Физические свойства дерева
Физическими, или естественными, называются те свойства дерева, которые оно имеет от природы. К этим свойствам относится: влажность, усушка и разбухание, растрескивание и коробление, вес, теплопроводность и звукопроводимость.
Влажность. В жизни дерева влага играет большую роль, так как она необходима ему для растворения питательных веществ, а потому ее в дереве бывает много; при использовании же дерева и качестве строительного материала большое количество влаги в нем имеет отрицательное значение. Все крупные недостатки дерева, как, например, легкая загниваемость, способность растрескиваться и коробиться в большей или меньшей степени зависят от наличия влаги. Многие другие физические свойства древесины также находятся в определенной зависимости от того или иного количества влаги. Степень влажности дерева измеряется отношением веса воды к первоначальному весу дерева и выражается в процентах. Измеренная таким образом влажность дерева называется относительной. Например, если кусок влажной древесины имеет первоначальный вес 800 г, а после высушивания вес его оказался равным 400 г, то относительная влажность куска определяется: В технике различают следующие состояния влажности: 1) влажность в свежесрубленном состоянии, 2) влажность в воздушно-сухом состоянии, 3) влажность в сухом состоянии и 4) абсолютно сухое состояние древесины.
Содержание влаги в свежесрубленном дереве в среднем достигает:
- в хвойных породах........ 54—61%
- в мягких лиственных породах... 45—53%
- в твердых ... 35—41%
Содержание воды в различные месяцы года бывает различно, колеблясь в некоторых пределах, не имеющих практического значения.
При лежании на воздухе срубленное дерево постепенно теряет воду и высыхает, помещенная ниже, показывает в процентах содержание воды в дереве в различные промежутки времени после сушки его на воздухе.
Сильнее всего высыхает дерево в первые шесть месяцев, а затем сушка замедляется; через 24 месяца влажность дерева, находящегося на открытом воздухе, немного увеличивается. В среднем, после просушки на воздухе в дереве остается влаги от 15 до 18%. С таким содержанием влаги дерево называется воздушно-сухим.
Содержание воды в воздушно-сухом дереве не бывает постоянным, а меняется, увеличиваясь или уменьшаясь, смотря по времени года и состоянию погоды. С таким содержанием влажности дерево идет на все плотничные работы.
При дальнейшем пребывании древесины в закрытом и отапливаемом помещении она будет продолжать терять влагу и высыхать; такое состояние влажности древесины, когда влажность ее сравнена с влажностью воздуха, называется сухим. В сухой древесине в среднем остается от 9 до 14% влаги. Сухая древесина получается путем искусственной сушки дерева в специальных сушилках. Сухое дерево идет на изготовление мебели и других предметов, предназначенных для закрытых и отапливаемых помещений.
Абсолютно сухого состояния древесины можно достичь путем ее нагревания в особых сушильных шкафах при температуре 100—105° С перестает уменьшаться в весе. В абсолютно сухом состоянии дерево трудно сохранить, так как оно как губка впитывает в себя влагу, стремясь уравновеситься с влажностью воздуха помещения, в котором оно находится. Поэтому дерево для строительных целей никогда не высушивается до абсолютно сухого состояния; в таком состоянии оно бывает лишь в лабораториях. Усушка и разбухание. Теряя при высыхании влагу, дерево подвергается усушке, т. е. уменьшается в размерах. Это обстоятельство неблагоприятно отражается на деревянных конструкциях и изделиях из дерева. Различают следующие виды усушки: 1) вдоль волокон, выражающуюся в 0,1%; 2) по радиусу поперечного сечения, в среднем 5°/о; 3) по окружности поперечного сечения (по тангенсу), в среднем 10%, и 4) по объему.
С последними тремя усушками в строительстве приходится считаться. Усушка древесины проходит в следующей последовательности: первоначально, высыхая до 20 — 35%, свежесрубленное дерево, не изменяя своих размеров, изменяет лишь свой вес, так как в это время происходит испарение влаги внутри клеток и в промежутках между ними; с того момента, когда влага начнет испаряться из самих стенок клеток, последние будут сокращаться, уменьшаясь в размерах тем больше, чем больше испарится воды.
