Плотность древесины – это одна из основных характеристик кубометра материала, которую принимают во внимание при расчете конструкций, выборе сырья для производства различных изделий. Под понятием подразумевают отношение массы материала к измеряемому объему.
У разных пород деревьев примерно одинаковый состав, поэтому в сухом виде абсолютный удельный вес для всех будет условно одинаковым. Его среднее значение – 1,54 (безразмерная величина). Но в таблице плотности древесины для разных пород приведены свои числа. Дело в том, что в совершенно сухом состоянии измерить абсолютный параметр практически невозможно. Для этого необходимо полностью избавиться от влаги в исследуемом образце, устранить воздушные пустоты. На практике, как оказалось, параметр зафиксировать сложно, да и для расчетов он непригоден.
Для определения плотности пиломатериала более подходит расчет его удельного веса .
На него влияют:
Удельный вес древесины имеет вид среднего значения расчетов плотности в разных ее состояниях. В источниках этот показатель может незначительно отличаться. Разница обусловлена изменением уровня влаги внутри ствола. Чтобы не возникало путаницы, мы представляем таблицу со средними значениями удельного веса при каждом отдельном уровне влажности разных пород древесины в порядке возрастания показателей.
Таблица плотности дерева различной влажности (кг/м 3)
Обычно табличное значение плотности бруса и других пиломатериалов измеряется при влажности 12%. В зависимости от полученной величины, породы деревьев делят на 3 группы:
Разумеется, это неполный список пород. По указанным значениям плотности древесины в таблице можно определить принадлежность вида к группе.
В любом пиломатериале есть вода. Её количество в основном и определяет плотность бруса и другого сырья: чем больше влаги в изделии, тем выше показатель веса в измеряемом объеме.
Удельный вес древесины в таблице приведен в средних значениях, поскольку количество влаги в одном объеме постоянно меняется – это относительная величина.
Изменения происходят из-за:
Таким образом, совершенно сухой доска практически не бывает. Влажность древесины всегда выше 0% . Определить этот показатель можно с помощью специального прибора – влагомера.
Средний удельный вес является основной характеристикой сырья при проведении расчетов, поскольку величина заключает в себе усредненную оценку испытаний пиломатериала в разных состояниях водонасыщения.
По законам физики, расчетная плотность напрямую связана с прочностью материала: чем выше удельная масса объема изделия, тем большую нагрузку он сможет выдержать. Это правило распространяется и на древесину.
Рассмотрим на примере:
Этот показатель важен для выбора дерева при заготовке дров. Зависимость прямая: чем выше показатель плотности, тем больше в чурках топлива, тем дольше они будут гореть. Древесные породы с высоким значением отношения массы к объему называются твердым топливом. Они долго горят, дают хороший жар, но из-за плотной структуры трудно колются. Преимущество дров и топлива из легких пород деревьев – их податливость в распиле и рубке, но они имеют сравнительно небольшой запас энергии. Гореть поленья будут значительно меньшее количество времени.
При строительных работах, связанных с использованием пиломатериалов из деревьев хвойного типа, очень важны правильные подсчеты удельного веса сосновой древесины. В отличие от других разнообразных строительных материалов, у данной разновидностей нет единого удельного веса, что несколько усложняет процесс выбора. Дело в том, что древесина сосны, как и любая древесина, является природным материалом пористого типа. Соответственно, в зависимости от сорта сосны и от процентного соотношения влажности и изменяется удельный вес сосны.
Как было выше сказано, основным параметров влияющим на объемный вес сосны, является влажность. Так, например, самый высокий показатель удельного веса у еще нетронутой, растущей сосны. Связанно это с тем, что дереву необходима большая влажность для роста. При этом влажность является одновременно полезным веществом и перевозчиком других, не менее полезных, витаминов и минералов. Количество влаги всецело зависит от сорта сосны, сезона заготовки и местности. Показатели влажности «живой» сосны могут варьироваться от 29% до 81%. Самый низкий показатель, соответственно у высушенной сосны, так как влажность в этом состоянии стремится к нулю.
