ТОП 10:

Среднее значение физических свойств основных хвойных и лиственных пород



(при влажности 12%)

Порода   Плотность, кг/м3 Пористость, % Среднее число годовых слоев в 1 см
При 12%-ной влажности Свеже­срубленной
Сосна 53.. .70
Ель 62.. .75
Лиственница 46.. .73
Пихта 55. ..81
Дуб 32. ..61
Береза 50.. .61
Бук 40.. .70
Осина 62.. .80

 

Для отделочных материалов немаловажную роль играют эсте­тические характеристики: цвет, блеск, текстура. Для древесины как конструкционного материала основными являются механические свойства: прочность на растяжение и сжатие (вдоль и поперек воло­кон), изгиб, сдвиг и др. Важными являются и технологические свой­ства древесины: легкость обработки различными инструментами, способность удерживать металлические крепления, хорошая окрашинаемость и склеиваемость и др.

Влажность (W, %) — количество воды, содержащееся в данный момент в древесине. Различают три вида влаги в древесине: капил­лярную (свободную), содержащуюся в полости клеток и межклеточном пространстве, гигроскопическую, находящуюся в стенках клеток, и химически связанную, входящую в химический состав веществ, из ко­торых состоит древесина. По степени влажности древесину разделяют на мокрую, долго находившуюся в воде (W = 100% и более); свеже­срубленную (W = 35...100%); воздушно-сухую (W = 15...20%); комнатносухую (W = 8...13%); абсолютно сухую (W = 0). Условно стандартной считают влажность, равную 12%. Все характеристики, полученные при определении плотности и прочности, должны быть приведены к стандартной влажности. В строительстве разрешается применять древесину с влажностью не более 20%. Однако следует учитывать, что повышенная влажность в древесине способствует поражению древе­сины плесенью, грибами, приводит к короблению, усушке и растрес­киванию деревянных деталей и конструкций.

Гигроскопичностьюдревесины называют ее способность по­глощать водяные пары из воздуха. Сухая древесина поглощает влагу, а влажная отдает влагу окружающему воздуху. Так как влажность воздуха не постоянна, то и влажность древесины также меняется. Равновесной называют влажность, которую получила древесина при длительном нахождении на воздухе при постоянной температуре и относительной влажности.

Усушкой древесины называют уменьшение ее линейных разме­ров и объема, происходящее при испарении из нее гигроскопической влаги.

Разбуханием древесины называют увеличение ее размеров и объема при поглощении гигроскопической влаги (оболочками кле­ток). Испарение капиллярной влаги не сопровождается усушкой, так же как и поглощение влаги клетками не сопровождается набуханием древесины.

Различают линейную и объемную усушку. Вследствие неодно­родности строения древесина усыхает или разбухает в различных на­правлениях неодинаково.

Обычно линейная усушка древесины бывает в пределах 0,1…0,3%, в радиальном направлении— 3...6, в тангентальном — 7...12%. Коэффициент объемной усушки в зависимости от породы де­рева колеблется в пределах 0,2...0,75%. Неравномерная усушка древесины в различных направлениях вызывает коробление и обра­зование трещин. Это в свою очередь уменьшает прочность древесины, снижает ее качество. В строительной практике усушка древесины вы­зывает образование щелей между деревянными конструктивными элементами, а разбухание приводит к выпучиванию.

Для уменьшения водопоглощения и гигроскопичности древеси­ны поверхность деревянных изделий покрывают лакокрасочными материалами.

Истинная плотность древесины для всех пород примерно оди­накова и равна 1,55 г/см3.

Средняя плотность у разных древесных пород различна. Вели­чина средней плотности зависит от строения древесины, пористости, влажности, условий роста и других факторов. Древесина сосны имеет среднюю плотность 500 кг/м3, дуба — 700 кг/м3.

Пористость древесины значительная, у разных пород колеблет­ся в широком интервале: для хвойных пород — от 46 до 85%, лист­венных — от 32 до 82%.

