Właściwości Drewna: Jaka Jest Jego Twardość? Właściwości Technologiczne I Wilgotność. Jakie Są Użyteczne Właściwości Drewna?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 05:54

Wiedza wszystkiego o właściwościach drewna, a nie tylko o tym, co to jest pod względem twardości, przydaje się do ogólnego rozwoju, a także do bezpośredniej organizacji różnych branż. Konieczne jest zwrócenie uwagi na właściwości technologiczne i wilgotność. Ale warto też z góry sobie wyobrazić, jakie użyteczne właściwości ma drewno.

Przegląd właściwości fizycznych

Kolor

Barwa drewna w dużej mierze zależy od stopnia jego nasycenia taninami. W związku z tym jest to wyraźnie związane z właściwościami klimatycznymi i glebowymi różnych miejscowości. Główna zasada jest prosta: im większa rozpuszczalność soli mineralnych, tym ciemniejszy będzie materiał. Ale jaki kolor ma dane drzewo, zależy również od:

• spożycie soli mineralnych;
• cechy przetwarzania w produkcji;
• stopień wilgotności;
• charakterystyka oświetlenia;
• wypalenie w czasie;
• zmiany grzybicze.

Blask

Fizycznie ten parametr wyraża stopień kierunkowego odrzucenia strumienia świetlnego. Im gładsza powierzchnia danej próbki, tym jest ona wyższa … Nie bez powodu odpowiednio wypolerowane deski i panele, niemal niezależnie od oryginalnej rasy, błyszczą szczególnie mocno. Mimo to cechy rasy zawsze pozostawiają ślad w naturze takiego połysku.

I znowu należy wziąć pod uwagę nierówną manifestację takiego parametru przy różnych poziomach oświetlenia.

Tekstura

Pod wieloma względami to właśnie ta właściwość jest uważana za decydującą o ostatecznym wyglądzie drewna. Tekstura odnosi się do określonego wzoru. Zwykle znajduje się nie na powierzchni, ale na kroju. Na teksturę wpływają:

• już wspomniany kolor;
• cechy włókien i ich lokalizacja;
• kręgi na pniu drzewa;
• pigmenty w środku.

Zapach

Specyficzny aromat jest prawdopodobnie najprzyjemniejszą właściwością drewna . Najsilniejszy zapach jest charakterystyczny dla jądra, ponieważ występuje tam największe stężenie substancji aromatycznych. Świeżo ścięte drzewo pachnie mocniej, a potem słabiej. Po pewnym czasie prawie nie da się złapać tego zapachu. Najbardziej atrakcyjna jest dla takich okazów:

• jałowiec;
• drzewo cytrynowe;
• cyprys;
• tek;
• brzoskwinia;
• żółte drewno.

Makrostruktura

Jest to nazwa struktury drzewa, wykrytej albo oglądanej gołym okiem, albo z niewielkim wzrostem, np. przez lupę. Możesz zauważyć makrostrukturę na dowolnych przekrojach pni. Rdzeń, kambium i samo drewno są elementami makrostruktury.

Obejmuje to również słoje, które pozwalają ocenić wiek drzewa, w jakich warunkach rosło i rozwijało się.

Wilgotność

Ten wskaźnik zwykle przechodzi jako ujemny, ponieważ im jest mniejsze, tym łatwiej pracować z drewnem, tym bardziej przewidywalne są jego inne parametry i tym bardziej niezawodny gotowy produkt . Świeżo ścięte drewno ma dość wysoki stopień zawilgocenia. W normalnych warunkach – w temperaturze 20 stopni – drzewo może wchłonąć do 30% wody w wartościach bezwzględnych ze środowiska zewnętrznego. Nie może naturalnie przekroczyć tego wskaźnika, chyba że zachodzą szczególne okoliczności, które zwiększają nasycenie cieczą do 50 lub nawet do 100%. Co ciekawe, prawie nie zależy od rasy, a nawet od regionu pochodzenia.

