Физико-механические свойства древесины » Строительный вестник
Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Физико-механические свойства древесины

Физико-механические свойства древесины



Истинная плотность древесины зависит от породы и изменяется в пределах от 1,30 до 1,45 г/см3.
Средняя плотность зависит от влажности и пористости древесины. Стандартной характеристикой является средняя плотность при влажности, равной 12 %. Показатели средней плотности древесных пород, произрастающих на территории РФ, приведены в табл. 8.1.
Большинство древесных пород имеет среднюю плотность менее 800 кг/м3. Средняя плотность древесины бальзового дерева - 150 кг/м3, тяжелых древесных пород - достигает 1200 кг/м3.
Физико-механические свойства древесины

Текстура (сложение) - это рисунок на радиальном и тангенциальном срезах. У древесных пород она весьма разнообразна, по текстуре можно различать породы. Ее создают такие анатомические элементы древесины, как годовые кольца, крупные сосуды, сердцевинные лучи. Встречаются породы с волнистой и узорчатой текстурой (карельская береза, ясень, клен). Текстура определяет декоративную ценность древесины и ее применение в качестве отделочного материала (приложение, рис. А.65).
Физико-механические свойства древесины

Цвет древесины зависит главным образом от содержания в ней экстрактивных веществ. Яркую окраску имеет древесина тропических пород (красное дерево и др.). Древесина пород умеренного климата окрашена менее интенсивно. Интенсивность окраски увеличивается с возрастом дерева. Древесина, применяемая для наружной отделки, под действием влаги и солнечной радиации темнеет и нуждается в защите. Цвет учитывают при использовании древесины в качестве отделочного материала.
Цвет и текстура определяют декоративность древесины. Практически все древесные породы можно рассматривать как декоративные. Высокой декоративностью обладают такие породы как карельская береза, мореный дуб, бук, тис и др. Декоративная древесина используется для отделки мебели, интерьера.
Влажность (W) влияет на физико-механические свойства древесины. В зависимости от содержания влаги в древесине она имеет различные названия:
Физико-механические свойства древесины

При длительном хранении в воздушной среде при стабильных температуре и влажности древесина достигает равновесной влажности (например, воздушно-сухая и комнатно-сухая).
Влагу в древесине подразделяют на связанную (гигроскопическую), находящуюся в стенках древесных клеток, и свободную, заполняющую полости клеток и межклеточное пространство.
Равновесная влажность, которая достигается при длительном хранении древесины на воздухе, насыщенном водяным паром, называется пределом гигроскопичности или точкой насыщения волокон. Пределу гигроскопичности соответствует максимальное содержание гигроскопической влаги в древесине. В зависимости от температуры предел гигроскопичности может изменяться от 30 % (при 20 °C) до 19 % (при 100 °С). Изменение содержания гигроскопической влаги вызывает деформации усушки или набухания древесины.
Гигроскопичность (сорбционная влажность) - это способность древесины поглощать водяной пар из окружающего воздуха. Обусловлена сорбцией водяного пара поверхностью оболочек клеток. Максимальная сорбционная влажность мало зависит от вида древесной породы, при температуре 20 °C она достигает 30 % и называется точкой насыщения волокон. Гигроскопичность вызывает изменение формы и размеров изделий, гигроскопическая влага отрицательно влияет на прочность древесины.
Деформации древесины (усушка и набухание). При высыхании древесины до предела гигроскопичности, испарении свободной воды. Понижается средняя плотность древесины, а ее объем практически не изменяется.
Усушка и разбухание древесины обусловлены изменением содержания гигроскопической влаги. Различают линейную и объемную усушку. Линейную усушку определяют в радиальном и тангенциальном направлении. Усушку вдоль волокон не определяют, так как она незначительна. Усушка в радиальном направлении составляет 3-6 %, в тангенциальном - 6-12 % и вдоль волокон - 0,1-0,3 %. Неравномерная усушка в радиальном и тангенциальном направлении вызывает коробление - изменение формы и размеров изделия, а также образование трещин в круглом лесе и пиломатериалах. Определяется также коэффициент усушки древесины, который характеризует усушку при изменении влажности на 1 %. Средние значения коэффициентов объемной, тангенциальной и радиальной усушки древесных пород приведены в табл. 8.2.
Физико-механические свойства древесины

С увеличением средней плотности деформации усушки древесины растут. Усушка учитывается при распиловке бревен на доски (припуски на усушку), а также при сушке пиломатериалов.
В зависимости от величины коэффициента объемной усушки Kо древесные породы подразделяют на четыре класса:
Физико-механические свойства древесины

Теплопроводность древесины всех пород невелика. Она зависит от породы, влажности и направления теплового потока. Например, при влажности W = 12 % теплопроводность сосны поперек волокон 0,17 Вт/(м-К), вдоль волокон - в 2 раза выше, дуба - соответственно 0,22 и 0,39 Вт/(м-К).
Звукоизоляционная способность древесины сравнительно невелика: например, сосновая перегородка толщиной 19 мм поглощает 8-11 % звуковой энергии при частоте 100-400 Гц.
Прочность древесины зависит от ее температуры, с повышением температуры прочность понижается. При повышении влажности древесины до точки насыщения волокон (-30%) ее прочность и модуль упругости понижаются, а деформативность увеличивается; повышение влажности выше точки насыщения волокон не оказывает влияния на ее прочность.
В зависимости от типа напряженного состояния, направления усилия по отношению к волокнам и годичным слоям различают: прочность при сжатии и растяжении вдоль волокон; сжатии, местном смятии и растяжении поперек волокон в радиальном и тангенциальном направлении; статическом изгибе, скалывании вдоль и поперек волокон в радиальной и тангенциальной плоскостях, перерезании поперек волокон.
Определение прочности древесины производится путем испытания малых (базисное сечение 20x20 мм) образцов без дефектов. Форма, размеры и схемы основных испытаний приведены на рис. 8.7.
Испытывают серии образцов и результаты подвергают статистической обработке. Показатели прочности приводят к стандартной влажности W = 12%. Пределы прочности некоторых древесных пород представлены в табл. 8.3.
Физико-механические свойства древесины

Древесина анизотропна и ее прочность при сжатии вдоль волокон для различных пород изменяется в пределах от 30 до 60 МПа, а прочность поперек волокон в радиальном направлении - от 4 до 13 МПа. Прочность древесины при растяжении вдоль волокон изменяется в пределах от 90 до 170 МПа. С увеличением влажности прочность древесины при сжатии уменьшается в 2,0-2,5 раза, при растяжении - в 1,3-1,5 раза. При длительном нагружении прочность древесины понижается на 40-50 % по сравнению с прочностью при кратковременном загружении. Поэтому при расчете несущих деревянных конструкций используется не средняя прочность, определяемая испытанием стандартных образцов, а нормативная прочность, которая в несколько раз ниже.
Физико-механические свойства древесины

Добавлено Serxio 29-01-2016, 17:55 Просмотров: 3 236
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent