Физические свойства древесины

Содержание

Слайд 2

Физические свойства – это свойства древесины, проявляющиеся при взаимодействии с внешней

Физические свойства – это свойства древесины, проявляющиеся при взаимодействии с

внешней средой, но не приводящие к изменению ее химического состава и нарушению целостности.
Слайд 3

1 Внешний вид древесины

1 Внешний вид древесины

Слайд 4

1.1 Цвет Это отраженный от поверхности световой поток. Древесина, произрастающая в

1.1 Цвет

Это отраженный от поверхности световой поток.
Древесина, произрастающая

в северных широтах, характеризуется светлыми и бледными цветами, более яркой окраской обладает древесина южных и тропических широт.
Слайд 5

Цвет древесины изменяется со временем: происходит его потемнение из-за окисления веществ,

Цвет древесины изменяется со временем: происходит его потемнение из-за окисления

веществ, образующих клеточные стенки древесины, под воздействием кислорода и ультрафиолетового излучения.
Слайд 6

Для придания желаемого оттенка древесину подвергают покрытию защитно-декоративными составами (красители, протравы,

Для придания желаемого оттенка древесину подвергают покрытию защитно-декоративными составами (красители,

протравы, морилки), а также могут подвергать гидротермической обработке (воздействию температуры и влажного воздуха).
Слайд 7

1.2 Блеск Это способность направлено отражать световые лучи. Древесина характеризуется матовым

1.2 Блеск

Это способность направлено отражать световые лучи.
Древесина характеризуется

матовым блеском, в связи с тем, что поверхность древесины образована перерезанными клетками.
Чем больше размер клетки, тем меньше блеск, поэтому хвойные и рассеяннососудистые породы имеют больший блеск, чем кольцесосудистые.
Слайд 8

Для увеличения блеска древесины производят шлифование и полирование ее поверхности, а

Для увеличения блеска древесины производят шлифование и полирование ее поверхности,

а также покрывают лаками, которые образуют светоотражательную пленку.
Слайд 9

1.3 Текстура Это видимый рисунок на поверхности древесины, образующийся на поверхности

1.3 Текстура

Это видимый рисунок на поверхности древесины, образующийся на поверхности

за счет перерезания анатомических элементов, а также засчет контрастности ранней и поздней зон годичного слоя, и наличия или отсутствия сердцевинных лучей или сосудов у лиственных пород.
Слайд 10

Наиболее декоративным является тангенциальный разрез. Породы с большими сердцевинными лучами имеют

Наиболее декоративным является тангенциальный разрез. Породы с большими сердцевинными лучами

имеют более красивую текстуру на радиальном разрезе.
Слайд 11

1.4 Равнослойность Это показатель, характеризующий ширину годичных слоев на разных участках

1.4 Равнослойность

Это показатель, характеризующий ширину годичных слоев на разных участках

древесины.
Чем меньше разница в ширине, тем выше равнослойность этой древесины.
Слайд 12

1.5 Равноплотность Это показатель, характеризующий различие плотности на разных участках древесины.

1.5 Равноплотность

Это показатель, характеризующий различие плотности на разных участках древесины.


Наиболее высокие значения равноплотности характерны для лиственных рассеяннососудистых пород.
Слайд 13

2 Влажность древесины

2 Влажность древесины

Слайд 14

Влажность W – показатель, характеризующий количественное содержание влаги в древесине. Различают

Влажность W – показатель, характеризующий количественное содержание влаги в древесине.


Различают три вида влаги, содержащейся в древесине:
– свободная,
– связанная,
– химически связанная.
Слайд 15

Свободная влага содержится в полостях клеток и в межклеточных пространствах (при

Свободная влага содержится в полостях клеток и в межклеточных пространствах

(при влажности более 30 %). Она не оказывает влияния на прочность и изменение размеров древесины.
Слайд 16

Связанная влага заполняет пространства между микрофибриллами в клеточных стенках. Максимальное содержание

Связанная влага заполняет пространства между микрофибриллами в клеточных стенках.