Standard według GOST jest prosty: jeśli zawartość wody jest poniżej 22% , wtedy jest to tarcica sucha, a przy wyższym stężeniu jest klasyfikowana jako kategoria mokra. Jednak ze względów praktycznych nie można oczywiście ograniczyć się do tak standardowego poziomu. Ponadto należy pamiętać, że według GOST zawartość wody w drewnie klasy 4 nie jest znormalizowana. Definicji tego wskaźnika dokonuje się na różne sposoby. Do celów zawodowych mierzy się go za pomocą specjalnego urządzenia - elektrycznego miernika wilgotności.

Doświadczeni stolarze i stolarze potrafią jednak naocznie określić wilgotność z dość dużą dokładnością. Oczywiście to nie wystarczy do sporządzenia dokumentacji jakościowej partii, ale wystarczy do doboru tarcicy do budowy czy produkcji mebli.

Wilgotność można również sprawdzić za pomocą testu wagowego . Zwykle drewno suche na powietrzu uważa się za normalne, którego wilgotność nie przekracza 15-20%. Najczęściej, aby osiągnąć ten wynik, potrzebne jest mniej lub bardziej długie suszenie.

Drzewo o wilgotności powyżej 100 procent jest uważane za mokre .(według współczynnika dodania ciężaru z powodu wilgoci). Ale jest to możliwe tylko przy dłuższej ekspozycji na wodę. Wilgotność uważana jest za normalną od 30 do 80% , chociaż oczywiście nie dążą do osiągnięcia górnej granicy, ale starają się używać jak najbardziej suchej tarcicy, najlepiej nie więcej niż 12%. Obliczenia dokonuje się według dość prostego wzoru.

Początkowy wskaźnik wilgotności określa się odejmując od masy początkowej masę, która będzie w stanie absolutnie suchym, a następnie podzielić ją przez masę absolutnie suchą i pomnożyć przez 100% . Należy zrozumieć, że nawet jeśli powierzchnia jest sucha, w środku może nadal znajdować się spora ilość wilgoci. W niektórych przypadkach można usłyszeć o tzw. wilgotności równowagowej drewna. Oznacza to taki stan, kiedy ciśnienie ze środowiska zewnętrznego jest całkowicie zrównoważone przez ciśnienie od strony cieczy zawartej w porach i komórkach. Wskaźnik ten, podobnie jak inne rodzaje nasycenia wodą, bezpośrednio wpływa na przydatność surowców do określonych celów praktycznych.

Wraz ze wzrostem wilgotności tarcica:

• staje się znacznie szerszy;
• nieco się wydłuża;
• w połączeniu ze wzrostem temperatury nabiera plastyczności;
• przez długi okres czasu (porównywalny z normalną żywotnością) zużywa się i degraduje szybciej, gnije częściej i aktywniej.

Wchłanianie wilgoci

Ale woda jest nie tylko zawarta na początku, ale również pochodzi z zewnątrz przez cały okres użytkowania produktów. Intensywność jego wchłaniania nazywana jest właśnie wchłanianiem wilgoci. Część ciepła jest wytwarzana, gdy woda jest adsorbowana.

Ale ten proces będzie stopniowo zwalniał. Zbliżając się do granicy nasycenia, na ogół przebiega bardzo wolno.

Przewodność wilgoci

Chodzi o przepłynięcie tzw. wody związanej. Współczynnik przewodności wilgoci uwzględnia ruch zarówno samej cieczy, jak i fazy pary. Dzieje się to poprzez:

• jamy komórkowe;
• przestrzenie międzykomórkowe;
• układy kapilarne błon komórkowych.