Очень сложно определить процентное соотношение влаги подручными средствами. А это очень важный показатель для определения такого параметра, как удельный вес кубометра сосны. Обычно, данные процедуры проходят в специальных технологичных лабораториях.
Легче всего, при покупке материала, уточнить в составе влажность от производителя. После чего, с помощью представленной таблицы, узнать вес куба сосны при флажность от 5% до 90% и плотность материала:
Процент влажности сосны | Удельный вес (кг /м3) | Плотность (г /см3) |
Стандартная, от 10 до 12 % | 500 - 505 | 0,5 - 0,505 |
1 - 5 % | 480 | 0,48 |
12 % | 505 | 0,505 |
15 % | 510 | 0,51 |
20 % | 520 | 0,52 |
25 % | 540 | 0,54 |
30 % | 550 | 0,55 |
40 % | 590 | 0,59 |
50 % | 640 | 0,64 |
60 % | 680 | 0,68 |
70 % | 720 | 0,72 |
78 - 90 % | 750 - 820 | 0,75 - 0,82 |
80 % | 760 | 0,76 |
100 % | 850 | 0,85 |
Среди хвойных строительных материалов ценятся влажная, вяленая, сухая и сырая сосны. Однако эти термины не дают определенное точное значение влажности, поэтому знать четкие цифры крайне важно. Так, например, требования к использованию валеной сосны не предусмотрено законодательными актами. Но, при выполнении определенных работ, ГОСТ устанавливает нормы влажности, например:
Наглядно можно заметить, что обрезанная доска в поперечном сечении имеет форму правильного прямоугольника. Данный факт отличает ее от необрезанной доски. Благодаря столь важной особенности, ее можно ровно укладывать в штабеля, правильно упаковывать и определить объем упакованных материалов. Если необходимо будет определить, сколько весит куб доски, достаточно будет перемножить плотность и объем. Следует отметить, что плотность является величиной справочной, которая зависит как от породы древесины, так и от ее влажности.
Влажность оказывает непосредственное влияние на вес пиломатериалов и прочих изделий из дерева. Как известно, она измеряется процентным отношением массы воды в древесине к массе сухой древесины. Следует заметить, что влажность зависит еще и от условий сушки, ее продолжительности и подразделяется на следующие степени:
Следует заметить, что показатель веса древесины не всегда одинаковый. Поэтому то, сколько весит куб доски, зависит, в первую очередь, от такого параметра, как влажность дерева. Если в качестве примера взять дуб и березу, то можно заметить, что кубический метр дуба имеет вес в 700 кг, а березы - около 600 кг. Однако может быть и наоборот, то есть значение березы будет больше, нежели дуба. Подобные показатели имеют место, потому что в данном случае немаловажное значение занимает влажность древесины. Исходя из категорий влажности, можно сказать, несмотря на одинаковую влажность, каждая порода древесины имеет свой вес.
Плотность является еще одним немаловажным фактором, влияющим на вес древесины. Как правило, наиболее высокой плотностью обладает железное и черное дерево, показатели которых варьируются от 1100 кг/м3 до 1350 кг/м3. Более близкие цифры могут представить самшит и мореный дуб - от 950 кг/м3 до 1100 кг/м3. Прежде чем рассчитать, сколько весит куб доски дуба, бука, груши или граба, следует учитывать их плотность, которая составляет приблизительно 700 кг/м3. Наименьшей плотностью отличается сосна и бамбук - 500 кг/м3, ну, а самый мизерный показатель имеет пробковое дерево - 140 кг/м3.
Знать, сколько весит куб доски естественной влажности, порой бывает очень необходимо. Ведь, приобретая строительный материал, простому человеку зрительно определить необходимое количество довольно проблематично. Если же обладать знаниями в данной области, к примеру, соответствующий материал и показатель влажности, то рассчитать вес приобретенного товара будет не такой уж и сложной задачей.
В случае, если не получается определить, сколько весит куб доски, рекомендуется обратиться за помощью к продавцу, который поможет правильно рассчитать нужное количество.
