Евгений Банников - Дача. Что и как можно построить?
Запах древесине придают находящиеся в ней смолы, эфирные масла, дубильные и другие вещества. Характерный запах скипидара у хвойных пород – сосны, ели. Дуб имеет запах дубильных веществ, бакаут и палисандр – ванили. По запаху древесины можно определить ее породу. Так, у хвойных пород более сильный запах, чем у древесины лиственных пород.
Усушка древесины– это уменьшение ее объемных размеров при сушке в результате испарения гигроскопической влажности.
По величине коэффициента объемной усушки древесные породы делятся на три группы:
● малоусыхающие – ели сибирская и обыкновенная, можжевельник, пихта сибирская, платан восточный, тис ягодный, ивы белая и ломкая, корейский кедр, тополь белый, фисташка (ядро), хурма, черешня;
● среднеусыхающие – бук восточный, вяз, груша, дзельква, дуб, липа мелколистная, ольха черная, орех грецкий, осина, пихты белокорая, кавказская и маньчжурская, рябина, тополь черный, ясень;
● сильноусыхающие – акация белая, березы бородавчатая и пушистая, бук восточный, граб, железное дерево, кизил, саксаул, лиственницы сибирская и даурская, клен остролистный, яблоня лесная.
Высыхание деревянного элемента и развитие деформаций усушки происходят неравномерно от поверхности к центру. Этот факт, а также разница величин радиальной и тангенциальной усушки приводят к возникновению значительных остаточных напряжений растяжения в наружных и сжатия во внутренних частях элемента поперек волокон и в результате к короблению и растрескиванию древесины.
Коробление древесины – результат неравномерной усушки, вызывающий внутренние напряжения и трещины. Усушка досок в наружных слоях больше, чем во внутренних, что вызывает коробление. Доски из сердцевинной части ствола менее подвержены короблению.
Коробление бывает продольным и поперечным. Поперечное выражается в изменении формы сечения доски. Поперечное коробление проявляется в форме превращения квадратного сечения бруса в прямоугольное или ромбическое. Прямоугольное сечение доски – превращение квадратного сечения бруса в желобчатое, изогнутое в сторону наружных годовых колец.
Сердцевинная доска уменьшает свои размеры к кромкам: чем ближе доска расположена к сердцевине, тем больше ее коробление.
Продольное коробление проявляется в форме выгиба досок по длине, а наличие наклона волокон по длине приводит к тому, что доска принимает винтообразную форму (крыловатость). Правильная укладка, сушка и хранение пиломатериалов предупреждают появление коробления.
Для предупреждения коробления влажность в момент изготовления изделий должна соответствовать эксплуатационной влажности. При этом соблюдают конструктивные требования: столярные плиты склеивают из узких реек, уложенных с различно или взаимно перпендикулярно направленными волокнами древесины. Рейки не только склеивают, но и закрепляют рамой или наконечниками.
Растрескивание древесины происходит в случае, когда внутренние напряжения превосходят малый предел прочности на растяжение поперек волокон и появляются наружные и внутренние трещины радиального направления.
Для сравнения показателей прочности и жесткости древесины независимо от ее влажности установлено значение стандартной влажности, равное 12 %.
Разбухание древесины– это увеличение линейных размеров и объема (явление, обратное усушке) при насыщенности древесины водой до границы гигроскопичности. Разбухание, как и усушка, неодинаково в различных направлениях. Как правило, разбухание – отрицательное свойство. Иногда оно играет положительную роль: обеспечивает плотность соединений в бочках, лодках, деревянных трубах и судах.
Из-за усушки и разбухания деревянные конструкции деформируются и могут стать полностью непригодными для использовании, именно по этой причине их и изготовляют из стандартно сухой древесины.
Напряжения древесины, возникающие без участия внешних сил, называют внутренними. Первая причина образования напряжений при сушке древесины – неравномерность распределения влаги. Если растягивающие напряжения достигнут предела прочности древесины на растяжение поперек волокон, могут возникнуть трещины.
Причем в начале процесса сушки они возникают на поверхности сортимента, а в конце – внутри (свищи). Внутренние напряжения иногда сохраняются в высушенном материале и служат причиной изменения размеров и формы деталей при механической обработке древесины.