Максимальное содержание связанной влаги в клеточных стенках называется пределом гигроскопичности Wпг или пределом насыщения Wпн.
Слайд 17

Влажность древесины, соответствующая пределу гигроскопичности, мало зависит от породы и принимается

Влажность древесины, соответствующая пределу гигроскопичности, мало зависит от породы и

принимается равной 30 %.
Изменение содержания связанной влаги ведет к изменению практически всех свойств древесины.
Слайд 18

Химически связанная влага входит в состав лигноцеллюлозного комплекса и выделяется только при химической переработке древесины.

Химически связанная влага входит в состав лигноцеллюлозного комплекса и выделяется

только при химической переработке древесины.
Слайд 19

В зависимости от степени влажности различают древесину: – мокрую, длительное время

В зависимости от степени влажности различают древесину:
– мокрую,

длительное время пробывшую в воде (W > 100%);
– свежесрубленную (W = 50-100%);
– воздушно-сухую (W = 12-22%);
– комнатно-сухую (W = 8-12%);
– абсолютно сухую (W = 0 %).
Слайд 20

Влажность, к которой стремится древесина, находясь в воздухе определенного состояния, называется

Влажность, к которой стремится древесина, находясь в воздухе определенного состояния,

называется равновесной влажностью.
Каждому сочетанию температуры и влажности воздуха соответствует своя равновесная влажность древесины.
Слайд 21

При длительной выдержке древесины в воде, когда вода заполняет практически все

При длительной выдержке древесины в воде, когда вода заполняет практически

все пустоты в древесине, она будет иметь максимальную влажность.
Слайд 22

Влажность древесины может быть измерена прямым и косвенным методами.

Влажность древесины может быть измерена прямым и косвенным методами.

Слайд 23

Прямой метод (сушильно-весовой) основан на удалении влаги из древесины путем ее

Прямой метод (сушильно-весовой) основан на удалении влаги из древесины путем

ее высушивания.
Метод длительный (6-10 часов), но дает высокую точность до 0,1%.
Слайд 24

При использовании прямого метода влажность древесины определяется по формуле W =

При использовании прямого метода влажность древесины определяется по формуле  
W

= 100· (mw – m0)/ m0 ,
где mw – масса образца до высушивания, г;
m0 – масса образца после высушивания, г.
Слайд 25

Косвенные методы основаны на измерении показателей других физических свойств, которые зависят

Косвенные методы основаны на измерении показателей других физических свойств, которые

зависят от влажности.
Наибольшее распространение получил метод, при котором определяется изменение электропроводности древесины. Для этого используется прибор, называемый электровлагомер.
Слайд 26

Его недостатками является небольшой диапазон точных измерений (7 – 30 %

Его недостатками является небольшой диапазон точных измерений (7 – 30

% влажности) и локальность измерений в местах контактов.
Слайд 27

3 Усушка и разбухание древесины

3 Усушка и разбухание древесины

Слайд 28

Усушка – это процесс уменьшения линейных размеров и объема древесины в

Усушка – это процесс уменьшения линейных размеров и объема древесины

в результате удаления связанной влаги (происходит в диапазоне влажности от 30 % до 0 %).
Слайд 29

Усушка зависит от следующих факторов: – породы древесины;

Усушка зависит от следующих факторов:
– породы древесины;

Слайд 30

– плотности древесины; У пород с большей плотностью величина усушки больше.

– плотности древесины;
У пород с большей плотностью величина усушки

больше.
Слайд 31

– количества удаленной влаги; При испарении максимального количества связанной влаги (от

– количества удаленной влаги;
При испарении максимального количества связанной влаги (от

30% до 0 %) происходит полная усушка, части влаги – частичная.
Слайд 32

– структурного направления. При удалении связанной влаги размеры клетки в радиальном

– структурного направления.
При удалении связанной влаги размеры клетки

в радиальном и тангенциальном направлениях изменяются больше, чем вдоль волокон.
Усушка в тангенциальном направлении в 1,5 – 2,0 раза больше, чем в радиальном направлении.
Слайд 33

В среднем полная линейная усушка в тангенциальном направлении составляет 6 –

В среднем полная линейная усушка в тангенциальном направлении составляет 6

– 10%, в радиальном – 3 – 5%, вдоль волокон – 0,1 – 0,3% и объемная – 12 – 15%.
Слайд 34