Существует еще один показатель, который позволит с легкостью определить, например, сколько весит куб сухой доски сосны. Таким параметром является теплоотдача. Показатель имеет немаловажное значение для тех людей, которые используют древесину в качестве отопительного материала. Следует отметить, что теплопроводность напрямую зависит от плотности древесной породы. И чем выше твердость, тем выше и теплопроводность.
Безусловно, использовать самшит в качестве отопительного материала никто не будет. Однако при выборе между сосной или березой, представится возможность получить намного больше тепла, если знать, какая из пород является наиболее твердой. Согласно справочным таблицам, можно узнать информацию о плотности каждого дерева.
Итак, начиная строительство дома, приходится сталкиваться с нюансами, которые на первый взгляд кажутся незначительными. Однако не все так просто. Существуют определенные показатели, которые необходимы учитывать при выборе древесины, чтобы не ошибиться с выбором и получить желаемый результат от задуманного дела.
Различают удельный вес древесины (твердой древесной массы без пустот) и удельный вес древесины как физического тела. Удельный вес древесинного вещества выше единицы и мало зависит от породы дерева; в среднем его принимают равным 1,54. Удельный вес древесинного вещества имеет значение при определении пористости древесины. Условный объемный вес имеет перед объемным весом то преимущество, что он не зависит от величины усушки и не требует пересчета на 15% влажности. Это позволяет значительно упростить расчеты и обеспечивает более единообразные результаты при определении γусл нескольких образцов.
Значения плотности разных пород древесины отличаются весьма существенно. По при стандартной влажности породы принято делить на три группы:
– породы с малой плотностью (540 кг/м3 и менее): из хвойных - сосна, ель (все виды), пихта (все виды), кедр (все виды), можжевельник обыкновенный; из лиственных - тополь (все виды), липа (все виды), ива (все виды), ольха черная и белая, каштан посевной, орех белый, серый и маньчжурский, бархат амурский;
– породы средней плотности (540-740 кг/м3): из хвойных - лиственница (все виды), тис; из лиственных - повислая, пушистая, черная и желтая; бук восточный и европейский, вяз, груша, дуб летний, восточный, болотный, монгольский; ильм, карагач, клен (все виды), лещина, орех грецкий, платан, рябина, хурма, яблоня, обыкновенный и маньчжурский;
– породы высокой плотности (750 кг/м3 и выше): акация белая и песчаная, железная, гледичия каспийская, гикори белый, граб, дуб каштанолистный и араксинский, железное дерево, самшит, фисташка, хмелеграб.
Среди иноземных пород имеются такие, древесина которых имеет как очень малую плотность (бальса - 120 кг/ м3), так и очень высокую (бакаут - 1300 кг/м3).
В таблицах Государственной системы стандартных справочных данных (ГСССД), издаваемых Госстандартом России («Древесина. Показатели физико-механических свойств малых образцов без пороков»), приводятся более подробные сведения о плотности древесины с указанием вида древесной породы и района ее произрастания.
Плотность коры исследована гораздо меньше, чем древесины. Имеющиеся данные отличаются большой пестротой.
Сравнение этих данных со средней плотностью древесины при стандартной влажности показывает, что плотность коры сосны на 30-35% больше, чем древесины, ели – на 60-65%, а березы - на 15-20%.
На плотность древесины также сильно влияет содержащаяся в ней вода. Во-первых, она увеличиваетмассу образца, а во-вторых, набухание клеточных стенок в воде вызывает изменение объема образца. Поэтому плотность древесины определяют либо при отсутствии воды, либо при ее определенной массовой доле в древесине. Полностью высушенные образцы активно поглощают пары воды из окружающего воздуха и в ряде случаев более удобно обращаться с образцами древесины, содержащими известное количество воды и находящимися в относительном равновесии с окружающей атмосферой. В технологических расчетах иногда используют базисную плотность древесины, представляющую собой отношение массы абсолютно сухого образца древесины к его объему в максимально набухшем состоянии. Такое состояние характерно для свежесрубленной древесины и древесины, находившейся длительное время в контакте с водой. В этом случае фактически определяют базисную относительную плотность; однако приравнивая 1 г вытесненной воды к объему 1 см3, превращают ее из безразмерной величины в величину, имеющую размерность.
