Прочность и твердость древесины
Средние значения механических свойств древесины при влажности 12%:
| Породы дерева | Средняя плотность, кг/м3 | Пределы прочности ( МПа ) вдоль волокон при: | ||
| растяжении | сжатии | изгибе | ||
| сосна | ||||
| лиственница | ||||
| ель | ||||
| пихта | ||||
| дуб | ||||
| бук | ||||
| береза |
Древесина хорошо воспринимает сжатие поперек волокон, при изгибе и растяжении она хорошо работает вдоль волокон.
С увеличением влажности древесины ее прочность снижается, особенно при статическом изгибе и сжатии.
Наличие пороков в древесине (сучки, косослой и др.) также значительно ухудшает ее механические свойства.
По степени твердости все древесные породы разделяют на три группы:
- мягкие – торцовая твердость менее 38,5 МПа (сосна, ель, кедр, пихта, липа, тополь, ольха);
- твердые – 38,5-82,5 МПа (Листвиница, береза, бук, вяз, дуб, ясень, клен);
- очень твердые – более 82,5 Мпа (акация белая, береза железная, граб, тисс, кизил, самшит)
78. Пороки древесины (сучки и трещины) – виды, определение и влияние на качество пиломатериалов.
Рис.2. Виды сучков по степени срастания с окружающей древесиной(а - сросшийся здоровый, б - сросшийся роговой, в - выпадающий)
Трещины могут быть как на растущем, так и на срубленном дереве в результате неравномерного сжатия древесины при высыхании, резкого колебания температур в зимнее время и др. причин. Трещины, кроме снижения сортности и механических свойств, способствуют образованию гнили. Трещины бывают следующих видов: метик, отлуп, морозобоина и трещины усушки.
Рис.3. Виды трещин(а-крестовый метик, б - дугообразный отлуп, в - морозобоина, г - трещины усушки_
Метик- одна или несколько продольных трещин, проходящих через сердцевину и суживающихся от центра к периферии ствола. Метик бывает простой - одна или две трещины, расположенные по диаметру, и крестовый - трещины расположены под углом одна к другой, а также согласный (с трещиной в одной плоскости) и несогласный, когда трещина идет винтообразно.
Отлуп - это кольцевая трещина (полный отлуп) или дугообразная трещина (частичный отлуп).
Морозобоина - наружная продольная трещина, широкая с внешней стороны ствола и суживающаяся к центру его.
Трещины усушки часто имеют радиальную направленность и резко снижают сортность древесины.
79. Пороки формы ствола дерева (сбежистость, закомелистость, кривизна и нарост) – определение и влияние на качество пиломатериалов.
Отклонения от нормальной формы ствола
• кривизна (односторонняя и разносторонняя);
• сбежимость (резкое уменьшение толщины ствола от комля к вершине);
• закомелистость (резкое утолщение комля);
• косослой (винтообразное расположение волокон в стволе) - сильно ухудшает механические свойства древесины и способствует ее усушке и короблению;
• свилеватость - сильно волнистое или спутанное расположение волокон.
80. Пороки строения древесины (косослой, свилеватость, завиток, крень, двойная сердцевина) – определение и влияние на качество пиломатериалов.
Наклон волокон — отклонение направления волокон от продольной оси сортимента. При тангенциальном наклоне волокон, волокна отклоняются от продольной оси в тангенциальной плоскости; этот наклон волокон образуется в процессе роста дерева.
Радиальный наклон волокон появляется в пиломатериалах и шпоне при обработке сбежистых, закомелистых, искривленных круглых лесоматериалов или при неправильной распиловке нормальной древесины.
Свилеватая древесина образуется в процессе роста дерева. Откладываемые волокна на относительно большом участке древесины не прямые, в большей или меньшей степени извилистые. Свилеватая древесина чаще встречается в сортиментах из комлевой части ствола. При волнистой свилеватости наблюдается волнообразное или струйчатое расположение волокон, при сохранении общего продольного направления. При путанной свилеватости наблюдается сильное отклонение направления волокон, их беспорядочное расположение; среди них видны включения буровато-коричневого цвета.
Завиток — местное дугообразное искривление годичных слоев вокруг сучков или проростей. Односторонний завиток выходит на одно или два смежных ребра пилопродукции; сквозной завиток выходит на две противоположные стороны пилопродукции.
Крень — кажущееся увеличение ширины поздней зоны годичного слоя хвойных пород. Возникает в процессе роста дерева в зоне сжатия ствола или сучьев. Если фактор, вызывающий сжатие, действовал непродолжительно или изменял направление действия возникает местная крень, которая занимает один или несколько годичных слоев. При продолжительном постоянном сжатии одного сектора ствола возникает сплошная крень, занимающая значительные сплошные участки по одну сторону от сердцевины.
Двойная сердцевина наблюдается в районе разветвления стволов и наиболее характерна для лиственных пород; при двойной сердцевине на поперечном разрезе видны две сердцевины с самостоятельными годичными слоями, окруженные единой системой годичных слоев.