Показателем усушки является коэффициент усушки, который показывает величину усушки древесины при

Показателем усушки является коэффициент усушки, который показывает величину усушки древесины

при удалении из неё 1% связанной влаги.
Слайд 35

Разбухание – процесс увеличения линейных размеров и объема при поглощении древесиной

Разбухание – процесс увеличения линейных размеров и объема при поглощении

древесиной связанной влаги (влажность от 0 до 30%).
Слайд 36

Процесс разбухания является обратным процессу усушки и аналогично зависит от следующих

Процесс разбухания является обратным процессу усушки и аналогично зависит от

следующих факторов:
– породы древесины;
– плотности древесины;
– количества удаленной влаги;
– структурного направления.
Слайд 37

Разбухание обусловлено влагопоглощением и водопоглощением древесины.

Разбухание обусловлено влагопоглощением и водопоглощением древесины.

Слайд 38

Влагопоглощение – способность древесины поглощать влагу из окружающей среды.

Влагопоглощение – способность древесины поглощать влагу из окружающей среды.

Слайд 39

Водопоглощение – способность древесины поглощать воду при контакте с жидкостью.

Водопоглощение – способность древесины поглощать воду при контакте с жидкостью.

Слайд 40

Для уменьшения этих свойств древесины используют обработку материала гидроизолирующими или гидрофобизирующими составами.

Для уменьшения этих свойств древесины используют обработку материала гидроизолирующими или

гидрофобизирующими составами.
Слайд 41

4 Растрескивание и коробление древесины

4 Растрескивание и коробление древесины

Слайд 42

В процессе высыхания древесины (т. е. удаления из нее влаги) в

В процессе высыхания древесины (т. е. удаления из нее влаги)

в ней обязательно возникают внутренние напряжения.
Эти напряжения появляются вследствие неравномерного распределения влажности по сечению материала.
Слайд 43

Наружные слои испытывают усушку и в них появляется растягивающее напряжение, внутренние

Наружные слои испытывают усушку и в них появляется растягивающее напряжение,

внутренние слои подвергаются напряжению сжатия.
Чем больше перепад влажности по сечению, тем больше внутреннее напряжение.
Слайд 44

При больших внутренних напряжениях возможно растрескивание материалов, а также их коробление, т.е. изменение его начальных форм.

При больших внутренних напряжениях возможно растрескивание материалов, а также их

коробление, т.е. изменение его начальных форм.
Слайд 45

Виды коробления: – поперечное; – продольное бывает 3-х типов: по пласти доски; по кромке; крыловатость.

Виды коробления:
– поперечное;
– продольное бывает 3-х типов:
по

пласти доски;
по кромке;
крыловатость.
Слайд 46

1 2 3 4 1 – поперечное, 2 – продольное по

1

2

3

4

1 – поперечное, 2 – продольное по пласти,
3

– продольное по кромке, 4 – крыловатость
Рисунок 1 – Виды коробления
Слайд 47

Для предупреждения растрескивания и коробления древесины необходимо соблюдать режимы сушки и правильно укладывать пиломатериалы в штабеля.

Для предупреждения растрескивания и коробления древесины необходимо соблюдать режимы сушки

и правильно укладывать пиломатериалы в штабеля.
Слайд 48

5 Плотность древесины

5 Плотность древесины

Слайд 49

Это масса единицы объема. Обозначается р, размерность кг/м3 или г/см3.

Это масса единицы объема. Обозначается р, размерность кг/м3 или г/см3.

Слайд 50

Химический состав органических веществ, образующих клеточные стенки древесины разных пород, одинаков,

Химический состав органических веществ, образующих клеточные стенки древесины разных пород,

одинаков, поэтому плотность древесинного вещества (или плотность клеточных стенок) у всех пород равняется 1530 кг/м3.
Слайд 51

Древесина материал пористый, поэтому плотность древесины меньше плотности древесинного вещества.

Древесина материал пористый, поэтому плотность древесины меньше плотности древесинного вещества.