Skurcz i obrzęk

Kiedy profesjonaliści wymawiają słowo kurczenie się, pozbawione jest ono jakichkolwiek ironicznych konotacji . Jest to dość poważny termin, oznaczający stopień, w jakim zmniejsza się rozmiar drewna lub produktu z niego poprzez usunięcie zawartej tam wilgoci. Dla każdej rasy, a nawet dla określonego poziomu gęstości, wskaźnik ten może się znacznie różnić. W różnych kierunkach geometrycznych skurcz jest nierównomierny. Fizyczne znaczenie pęcznienia polega na wnikaniu cząsteczek wody w ściany komórkowe i rozsuwaniu się ich włókienek celulozy, zjawisko to jest charakterystyczne głównie dla drewna przesuszonego lub narażonego na sezonowe zmiany wilgotności.

Naprężenia wewnętrzne

W stanie naturalnym każdy pień drzewa rośnie w sposób zrównoważony, nawet jeśli musi rozwijać się krzywo. Ale kiedy ten sam pień zostaje ścięty, drewno „prowadzi”, bo te napięcia wymykają się spod kontroli, tracą wszelką harmonię. Najpotężniejsze z nich znajdują się natychmiast, gdy tylko pień zostanie przetarty. Czasami jednak problem ujawnia się znacznie później, po wyschnięciu desek i przymocowaniu ich do powstałej konstrukcji.

Wizualnie wyraża się to w wyglądzie różnych pęknięć, prawidłowe suszenie przemysłowe okazuje się rozwiązaniem problemu, dlatego nie można uznać, że tylko podnosi cenę, jak się często sądzi.

Gęstość

Jest to wskaźnik masy określonej jednostki objętości drzewa. Ważne: jest obliczane przez celowe ignorowanie masy pustych przestrzeni i zawartej wilgoci, liczy się tylko ciężar netto suchej masy . Dla każdej rasy gęstość jest ściśle indywidualna. Ten wskaźnik jest ściśle powiązany z następującymi parametrami:

• porowatość;
• wilgotność;
• Szybkość absorpcji;
• siła;
• podatność na uszkodzenia biologiczne (im gęstsza próbka, tym trudniej ją uszkodzić).

Przepuszczalność

Nie należy lekceważyć zdolności drewna do przepuszczania cieczy i gazów . Wpływa bezpośrednio na rozwój trybów suszenia i impregnacji oraz ocenę wykonalności takich trybów. O przepuszczalności wody decyduje nie tylko gatunek drewna, ale także położenie w pniu oraz kierunek przepływu cieczy i gazów. Przepuszczalność wzdłuż ziarna znacznie różni się od szybkości penetracji w poprzek ziarna. Warto również wziąć pod uwagę ważną rolę substancji żywicznych, które zaburzają przepływ wody i innych substancji płynnych.

Przepuszczalność gazu jest definiowana jako ilość przepuszczonego powietrza. Jest mierzony w przeliczeniu na 1 metr sześcienny. zobacz przykładową powierzchnię. Ten wskaźnik jest określany:

• nacisk;
• właściwości samego drewna;
• właściwości par lub gazów.

Termiczny

To oni są najczęściej wymieniani wśród użytecznych właściwości naturalnego materiału .… Ale w rzeczywistości sytuacja jest nieco bardziej skomplikowana niż tylko „dobre zatrzymywanie ciepła”. Określony poziom pojemności cieplnej nie jest tak silnie zależny od skały i gęstości. Decyduje o tym przede wszystkim temperatura otoczenia. Im wyższy, tym wyższa pojemność cieplna, zależność jest prawie liniowa.

Warto również zwrócić uwagę na dyfuzyjność cieplną i przewodność cieplną . Obie te właściwości są bezpośrednio związane z gęstością substancji, ponieważ każda wnęka zawierająca powietrze odgrywa ważną rolę. Im gęstsze drewno, tym wyższa przewodność cieplna. Przeciwnie, wskaźnik przewodności cieplnej spada gwałtownie wraz ze wzrostem masy właściwej próbki.

Komórki i włókna przenoszą więcej ciepła w kierunku wzdłużnym niż w kierunku poprzecznym.

