,61–0,70	Береза, клен, явор (белый клен), лиственница, вяз
Легкая	0,51–0,60	Каштан, красное дерево
Умеренно легкая	0,41–0,50	Сосна обыкновенная, ель, пихта, липа, ольха, осина, кедр, тик
Очень легкая	< 0,40	Тополь, белая сосна

Механические свойства древесины зависят от направления действия силы по отношению к волокнам. Различают прочность древесины вдоль и поперек волокон. Наиболее существенными являются прочность при сжатии, изгибе и растяжении. Разница в прочности отдельных пород древесины является следствием их различной плотности. Несмотря на то, что прочность при растяжении древесины значительна, близка к прочности некоторых цветных металлов, например некоторых бронз и латуней, в практике избегают применять деревянные элементы, работающие на растяжение, учитывая малую прочность древесины, вызванную напряжениями среза и сжатия в месте закрепления. Прочность древесины при сжатии вдоль волокон в 3 раза меньше, чем при растяжении.

Одной из важных характеристик, определяющих пригодность древесины для использования в промышленности, является ее твердость. Твердость древесины растет по мере роста ее плотности. На основе определения твердости по методу Бринелля древесина разделена на пять классов твердости (табл. 7).

Таблица 7.

Классификация древесины по твердости

Класс твердости	Порода дерева	Твердость	sв*, МПа
Очень мягкая	Верба, бальза, тополь, осина, пихта, ель, белая сосна	До 3,5	80–100
Мягкая	Береза, ольха, явор (белый клен), липа, лиственница, обыкновенная сосна, красное дерево, платан	3,6-4,9	90-140
Средней твердости	Вяз, орех, черная сосна	5,0-5,9	90-140
Твердая	Дуб, ясень, яблоня, груша, вишня, тик	6,0-6,5	100-140
Очень твердая	Дуб, граб, бук, тис, белая акация (акация), палисандр	6,6-14,6	120-160
Твердая, как кость	Эбонитовое дерево, гваяковое дерево, кокос	Более 15,0
* Прочность при растяжении вдоль волокон.

Дата добавления: 2014-11-29