Плотность древесины– это отношение ее массы к объему, измеряемое в г/см3 или кг/м3. Различают относительную и абсолютную плотность древесины, определяемую в лабораторных условиях.
По объемной массе древесину делят на следующие группы:
● очень легкая (0,45 г/см3);
● легкая (0,45–0,60 г/см3);
● среднетяжелая (0,61–0,75 г/см3);
● тяжелая (0,76–0,90 г/см3);
● очень тяжелая (более 0,90 г/см3).
Древесину высокой плотности (самшит, граб, бук, клен, груша и многие другие) особенно ценят на производстве за прочность и хорошую обрабатываемость.
Древесина лиственных кольцесосудистых пород имеет неодинаковую плотность: ранняя часть годичного слоя у нее пористая, поздняя – более плотная. Такая древесина труднее поддается лакированию, но хорошо гнется.
Древесина хвойных пород имеет малую плотность, тогда как рассеянно-сосудистых лиственных пород – значительную абсолютную и высокую относительную плотность, поэтому она хорошо лакируется и полируется.
Древесина малой абсолютной и высокой относительной плотности хорошо обрабатывается.
Звукопроводность– свойство материала проводить звук. Она характеризуется скоростью распространения звука в материале. Качество древесины определяется звукопроводностью. Хорошее распространение звука после удара по комлевой части растущего или срубленного ствола свидетельствует о высоком качестве древесины.
Электропроводность древесины характеризуется ее сопротивлением прохождению электрического тока. Она зависит от породы, температуры, направления волокон и влажности древесины. Электропроводность сухой древесины незначительна, что позволяет применять ее в качестве изоляционного материала (розетки под штепсели и выключатели).
Теплопроводность– способность толщи древесины проводить тепло от одной поверхности к противоположной. Для древесины характерен низкий коэффициент теплопроводности, зависящий от породы, плотности, влажности и направления разреза. Сухая древесина – плохой проводник тепла.
Коррозионная стойкость древесины – это ее способность сопротивляться действию агрессивной среды. Древесина не подвержена воздействию слабых растворов щелочей, солей, различных органических и минеральных кислот. Хвойные породы более стойки к коррозии, чем лиственные.
Механические свойства древесины
Прочность – способность древесины сопротивляться разрушению вследствие механических усилий, характеризующаяся пределом прочности. Основные виды действий механических сил – растяжение, сжатие, статический изгиб, сдвиг, скалывание. Кроме того, могут определяться условный предел прочности при местном смятии и при перерезании поперек волокон. Древесина может уплотняться иногда до 1/3–1/4 начальной высоты образца без видимого разрушения.
Удельная прочность древесины при растяжении вдоль волокон примерно такая же, как у высокопрочной стали и стеклопластика. Следовательно, древесина по своей удельной прочности конкурирует с современными конструкционными материалами. Однако использовать высокую прочность древесины не так легко, поскольку сучки, трещины и другие дефекты сильно снижают ее механические свойства. В этом отношении большие возможности открывает применение древесины в клееных деревянных конструкциях.
Хрупкость – свойство древесины внезапно разрушаться под воздействием нагрузки. Хрупкой древесины не существует, это объясняется ее волокнистым строением.
Твердость древесины – это способность сопротивляться внедрению инородного тела. Увеличение объемной массы древесины повышает ее твердость и увеличивает трудоемкость обработки.
С увеличением влажности твердость древесины уменьшается. По твердости древесину подразделяют на твердую и мягкую. Твердые породы – граб, бук, дуб, клен, ясень, вяз, груша, орешник, ильм, лиственница и др., а наиболее твердые – самшит и акация; мягкие – липа, ель, сосна, ольха и др.
Способность древесины удерживать металлические крепления – важное ее свойство. При вбивании гвоздя в древесину волокна частично перерезаются или раздвигаются и таким образом оказывают на боковую поверхность гвоздя давление, которое называют трением, удерживающим гвоздь в древесине. Сопротивление древесины выдергиванию шурупов примерно в два раза больше, чем гвоздей. Способность древесины изгибаться позволяет гнуть ее. Лучше гнутся лиственные кольцесосудистые породы (дуб, ясень и др.) и рассеянно-сосудистые (береза). У хвойных пород способность гнуться невысокая. У влажной древесины эта способность выше, чем у сухой.