Механические свойства древесины зависят прежде всего от ее плотности, влажности и наличия пороков. Древесина большой плот­ности имеет более высокую прочность. При увеличении влажности от 8 до 30% снижается прочность и твердость древесных материалов и, наоборот, уменьшение количества влаги в рассматриваемых мате­риалах, например от 20 до 8%, заметно повышает их механические характеристики. На прочность древесины влияет процент поздней древесины, наличие пороков, гнили.

Прочность древесины характеризуется пределами прочности при сжатии, растяжении, статическом изгибе и скалывании (табл. 2.2).

Таблица 2.2

Средние показатели механических свойств древесины хвойных и лиственных пород (при 12%-ной влажности)

Порода   Предел прочности, МПа  
Rсж вдоль волокон   Rиз   Rр вдоль волокон при скалывании
в ради­альном направ­лении   в танген­циальном направ­лении
Лиственница 11,5 12,5
Сосна 7,5
Ель 77,5
Пихта 58,5 6,5
Дуб 8,5 10,5
Бук

 

Так как древесина имеет неоднородное строение, то и сопротив­ляется указанным деформациям по-разному.

Предел прочности древесины при сжатии Rсжw вдоль волокон определяют на стандартных образцах в виде прямоугольной призмы сечением 20x20 мм и длиной 30 мм, испытывая их на прессах. Предел прочности вычисляют по формуле Rсжw = Fmaх/(ab), где Fmaх — мак­симальная разрушающая нагрузка, Н;

а и b — размеры поперечного сечения, мм.

Предел прочности древесины при сжатии вдоль волокон с влажностью 12% меняется в широких пределах — от 30 до 80 МПа в зависимости от породы дерева. Предел прочности при сжатии поперек волокон значительно меньше (10...30%) предела прочности при сжа­тии вдоль волокон. В колоннах, стойках, опорах и т.д. усилия прикла­дываются к дереву вдоль волокон; на стены срубов, шпалы и т.д. уси­лия действуют поперек волокон.

Предел прочности древесины при растяжениивдоль волокон высокий и составляет от 80 до 160 МПа. Однако трудность испытания заключается в том, что в закрепленных концах деревянного образца возникают напряжения смятия и скалывания, которым древесина со­противляется плохо. Поэтому древесину ограниченно используют в конструкциях, работающих на растяжение.

Древесина хорошо сопротивляется изгибу, поэтому ее широко используют для конструкций, работающих на изгиб (балки, стропила, фермы и т.д.). У лиственных пород прочность при изгибе в радиаль­ном и тангентальном направлениях одинакова, а у хвойных пород прочность в тангентальном направлении немного больше, чем в ра­диальном.

Прочность древесины при скалывании вдоль волокон невелика и составляет 6,5...14,5 МПа. Скалывание древесины может происхо­дить по направлению волокон и перпендикулярно им. Поэтому раз­личают скалывание вдоль и поперек волокон. Когда внешние силы действуют перпендикулярно волокнам, то может произойти срез (сдвиг). Скалывающие и срезывающие усилия возникают в различ­ных соединениях деревянных элементов (врубках, шипах и т.д.).

Твердость. При сравнительно высоких показателях прочност­ных свойств древесина обладает небольшой твердостью. Твердость ели, сосны, пихты, ольхи составляет 35...50 МПа, а у твердых пород (дуб, береза, ясень, лиственница) — 50...100 МПа.

Древесина хорошо сопротивляется ударным и вибрационным нагрузкам. Древесина как естественный полимерный материал прак­тически не стареет и этим выгодно отличается от искусственных по­лимерных материалов, которые в обычных атмосферных условиях подвергаются сравнительно быстрому старению.

Массивные элементы конструкций из натуральной и клееной древесины обладают высокой огнестойкостью.







Последнее изменение этой страницы: 2016-12-28; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.235.66.217 (0.006 с.)