Древесные породы характеризуются определенными значениями плотности древесины, на которые влияют условия произрастания. В зависимости от ботанического вида плотность древесины меняется в широких пределах. Например, для распространенных в России древесных пород плотность абсолютно сухой древесины изменяется от 350 кг/м3 у пихты сибирской до 920 кг/м3 у березы железной.
По плотности древесины при влажности 12% все отечественные породы делят на три группы: с малой плотностью (540 кг/м3 и меньше) - ель, пихта, сосна, сосна кедровая, тополь, ива, липа, ольха; средней плотности (550...740 кг/м3) - лиственница, береза, бук, дуб, вяз, клен, ясень; высокой плотности (750 кг/м3 и более) - акация, граб, отдельные виды березы, дуба, ясеня. Необходимо отметить, что древесина хвойных пород, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.
Со тесно связано и такое свойство, как проницаемость жидкостями и газами. Проницаемость древесины характеризует ее способность пропускать жидкость или газы под давлением, что очень важно для процессов переработки древесины. Проницаемость древесины обусловлена существованием в древесине системы сообщающихся через поры полостей клеток и межклетников. Сухая клеточная стенка, как уже отмечалось, имеет низкую пористость, а ее компоненты или входят в кристаллические участки, или находятся в стеклообразном состоянии, что делает клеточную стенку практически непроницаемой для неполярных сред. В полярных жидкостях клеточные стенки сильно набухают и пористость их увеличивается. Для технологических целей наиболее важны водопроницаемость и газопроницаемость. Поскольку между этими характеристиками имеется хорошая корреляция, а испытания древесины на газопроницаемость требуют значительно меньше времени, то на практике для оценки проницаемости древесины часто определяют ее газопроницаемость.
Проницаемость древесины, оцениваемая массовой или объемной скоростью прохождения потока жидкости или газа через единицу площади поверхности образца древесины, максимальна в аксиальном направлении, т.е. вдоль волокон. У она в несколько раз выше, чем у хвойных, так как совпадает с направлением сосудов. Проницаемость поперек волокон значительно меньше и на нее большое влияние оказывают сердцевинные лучи. Образование спелой и в особенности ядровой древесины снижает проницаемость, а у отдельных пород ядровая древесина становится водонепроницаемой.
В описаниях межкомнатных дверей и пород деревьев, из которых они изготовлены, часто проскальзывает термин «плотность древесины». Описания - это хорошо, но они не дают такого четкого понимания, как цифры - что значит « чуть-чуть плотнее»? Значения в виде цифр дают точную картину, на основании которой вы сами решите, какое дерево наиболее подойдет для изготовления межкомнатных дверей.
Прежде чем перейти к цифрам, определимся, что такое плотность древесины и для чего ее нужно знать.
Плотностью древесины называют отношение ее массы к объему. Проще говоря, чем кубометр дерева весит больше, тем он плотнее. Плотность древесины, называемая , зависит от влажности, поэтому принято оперировать значениями, полученными при влажности 12%.
С первым вопросом разобрались, переходим ко второму. Плотность древесины напрямую влияет на два важных свойства - прочность и гигроскопичность. Плотная древесина обладает более высокой прочностью и в большинстве случаев гигроскопичностью. Последний термин означает, что двери из высокоплотной древесины более зависимы от изменений влажности - всем известно, что древесине свойственно впитывать влагу и расширяться. По этой причине двери из осины, липы или сосны, находящиеся в самом низу таблицы, используют в саунах и банях, где двери из бука просто перестали бы закрываться.
Значения приводятся в граммах на кубический сантиметр (г/cм3) при влажности 12%. Обратим ваше внимание, что в некоторых случаях даны средние значения.
Граб наиболее широко распространен в Европе, Малой Азии и Иране. Древесина блестящая, тяжелая, вязкая. Цвет: беловато-серый. Плотность: 750 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 3,5.