Разбухание дерева представляет собой явление, противоположное усушке; оно наблюдается тогда, когда дерево погружается в воду или когда его помешают во влажный воздух. Для того чтобы избежать усушки и разбухания дерева в конструкциях необходимо применять дерево того состояния влажности, которое соответствует условиям работы конструкции. Например, для наружных конструкций применяют воздушно-сухую древесину, а для мебели и внутренней отделки помещений — сухую.
Растрескивание и коробление. Усыхание и разбухание сопровождаются короблением, а усыхание кроме того и растрескиванием.
Растрескиванием дерева называется появление на нем трещин; оно происходит от неодинаковой усушки дерева. Всего быстрее испаряется влага с торцов и наружных слоев дерева. Если при этом высыхание происходит быстро, то влага из внутренних слоев древесины не успевает дойти до наружных слоев, вследствие чего последние сокращаются, но им мешают сжаться внутренние слои, как более сырые, отчего происходит разрыв наружных слоев и образование трещин. Только медленным просыханием дерева, при котором влага из внутренних слоев успевает доходить до наружного слоя, удается предохранить дерево от растрескивания. Бревна без коры растрескиваются сильнее, чем бревна, имеющие кору, так как кора замедляет высыхание.
Короблением называется изменение правильной геометрической формы дерева. Оно вызывается неравномерным и неодинаковым усыханием плотных и рыхлых клеток древесины. При короблении выпуклость доски всегда обращена в сторону сердцевины. При этом сильнее коробятся заболонные доски, которые, отстоят дальше от центра.
В отдельных случаях строительной практики для предохранения дерева от коробления принимают ряд мер; так, например при устройстве пола, доски чередуют, т. е. одну доску укладывают сердцевинной частью вниз, а другую — вверх, кроме того избегают применения широких досок. В особенности обращают внимание на возможность коробления клееных щитов.
В качестве мер против коробления устраивают шпунтовые соединения торцовых досок с поперечной доской, а также скрепляют весь щит шпонками.
Вес. В строительстве практическое значение приобретает объемный вес дерева. Объемным весом древесины называется вес 1 кубической единицы дерева, выраженной в граммах, если за 1 кубическую единицу берется 1 куб см, или в тоннах, если за единицу объема берется 1 куб м. Объемный вес древесины и большинстве случаев меньше единицы. Это указывает на то, что древесина легче воды; поэтому дерево плавает в воде. Последним обстоятельством пользуются при сплаве леса по водным путям, что в значительной мере удешевляет доставку леса от места разработок к складам.
Пес дерева изменяется в зависимости от: 1) породы, 2) влажности, 3) возраста и 4) плотности. Кроме того в разных местах одного и того же дерева вес может быть не одинаков. На этом основании принято говорить о среднем весе различных пород древесины.
Теплопроводность. Теплопроводностью дерева называется способность проводить через себя тепло или холод.
Дерево по сравнению с другими строительными материалами очень слабо проводит тепло или, как говорят, дерево обладает малой теплопроводностью, что является хорошим свойством его. Поэтому наружные стены из дерева можно делать в три раза тоньше, чем из кирпича.
Звукопроводимость. Звукопроводимостью древесины называется способность ее проводить звук. Эта способность у древесины по сравнению с воздухом относительно большая. Так, если мы примем скорость распространения звука в воздухе за единицу, то скорость его в древесине, в среднем, в зависимости от разных пород дерева по длине волокон будет в 11 —16 раз более, чем в воздухе, а по направлению радиуса в 4,5 — 5,5 раз.
Однако большая звукопроводимость дерева в жилищном строительстве является отрицательным его свойством, так как наличие ее требует увеличения толщины материала, что вызывает лишний расход материала и средств.
Для уменьшения звукопроводимости применяют звукозаглушающую изоляцию либо в виде оштукатурки дерева, либо в виде обивки его войлоком и т. п.
Загрузка ...