Ale czasami drewno jest również używane jako paliwo. W tym przypadku wartość opałowa jest krytyczna . Dla całkowicie suchego drzewa waha się od 19,7 do 21,5 MJ na 1 kg. Pojawienie się wilgoci, nawet w niewielkich ilościach, drastycznie obniża ten wskaźnik. Kora, z wyjątkiem brzozy, pali się w tej samej temperaturze co samo drewno.

Przy stosowaniu drewna jako paliwa główne znaczenie ma taka właściwość cieplna drewna, jak ciepło spalania (wartość opałowa), która dla absolutnie suchego drewna wynosi 19,7-21,5 MJ/kg. Obecność wilgoci znacznie obniża jej wartość. Wartość opałowa kory jest w przybliżeniu taka sama jak drewna, z wyjątkiem wierzchniej warstwy kory brzozowej (36 MJ/kg).

Dźwięk

Zdecydowana większość budowniczych jest zainteresowana tylko i wyłącznie zdolnością drewna do pochłaniania obcych dźwięków. Im jest wyższy, tym lepiej materiał ochroni dom przed hałasem ulicznym. Jednak w produkcji instrumentów muzycznych ważną rolę odgrywa taka właściwość, jak rezonans.

Profesjonaliści wciąż badają stałą promieniowania, jest to również stała akustyczna. To według niej oceniana jest przydatność danej rasy lub nawet konkretnej próbki do praktycznego wykorzystania.

Elektryczny

Jest to przede wszystkim o rezystancji elektrycznej i wytrzymałości elektrycznej … Stopień odporności na prąd zależy od rodzaju i kierunku włókien. Jednak przewidywalnie ważne są poziomy temperatury i wilgotności. Przez siłę elektryczną zwykle rozumie się wymaganą siłę pola elektrycznego, która jest wystarczająca do przebicia. Im bardziej drewno jest nagrzane, im wyższa jego temperatura, tym mniejsza odporność na takie przebicie.

Manifestuje się pod wpływem promieniowania

W przypadku promieniowania podczerwonego powierzchnie drewna mogą być bardzo gorące. Jednak bardzo silne uderzenie tego rodzaju jest konieczne, aby pień grubego drzewa został zmodyfikowany do pełnej głębokości . Co ciekawe, przenikanie światła widzialnego zachodzi znacznie głębiej - o 10-15 cm, a cechy odbicia światła pozwalają dobrze ocenić wady materiału. Światło ultrafioletowe słabo przenika do drewna.

Ale prowokuje specyficzną poświatę - luminescencję . Promienie rentgenowskie mogą wykryć nawet niewielkie defekty strukturalne. Jest często używany do profesjonalnej diagnostyki. Promieniowanie beta służy do badania rosnących drzew. Promienie gamma mogą wykryć bardzo głęboko ukryte defekty, gnicie i tak dalej.

Opis właściwości mechanicznych

Wytrzymałość

Jest to nazwa zdolności opierania się zniszczeniu po przyłożeniu obciążenia .… Stopień wytrzymałości zależy od ilości związanej wilgoci. Im wyższy, tym mniejsza odporność na naprężenia mechaniczne. Jednak po przekroczeniu progu higroskopijności (ok. 30%) zależność ta znika. Dlatego porównanie wytrzymałości próbek na rozciąganie jest dozwolone tylko przy identycznym stopniu zawilgocenia.

Opór jest koniecznie mierzony nie tylko wzdłuż włókien, ale także w kierunku promieniowym i stycznym.

Twardość

Prawie każdy wie, że drewno może mieć różną twardość i że jest to jeden z głównych wskaźników przy wyborze go do konkretnych celów . Eksperci definiują twardość jako siłę odporności na wprowadzenie ciał obcych, w tym sprzętu. Oprócz wykazu lub skali dla gatunków drzew iglastych i liściastych istnieje również ich klasyfikacja według obszaru twardości. Koniec twardość ustala się poprzez wcięcie metalowego pręta o określonej średnicy i kształcie końca na określoną głębokość promienia płynnie w ciągu 120 sekund. Szacunki są podawane w kilogramach na centymetr kwadratowy.