Лайсвуд. Одно из красивейших австралийских деревьев. Цвет светло-коричневый с характерной зернистостью. Плотность: 910-1050 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 5,5. Падук. с яркой положительной энергетикой. Цвет: от светлого желтовато-красного до темного кирпично-красного, испещеренного более темными линиями. Плотность: 850-950 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,2.
Венге.Родина древесины венге тропические джунгли Западной Африки, вплоть до Заира. Структура материала крупная, ровноволокнистая, древесина декоративна и в то же время тяжела и устойчива к давлению и изгибу. Цвет: от золотисто-коричневого до очень темно-коричневого с черными прожилками. Плотность: 850-900 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,1.
Тайгервуд (тигровое дерево). Произрастает в Западной Тропической Африке. Цвет: желтовато-коричневый, иногда отмечаемый темными полосами-"венами". Плотность: 800-900 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,1.
Кокоболо. Высокая стабильность при изменении влажности. Цвет: темный, глубокий красный оттенок с черными, нерегулярными полосами. Яркая, выразительная, красивая текстура. Плотность: 800-980 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,35.
Палисандр. Древесина очень плотная и тяжелая, хорошо полируется, тонет в вводе. Цвет: притягательный светло-коричневый с фиолетово-сиреневым отливом. Плотность: 1000 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 5,5.
Ярра. Наименование одной из более чем 500 разновидностей австралийского эвкалипта. Цвет: все оттенки красного, от красно-розового до темно-красного. С течением времени ярра темнеет и его окраска может приобретать весьма разнообразные оттенки. Плотность: 820-850 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 5,0.
Груша. Древесина плотная, твердая, хорошо обрабатывается, мало трескается. Цвет: от желтовато-белого до буровато-красного. Чтобы повысить твердость, грушевую древесину помещают в воду и выдерживают продолжительное время, после чего долго сушат в природных условиях. После просушивания она приобретает буроватый оттенок. Плотность: 700 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 3,4. Дуб (мореный). Древесина прочная, долговечная, устойчивая к внешним воздействиям. После долгого (от 50 до 300 лет) вымачивания (морения) без доступа кислорода древесина приобретает бархатно-черный цвет. Цвет: черный.
Мореный дуб драгоценный древесный материал. На протяжении тысячелетий затонувшие дубовые стволы, находились на дне водохранилищ, где без доступа воздуха, в процессе морения приобрели прочность, не уступающую камню. Сама природа дарит ему прочность, долговечность и неповторимую цветовую гамму. Плотность: 750 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 3,8. Самшит. Древесина тверда как кость, удельный вес ее больше удельного веса воды, самшит тонет в воде. Поэтому она идет на изготовление деталей, где необходима значительная жесткость. Цвет: светло-желтый, матовый. Плотность: 1350 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: свыше 8,0. Макасар. Вид эбенового дерева распространенного в Юго-Восточной Азии. Цвет: темно-коричневый с черными прожилками. Имеет очень красивую текстуру. Плотность: 1000 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 7,0.
Эбен. В торговле различают много сортов эбенового дерева. Самый редкий и дорогой произрастает только в странах Центральной Африки. Настолько дорог, что оплата за него идет в килограммах. Экспортные поставки африканского эбена ограничены и полностью контролируются правительствами тех стран, где он добывается. Древесина очень плотная и тяжелая, тонет в воде. Цвет: от темно-коричневого до бархатисто-черного с характерными более светлыми (или светло-коричневыми) продольными прожилками. Плотность: 1200 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: свыше 8,0. Ятоба. Еще ее называют бразильская вишня. Древесина тяжелая, прочная, твердая и при этом удивительно эластичная. Она трудно обрабатывается, но шлифуется и полируется почти до зеркального блеска. Цвет: Плотность: 960 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,8. Зебрано. Произрастает в Габоне и Камеруне. Древесина твердая и тяжелая. Поверхность блестящая, текстура несколько крупная. Цвет: светло-золотистый с узкими штрихами от темно-коричневой до почти черной окраски. Плотность: 900 кг/м (куб). Твердость по Бринеллю: 4.5. Кевазинго. Произрастает от экваториальной Африки, от Камеруна и Габона до Конго. Дерево до 35-40 метров высотой, диаметром ствола до 1.5-2 метров. Древесина от красно-коричневого до темно-красного цвета. Имеет красивый рисунок текстуры. Плотная, твердая, стабильная. Плотность: 820-850 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 5,0.