Слайд 52

По плотности древесины при стандартной 12% влажности породы делят на три

По плотности древесины при стандартной 12% влажности породы делят на

три группы:
– малой плотности (до 540 кг/м3);
– средней (550-740 кг/м3);
– высокой (750 кг/м3 и более).
Слайд 53

Плотность зависит

Плотность зависит

Слайд 54

– от влажности; С увеличением влажности древесины от 0 до 30%

– от влажности;
С увеличением влажности древесины от 0 до

30% (связанная влага) плотность повышается незначительно. При повышении влажности выше 30% плотность увеличивается более значительно.
Слайд 55

– от содержания поздней зоны в годичном слое (для хвойных и

– от содержания поздней зоны в годичном слое (для хвойных

и кольцесосудистых пород).
Так как плотность поздней древесины в 2,5 раза больше чем ранней, следовательно, чем её больше, тем выше плотность древесины.
Слайд 56

Плотность древесины может оцениваться несколькими показателями: – плотностью в абсолютно сухом

Плотность древесины может оцениваться несколькими показателями:
– плотностью в абсолютно

сухом состоянии (p0),
– плотностью во влажном (pw),
– плотностью при стандартной (нормированной) влажности (p12),
– базисной плотностью (pбаз).
Слайд 57

6 Показатели макроструктуры древесины

6 Показатели макроструктуры древесины

Слайд 58

Основными показателями макроструктуры древесины являются ширина годичных слоев и содержание поздней

Основными показателями макроструктуры древесины являются ширина годичных слоев и содержание

поздней древесины в годичном слое.
Эти показатели зависят от условий произрастания, ухода за древостоями и почвой.
Они напрямую связаны с качеством древесины.
Слайд 59

Ширина годичных слоев – число годичных слоев в 1 см. Этот

Ширина годичных слоев – число годичных слоев в 1 см.


Этот показатель влияет на физико-механические свойства древесины.
Слайд 60

Содержание поздней древесины в годичном слое – это показатель, который выражается

Содержание поздней древесины в годичном слое – это показатель, который

выражается в процентном отношении суммы ширин поздних зон древесины к их общей протяженности в радиальном направлении на участке измерения с целым числом годичных слоев.
Слайд 61

С увеличением содержания поздней древесины повышается плотность и, следовательно, все прочностные и технологические характеристики.

С увеличением содержания поздней древесины повышается плотность и, следовательно, все

прочностные и технологические характеристики.
Слайд 62

7 Проницаемость древесины

7 Проницаемость древесины

Слайд 63

Характеризует способность древесины проводить жидкости или газы под давлением.

Характеризует способность древесины проводить жидкости или газы под давлением.

Слайд 64

Проницаемость древесины для жидкости и газа используется в качестве критерия её способности к пропитке различными веществами.

Проницаемость древесины для жидкости и газа используется в качестве критерия

её способности к пропитке различными веществами.
Слайд 65

Величина проницаемости древесины зависит от следующих факторов:

Величина проницаемости древесины зависит от следующих факторов:

Слайд 66

– породы; Проницаемость у разных пород не одинакова.

– породы;
Проницаемость у разных пород не одинакова.

Слайд 67

– место положения в стволе; У ядровых пород проницаемость заболони на несколько порядков выше, чем ядра.

– место положения в стволе;
У ядровых пород проницаемость заболони

на несколько порядков выше, чем ядра.
Слайд 68

– влажности древесины; С увеличением влажности проницаемость снижается.

– влажности древесины;
С увеличением влажности проницаемость снижается.

Слайд 69

– количественного и качественного состава экстрактивных веществ; При их удалении проницаемость резко возрастает.

– количественного и качественного состава экстрактивных веществ;
При их

удалении проницаемость резко возрастает.
Слайд 70

– температуры; При увеличении температуры проницаемость увеличивается, за счет снижения вязкости экстрактивных веществ.