Rozróżnij również twardość promieniowa i styczna . Jego wskaźnik w płaszczyźnie bocznej deski liściastej jest prawie 30% niższy niż od końca, a dla masywu iglastego różnica wynosi zwykle 40%. Ale wiele zależy od konkretnej rasy, jej stanu i właściwości przechowywania. W niektórych przypadkach twardość mierzy się według systemu Brinella. Ponadto specjaliści zawsze biorą pod uwagę, jak twardość może się zmieniać podczas przetwarzania i podczas użytkowania.

Najsilniejsze drzewo na świecie to:

• jatoba;
• sucupira;
• Jarra amazońska;
• mętność;
• Orzech włoski;
• merbau;
• popiół;
• dąb;
• modrzew.

Czynniki jakości

Ale samo ustalenie, które drzewo może najbardziej wytrzymać obciążenia bez upadku, jest dalece niewystarczające. Należy zwrócić uwagę na inne istotne aspekty. Przede wszystkim na zależności między parametrami mechanicznymi a gęstością nasypową. Im cięższe drewno, tym zwykle lepsza jego mechanika .… Odpowiednią relację opisuje szereg złożonych formuł. Aby jednak uwzględnić pewne warunki i miejsca wzrostu, wprowadza się dodatkowe współczynniki korygujące.

Opłacalność wag odzwierciedlają współczynniki:

• ogólna jakość;
• jakość statyczna;
• specyficzna jakość.

Cechy właściwości technologicznych

Głównymi właściwościami technicznymi drewna, obok wspomnianej już twardości, są:

• siła uderzenia;
• wydajność retencji sprzętu;
• podatność na zginanie;
• skłonny do rozdwajania;
• odporność na zużycie.

Lepkość charakteryzuje pochłoniętą pracę na uderzenie, która nie prowadzi do zniszczenia materiału.

Test przeprowadzany jest na specjalnych próbkach. Do tego służą kopiarki wahadłowe.

Wahadło w stanie podniesionym przechowuje energię potencjalną. Po uwolnieniu w swobodnym ruchu unosi się na jedną wysokość, a po wydaniu części impulsu na zniszczenie próbki na inną wysokość pozwala nam to określić nakład pracy.

Urządzenia są zwykle wyposażone w specjalną wagę. Po przeliczeniu odczytów są one podstawiane do wzorów iw ten sposób uzyskuje się wskaźnik udarności. Należy rozumieć, że mówimy o porównywaniu jakości próbek, a nie o obliczeniach konstrukcji drewnianych. Stwierdzono, że gatunki liściaste są bardziej lepkie niż masyw iglasty . Jeśli chodzi o utrzymanie okuć, zależy to od siły tarcia występującej między materiałem a włożonymi w niego łącznikami.

Dodatkowo określana jest tzw. wartość wytrzymałości na wyrywanie. Oprócz gęstości zależy to również od rodzaju drewna i tego, czy sprzęt wchodzi do końca, czy przez włókno. Zwilżając drewno można uprościć samo wbijanie gwoździ, ale wysuszony materiał gorzej je trzyma. Wytrzymałość na siłę zginającą należy oceniać głównie w przypadkach, gdy zginanie jest technologicznie niezbędne do uzyskania określonego produktu. Nie ma znormalizowanej metody oceny tego wskaźnika.

Odporność na zużycie jest prawie zawsze definiowana jako odporność na tarcie. Tylko w rzadkich przypadkach odporność na inne czynniki zużycia odgrywa ważną rolę. Ważne jest, aby zrozumieć, że jest mierzony przez warstwę powierzchniową. Jeśli zniszczenie dotarło do sedna, nie ma sensu dalej studiować tematu - konsekwencje są już jasne. Standardowa metoda oceny odporności na zużycie jest podana w GOST 16483 z 1981 roku.