Черный граб. Выращен в горах Кавказа. Сруб дерева произведен зимой когда сокодвижение остановлено. Секрет покраса передаётся из поколения в поколение. Цвет: черный. Плотность: 700 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 3,4. Мербау. Произрастает в Юго-восточной Азии (Малайзии, Индонезии, Филиппины). Основными преимуществами мербау является то, что она содержит в порах маслянистые вещества, является очень твердой, устойчивой к воздействию влаги и мало рассыхается. В процессе эксплуатации мербау темнеет, особенно светлые участки, в результате чего окраска древесины в целом выравнивается. Цвет: коричневый, от светлых до темных тонов, местами с вкраплением желтых прожилок. Плотность: 840 кг/куб.м. Твердость по Бринелю: 4,1. Ясень. Древесина тяжёлая, твёрдая с высокой прочностью. Обладание ударной вязкостью и одной из наиболее ценных в мире пород для изготовления спортивного инвентаря. Плотность: 700 кг/м(куб). Твердость по Бринеллю: 4,0-4,1.
Одним из важнейших факторов при организации перевозки леса является плотность дерева. Она является важным показателем при расчете стоимости перевозки и подбора лесовоза.
Вес дерева бывает удельный и объемный. Удельный вес - масса единицы объема дерева без учета породы, влаги и других факторов - составляет 1540 кг/м 3 . Объемный вес - масса единицы объема дерева с учетом влаги и породы. Исходя из объемного веса, можно определить плотность дерева. Плотность деревьев разных пород различна. Также, весьма изменчива плотность дерева одной породы, в зависимости от географического месторасположения и типа леса.
С увеличением влажности дерева плотность увеличивается. Например, при влажности 15 % – 0,51 т/м 3 , а при влажности 70 % – 0,72 т/м 3 . По степени влажности дерево разделяют: абсолютно сухое (влажность - 0%,только в лабораторных условиях), комнатно-сухое (влажность до 10%), воздушно – сухое (влажность – 15-20%), свежесрубленное (влажность 50-100%), мокрое (свыше 100%, при хранении дерева в воде).
Плотность древесины-отношение массы древесины к обьему Рw=Mw/Vw
Плотность зависит от породы и влажности, обычно определяется по таблице. Все древесные породы подразделяются на 3 группы:
1)Малоплотная P<0,5(г.см3)(сосна,ель, (пихта, кедр, осина, ольха, липа, тополь)
2)Среднеплотная0,5
3)Высоко плотная P>0,7(г.см3)(граб)
Это свойство характеризуется массой единицы объёма материала, и имеет размерность в кг/м3 или г/см3.
а) Плотность древесинного вещества pд.в., г/см, т.е. плотность материала клеточных стенок, равна: pд.в. = mд.в. / vд.в., где mд.в. и vд.в. - соответственно масса, г, и объем, см3, древесинного вещества.
Этот показатель равен для всех пород 1,53 г/см3, поскольку одинаков химический состав клеточных стенок древесины.
б) Плотность абсолютно сухой древесины p0 равна: p0 = m0 / v0, где m0, v0 - соответственно масса и объём древесины при W=0%.
Плотность древесины меньше плотности древесинного вещества, так как она включает пустоты (полости клеток и межклеточные пространства, заполненнве воздухом).
Относительный объём полостей, заполненных воздухом, характеризует пористость древесины П: П = (v0 - vд.в.) / v0 * 100, где v0 и vд.в. - соответственно объём образца и содержащегося в нём древесинного вещества при W=0%. Пористость древесины колеблется в пределах от 40 до 80%.