– температуры;
При увеличении температуры проницаемость увеличивается, за счет снижения

вязкости экстрактивных веществ.
Слайд 71

– направления относительно волокон древесины. Вдоль волокон проницаемость на несколько порядков

– направления относительно волокон древесины.
Вдоль волокон проницаемость на несколько

порядков выше, чем поперек, в радиальном направлении несколько больше, чем в тангенциальном.
Слайд 72

Показателем проницаемости является коэффициент проницаемости, который показывает какое количество газа пройдет

Показателем проницаемости является коэффициент проницаемости, который показывает какое количество газа

пройдет через образец древесины площадью 1м2, толщиной в 1м, под давлением 1МПа, в течение 1 секунды.
Слайд 73

8 Тепловые свойства древесины

8 Тепловые свойства древесины

Слайд 74

8.1 Теплопроводность Это способность проводить тепло через сечение материала при разнице температур.

8.1 Теплопроводность

Это способность проводить тепло через сечение материала при разнице

температур.
Слайд 75

Теплопроводность зависит

Теплопроводность зависит

Слайд 76

– от направления относительно волокон; Вдоль волокон проводимость в несколько раз выше, чем поперек.

– от направления относительно волокон;
Вдоль волокон проводимость в несколько

раз выше, чем поперек.
Слайд 77

– от влажности древесины; Влажная лучше проводит тепло, чем сухая.

– от влажности древесины;
Влажная лучше проводит тепло, чем сухая.

Слайд 78

– от плотности. более плотная лучше проводит тепло.

– от плотности.
более плотная лучше проводит тепло.

Слайд 79

В целом теплопроводность древесины не высокая, в 5 – 10 раз

В целом теплопроводность древесины не высокая, в 5 – 10

раз меньше, чем у кирпича или бетона.
Слайд 80

8.2 Температуропроводность Это способность древесины выравнивать температуру по сечению.

8.2 Температуропроводность

Это способность древесины выравнивать температуру по сечению.

Слайд 81

8.3 Теплоемкость Характеризует способность древесины аккумулировать тепло. Удельная теплоемкость для всех

8.3 Теплоемкость

Характеризует способность древесины аккумулировать тепло.
Удельная теплоемкость для всех

пород одинакова и для абсолютно сухой древесины составляет 1,55 кДж/(кг 0С).
С увеличением влажности теплоемкость увеличивается.
Слайд 82

8.4 Тепловое расширение Это способность увеличивать размеры при нагревании. Тепловое расширение

8.4 Тепловое расширение

Это способность увеличивать размеры при нагревании.

Тепловое расширение древесины не значительно, во много раз меньше деформаций от усушки или разбухания (на практике не учитывается).
Слайд 83

Показатели тепловых свойств применяется в расчетах процессов сушки, нагревания, оттаивания, потерь тепла через ограждения из древесины.

Показатели тепловых свойств применяется в расчетах процессов сушки, нагревания, оттаивания,

потерь тепла через ограждения из древесины.
Слайд 84

9 Электрические свойства древесины

9 Электрические свойства древесины

Слайд 85

Электрические свойства сильно зависят от влаги.

Электрические свойства сильно зависят от влаги.

Слайд 86

9.1 Электропроводность Находится в обратной зависимости от электрического сопротивления. Применяется для

9.1 Электропроводность

Находится в обратной зависимости от электрического сопротивления.
Применяется для

определения влажности древесины с помощью электровлагомеров.
Слайд 87

Сухая древесина не проводит электрический ток, является изолятором, а при влажности 30% становится проводником.

Сухая древесина не проводит электрический ток, является изолятором, а при

влажности 30% становится проводником.
Слайд 88

9.2 Сопротивление электрическому пробою (электрическая прочность) Это максимальное напряжение, которое выдерживает

9.2 Сопротивление электрическому пробою (электрическая прочность)

Это максимальное напряжение, которое выдерживает

материал до наступления электропроводности.
Электрическая прочность древесины с увеличением влажности снижается.
Слайд 89

Электрическая прочность древесины по сравнению с другими изоляционными материалами невелика, для

Электрическая прочность древесины по сравнению с другими изоляционными материалами невелика,

для ее повышения древесину пропитывают парафином, олифой и др.
Слайд 90

10 Звуковые свойства

10 Звуковые свойства

Слайд 91

В древесине звук распространяется быстро, со скоростью около 5000 м/с.

В древесине звук распространяется быстро, со скоростью около 5000 м/с.