в) Плотность влажной древесины: pw = mw / vw, где mw и vw - соответственно масса и объём древесины при влажности W. Плотность древесины зависит от её влажности. При влажности W < Wпн плотность изменяется незначительно, а при увеличении влажности выше Wпн наблюдается значительный рост плотности древесины
г) Парциальная влажность древесины p`w характеризует содержание (массу) сухой древесины в единице объёма влажной древесины: p`w = m0 / vw, где m0 - масса абсолютно сухой древесины, г или кг; vw - объем, см3 или м3, древесины при данной влажности W.
д) Базисная плотность древесины выражается отношением массы абсолютно сухого образца m0 к его объёму при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок Vmax: pБ = m0 / vmax. Этот основной показатель плотности, который не зависит от влажности, широко используется для оценки качества сырья в , целлюлозно-бумажной промышленности и в других случаях.
Величина плотности древесины изменяется в очень широких пределах. Среди пород России и ближнего зарубежья древесину с очень малой плотностью имеет пихта сибирская (345), ива белая (415), а наиболее плотную - самшит (1040), ядро фисташка (1100). Диапазон изменения плотности древесины иноземных пород шире: от 100-130 (бальза) до 1300 (бакаут). Значения плотности здесь и ниже даны в килограммах на метр кубический (кг/м3).
По плотности древесины при 12% влажности породы делят на 3 группы: с малой (Р12 < 540), средней (550 < P12 < 740) и высокой (P12 > 740) плотностью древесины.
Объемный вес древесины зависит также от ширины годичного слоя. У лиственных пород объемный вес уменьшается с уменьшением ширины годичных слоев. Чем больше средняя ширина годичного кольца, тем больше объемный вес у одной и той же породы. Эта зависимость весьма заметна у кольцепоровых пород и несколько менее заметна у рассеяннопоровых. У хвойных пород обычно наблюдается обратная зависимость: объемный вес увеличивается с уменьшением ширины годичных колец, хотя встречаются и исключения из этого правила.
Объемный вес древесины уменьшается от основания ствола к вершине. У сосен среднего возраста это падение достигает величины 21% (на высоте 12 м), у старых сосен доходит до 27% (на высоте 18 м).
У понижение объемного веса по высоте ствола достигает 15% (в возрасте 60-70 лет, на высоте 12 м).
Закономерности в изменении объемного веса древесины по диаметру ствола не наблюдается: у некоторых пород объемный вес слегка уменьшается в направлении от центра к периферии, у других слегка увеличивается.
Большая разница наблюдается в объемном весе у ранней и поздней древесины. Так, отношение объемного веса ранней древесины к весу поздней у орегонской сосны равно 1:3, у сосны 1: 2,4, у лиственницы 1: 3. Поэтому у хвойных пород объемный вес при повышении содержания поздней древесины увеличивается.
Пористость древесины. Под пористостью древесины понимают объем пор в процентах от общего объема абсолютно сухой древесины. Пористость зависит от объемного веса древесины: чем больше объемный вес, тем меньше пористость.
Для приближенного определения пористости можно пользоваться следующей формулой:
С = 100 (1-0,65γ 0)%
где С - пористость древесины в %, γ 0 - объемный вес абсолютно сухой древесины.
В таблице указан вес 1 м3 древесины относительно процента влажности.
Для изготовления различных строительных материалов из древесины (вагонка, доска, рейки, брус) применяется материал естественной влажности. Однако согласно требованиям ГОСТ и строительным нормам напольная доска из сырой древесины должна быть высушена перед укладкой. От этого показателя зависит, сколько весит куб доски естественной влажности. Хоть цена материала начисляется за его объем, вес доски естественной влажности важен при транспортировке изделий. Мы расскажем, сколько весит куб доски естественной влажности разной породы.
Перед тем как рассказать, сколько весит доска обрезная естественной влажности и другие пиломатериалы, нужно разобраться в основных понятиях. Для изготовления шпунтованной, террасной, строганной и обрезной доски применяются разные породы дерева. Каждая порода имеет свою удельную гигроскопичность, то есть способность впитывать влагу из воздуха.
В зависимости от усвоения влаги, пористости и строения клеточных мембран каждый сорт древесины имеет свою абсолютную влажность. Максимальная величина этого показателя составляет 30.
Кроме этого, доска естественной влажности может вбирать воду при прямом контакте с ней во время осадков или при затоплении комнаты. Сырость в комнате также является причиной того, что дерево впитывает влагу. Если окружающий воздух становится очень сухой, оно отдает влагу.
Важно! Чаще всего потеря влаги происходит через торцы изделия.
Обычный процесс впитывания и отдачи влаги древесиной называется «дыханием». Равновесной влажностью называют состояние, при котором наблюдается баланс воды между окружающей средой и внутренним пространством древесины.
Показатель естественной насыщенности водой зависит от расположения волокон в структуре. Влага быстрее испаряется в продольном направлении волокон, а не в поперечном. Именно поэтому пол из доски естественной влажности быстрее отдает влагу в торцах половиц.
Чтобы понять, что такое половая доска обычной влажности, нужно разобраться в понятии абсолютной и относительной влажности:
Важно! Поскольку гигроскопичная внутриклеточная жидкость собирается в стенках клеток, она удаляется труднее. В связи с этим гигроскопичная влага в большей степени влияет на геометрию доски, ее вес и характеристики.
Вес доски обрезной естественной влажности также зависит от несвязанной свободной жидкости в материале, которая собирается в межклеточных промежутках и внутри клеток. Такая влага быстро испаряется и не влияет на характеристики изделия.
Естественной влажностью называют содержание влаги в свежеспиленной древесине, которая не подвергалась сушке. Этот ненормируемый показатель может находиться в пределах 30-80 процентов. Вес 1 м3 доски обрезной естественной влажности зависит от:
Если вам нужна доска естественной влажности, цена зависит от веса куба материала и его насыщенности влагой:
В зависимости от сырости изменяется и вес материала. Например, куб влажных половиц из дуба весит 990 ц. Если материал высушить до влажности 10 %, то масса куба уменьшится до 0,67 тонн. Но цена за просушенный пиломатериал возрастет.
Увеличение цены в зависимости от насыщенности влагой обосновано тем, что характеристики изделия тоже повышаются:
Внимание! Влажная древесина подвержена плесени, гнили и деформации. Идеально, если влажность пиломатериала доведена до того значения, при котором усушка и разбухание древесины прекращаются. Именно поэтому стоимость таких изделий наибольшая.
Вес куба материала напрямую связан с породой дерева, из которого он изготовлен:
Поскольку производитель начисляет цену за пиломатериалы в зависимости от породы древесины, влажности и объема, вес материала при этом не учитывается. Этот показатель понадобится при транспортировке пиломатериала, поскольку от этого зависит выбор транспортного средства и стоимость перевозки.
Также вес древесины учитывают при расчете нагрузок на строительные конструкции. Как правило, обычному потребителю такой расчет не нужен. Его делают конструкторы и проектировщики на этапе разработки проекта.
Естественная сушка пиломатериалов проходит очень медленно и растягивается на долгое время. Однако такой процесс просушки считается самым щадящим, поскольку при этом в древесине не появляются трещины и другие деформационные дефекты. При агрессивной камерной сушке велика вероятность растрескивания и деформации пиломатериала.
Важно! Естественная сушка проводится в специальном хорошо проветриваемом месте, которое надежно защищено от попадания атмосферной влаги и прямого солнечного света.
Влажность свежесрубленного дерева доходит до 50-80 %. При естественной сушке этот показатель снижается до 18-22 процентов. Такой способ сушки организовать проще всего, поскольку для этого не требуется использовать специальное оборудование и соблюдать определенный температурный режим. Недостатки естественной сушки – длительность процесса и невысокая интенсивность.
Намного быстрее протекает искусственная сушка в камерах. При этом показатель влажности снижается до 10-18 процентов. В процессе сушки можно регулировать температуру и контролировать весь процесс. В камеры помещают изделия, уложенные в штабеля, в каждом из которых находятся пиломатериалы одной толщины и породы.
Преимущества искусственной сушки: