Totul despre proprietățile lemnului

Cunoașterea totul despre proprietățile lemnului, și nu doar despre ce este acesta în ceea ce privește duritatea, este utilă pentru dezvoltarea generală și pentru organizarea directă a diferitelor industrii. Este imperativ să acordați atenție proprietăților tehnologice și umidității. Dar, de asemenea, merită să ne imaginăm în avans ce proprietăți utile are lemnul.

Culoarea lemnului depinde în mare măsură de gradul de saturație cu taninuri. Prin urmare, este legat în mod clar de caracteristicile climatice și de sol ale diferitelor localități. Regula principală este simplă: cu cât solubilitatea sărurilor minerale este mai mare, cu atât materialul va fi mai întunecat. Dar ce culoare are un anumit copac depinde și de:

• aportul de săruri minerale;
• caracteristici de prelucrare în producție;
• gradul de umiditate;
• caracteristici de iluminare;
• burnout în timp;
• leziuni fungice.

Fizic, acest parametru exprimă gradul de respingere direcțională a fluxului luminos. Cu cât suprafața unei anumite probe este mai netedă, cu atât este mai mare... Nu degeaba plăcile și panourile lustruite corespunzător, aproape indiferent de rasa originală, strălucesc deosebit de puternic. Dar totuși, trăsăturile rasei lasă întotdeauna o amprentă asupra naturii unei astfel de străluciri.

În multe privințe, această proprietate este considerată determinând aspectul lemnului în cele din urmă. Textura se referă la un model specific. De obicei se găsește nu la suprafață, ci la tăietură. Textura este influențată de:

• culoarea deja menționată;
• caracteristicile fibrelor și locația lor;
• inele de copac;
• pigmenți din interior.

Aroma specifică este poate cea mai plăcută proprietate pe care o are lemnul. Cel mai puternic miros este caracteristic miezului, deoarece există cea mai mare concentrație de substanțe aromatice. Un copac nou doborât miroase mai puternic, apoi mai slab. După ceva timp, este aproape imposibil să prinzi acest miros. Este cel mai atractiv pentru astfel de exemplare:

• ienupăr;
• lamai;
• chiparos;
• tec;
• piersică;
• lemn galben.

Acesta este numele structurii unui copac, detectat fie atunci când este privit cu ochiul liber, fie cu o ușoară creștere, de exemplu, folosind o lupă. Puteți observa macrostructura pe orice tăieturi ale trunchiurilor. Miezul, cambiul și lemnul în sine sunt toate părți ale macrostructurii.

Acest indicator trece de obicei drept negativ deoarece cu cât este mai mic, cu atât este mai ușor să lucrezi cu lemnul, cu atât ceilalți parametri ai acestuia sunt mai previzibili și cu atât produsul finit este mai fiabil. Lemnul proaspăt tăiat are un grad destul de ridicat de umiditate. În condiții normale - o temperatură de 20 de grade - un copac poate absorbi până la 30% din apă în termeni absoluti din mediul extern. Nu poate depăși în mod natural acest indicator, decât dacă există anumite circumstanțe speciale care cresc saturația cu lichid până la 50 sau chiar până la 100%. În mod remarcabil, depinde cu greu de rasă și chiar de regiunea de origine.

Standardul conform GOST este simplu: dacă conținutul de apă este sub 22%, atunci aceasta este cheresteaua uscată, iar la o concentrație mai mare, este clasificată ca categorie umedă. Cu toate acestea, în scopuri practice, este, desigur, imposibil să ne limităm la un astfel de nivel standard. În plus, trebuie amintit că, conform GOST, conținutul de apă din lemnul de clasa 4 nu este standardizat. Definirea acestui indicator se face în diferite moduri. În scopuri profesionale, se măsoară folosind un dispozitiv special - un umidificator electric.

De asemenea, puteți verifica umiditatea utilizând un test de greutate. De obicei, lemnul uscat la aer este considerat normal, al cărui conținut de umiditate nu depășește 15-20%. Cel mai adesea, pentru a obține acest rezultat, este nevoie de uscare mai mult sau mai puțin lungă.

Un copac cu un conținut de umiditate de peste 100 la sută este considerat umed. (după coeficientul de adăugare a greutății din cauza umidității). Dar acest lucru este posibil numai cu expunerea prelungită la apă. Umiditatea este considerată normală de la 30 la 80%, deși, bineînțeles, nu se străduiesc să atingă limita superioară, ci încearcă să folosească cheresteaua cât mai uscată, în mod ideal nu mai mult de 12%. Calculul se face după o formulă destul de simplă.

Indicele de umiditate inițial este determinat prin scăderea din masa inițială a masei care va fi în stare absolut uscată, apoi împărțind aceasta la masa absolut uscată și înmulțind cu 100%. Trebuie înțeles că, chiar dacă suprafața este uscată, în interior poate exista totuși o cantitate suficientă de umiditate. În unele cazuri, puteți auzi despre așa-numitul conținut de umiditate de echilibru al lemnului. Implică o astfel de stare când presiunea din mediul extern este complet echilibrată de presiunea din partea lichidului conținut în pori și celule. Acest indicator, ca și alte tipuri de saturație a apei, afectează în mod direct adecvarea materiilor prime pentru anumite scopuri practice.

Odată cu creșterea conținutului de umiditate, cheresteaua:

• devine semnificativ mai larg;
• se alungește oarecum;
• în combinație cu creșterea temperaturii, capătă plasticitate;
• pe o perioadă lungă de timp (comparabilă cu durata normală de viață), se uzează și se degradează mai repede, putrezește mai des și mai activ.

Insa apa nu este continuta doar initial, ci vine si din exterior pe toata perioada de utilizare a produselor. Intensitatea absorbției sale se numește exact absorbția umidității. O parte de căldură este generată atunci când apa este adsorbită.

Este vorba despre trecerea așa-numitei ape legate. Coeficientul de conductivitate a umidității ia în considerare mișcarea atât a lichidului în sine, cât și a fazei de vapori. Se întâmplă prin:

• cavitățile celulare;
• spații intercelulare;
• sistemele capilare ale membranelor celulare.

Când profesioniștii pronunță cuvântul contracție, acesta este lipsit de orice conotație ironică. Acesta este un termen destul de serios, adică gradul în care dimensiunea lemnului sau a produsului din acesta este redusă prin îndepărtarea umidității prezente acolo. Pentru fiecare rasă și chiar și pentru un anumit nivel de densitate, acest indicator poate diferi semnificativ. În diferite direcții geometrice, contracția este neuniformă. Semnificația fizică a umflăturii constă în pătrunderea moleculelor de apă în pereții celulelor și în depărtarea lor în fibrile de celuloză, acest fenomen fiind în principal caracteristic lemnului suprauscat sau expus modificărilor sezoniere ale conținutului de umiditate.

În starea sa naturală, orice trunchi de copac crește echilibrat, chiar dacă trebuie să se dezvolte strâmb.Dar când același trunchi este tăiat, lemnul „conduce”, deoarece aceste tensiuni scapă de sub control, își pierd toată armonia. Cele mai puternice dintre ele se găsesc imediat, de îndată ce trunchiul este tăiat. Cu toate acestea, uneori problema se dezvăluie mult mai târziu, după ce plăcile s-au uscat și s-au fixat pe structura creată.

Acesta este un indicator al masei unei anumite unități de volum a unui copac. Important: se calculează ignorând în mod deliberat masa golurilor și a umidității conținute, contează doar gravitația netă a substanței uscate. Pentru fiecare rasă, densitatea este strict individuală. Acest indicator este strâns legat de următorii parametri:

• porozitate;
• umiditate;
• rata de absorbție;
• putere;
• susceptibilitatea la daune biologice (cu cât proba este mai densă, cu atât este mai dificil să o deteriorați).

Capacitatea lemnului de a transmite lichide și gaze nu trebuie subestimată. Afectează direct dezvoltarea modurilor de uscare și impregnare și evaluarea fezabilității unor astfel de moduri. Permeabilitatea la apă este determinată nu numai de speciile de lemn, ci și de amplasarea în portbagaj și de direcția de mișcare a lichidelor și gazelor. Permeabilitatea de-a lungul bobului este semnificativ diferită de rata de penetrare a firului. De asemenea, merită luat în considerare rolul important al substanțelor rășinoase care interferează cu curgerea apei și a altor substanțe lichide.

Permeabilitatea la gaz este definită ca cantitatea de aer care a trecut prin. Se măsoară în termeni de 1 metru cub. vezi suprafața eșantionului. Acest indicator este determinat:

• presiune;
• proprietățile lemnului în sine;
• proprietăţile vaporilor sau gazelor.

Ei sunt cel mai adesea menționați printre proprietățile utile ale materialului natural.... Dar, în realitate, situația este ceva mai complicată decât doar „reținerea bună a căldurii”. Nivelul specific al capacității termice nu este atât de puternic dependent de rocă și densitate. Este determinată în primul rând de temperatura ambiantă. Cu cât este mai mare, cu atât capacitatea termică este mai mare, dependența este aproape liniară.

De asemenea, merită să acordați atenție difuzivității termice și conductivității termice. Ambele proprietăți sunt direct legate de densitatea substanței, deoarece fiecare cavitate care conține aer joacă un rol important. Cu cât lemnul este mai dens, cu atât conductivitatea termică este mai mare. Dar indicele de conductivitate termică, dimpotrivă, scade brusc odată cu creșterea masei specifice a probei.

Dar, uneori, lemnul este folosit și ca combustibil. În acest caz, puterea calorică este critică. Pentru un copac complet uscat, variază de la 19,7 la 21,5 MJ la 1 kg. Apariția umidității, chiar și în cantități mici, reduce dramatic acest indicator. Scoarța, cu excepția mesteacănului, arde la aceeași temperatură ca și lemnul în sine.

Când se folosește lemnul ca combustibil, importanța principală este acordată unei proprietăți termice a lemnului precum căldura de ardere (putere calorică), care pentru lemnul absolut uscat este de 19,7-21,5 MJ/kg. Prezența umidității îi reduce foarte mult valoarea. Căldura de ardere a scoarței este aproximativ aceeași cu cea a lemnului, cu excepția stratului exterior de scoarță de mesteacăn (36 MJ/kg).

Marea majoritate a constructorilor sunt interesați numai și exclusiv de capacitatea lemnului de a absorbi sunete străine. Cu cât este mai mare, cu atât materialul va proteja mai bine casa de zgomotul străzii. Cu toate acestea, în producția de instrumente muzicale, o astfel de proprietate precum rezonanța joacă un rol important.

Este, în primul rând, despre rezistența electrică și rezistența electrică... Gradul de rezistență la curent este determinat de tipul și direcția fibrelor. Cu toate acestea, temperatura și umiditatea sunt importante. Sub puterea electrică, se obișnuiește să se înțeleagă puterea câmpului electric necesară, care este suficientă pentru defalcare. Cu cât lemnul este încălzit mai mult, cu atât temperatura acestuia este mai mare, cu atât rezistența la o astfel de defalcare este mai mică.

În cazul radiațiilor infraroșii, suprafețele lemnului pot deveni foarte fierbinți. Cu toate acestea, este necesar un impact foarte puternic de acest fel, astfel încât trunchiul unui copac gros să fie modificat la toată adâncimea. În mod curios, pătrunderea luminii vizibile are loc mult mai adânc - cu 10-15 cm. Caracteristicile reflexiei luminii fac posibilă judecarea bine a defectelor materialului. Lumina ultravioletă pătrunde slab în lemn.

Dar provoacă o strălucire specifică - luminiscență. Razele X pot detecta chiar și mici defecte structurale. Este adesea folosit pentru diagnosticare profesională. Radiația beta este folosită pentru a studia copacii în creștere. Razele gamma pot detecta defecte ascunse foarte profund, putrezirea și așa mai departe.

Acesta este numele capacității de a rezista la distrugere atunci când este aplicată o sarcină.... Gradul de rezistență depinde de cantitatea de umiditate legată. Cu cât este mai mare, cu atât este mai scăzută rezistența la stres mecanic. Cu toate acestea, după depășirea pragului de higroscopicitate (aproximativ 30%), această dependență dispare. Prin urmare, compararea rezistențelor la tracțiune a probelor este permisă numai cu un grad identic de umiditate.

Aproape toată lumea știe că lemnul poate avea o duritate diferită și asta acesta este unul dintre principalii indicatori atunci când îl selectați în scopuri specifice. Experții definesc duritatea ca fiind forța de rezistență la introducerea de obiecte străine, inclusiv hardware. Pe lângă lista sau scara pentru speciile de conifere și foioase, există și clasificarea acesteia în funcție de zona de duritate. Sfârșit duritatea se stabilește prin indentarea lină a unei tije de metal cu un anumit diametru și formă a capătului la o anumită adâncime de rază, în decurs de 120 de secunde. Estimările se fac în kilograme pe centimetru pătrat.

De asemenea, distingeți duritate radială și tangenţială. Indicatorul său în planul lateral al unei plăci de lemn de esență tare este cu aproape 30% mai mic decât de la capăt, iar pentru un masiv de conifere diferența este de obicei de 40%. Dar mult depinde de rasa specifică, de starea acesteia și de caracteristicile de depozitare. În unele cazuri, duritatea este măsurată conform sistemului Brinell. În plus, specialiștii țin întotdeauna cont de modul în care duritatea se poate modifica în timpul procesării și în timpul utilizării.

Cel mai puternic copac din lume este:

• jatoba;
• sucupira;
• yarra amazoniană;
• turbiditate;
• Nuc;
• merbau;
• frasin;
• stejar;
• zada.

Dar doar a afla care copac poate rezista cel mai mult la sarcini fără să se prăbușească este departe de a fi suficient. Este necesar să se acorde atenție altor aspecte semnificative. În primul rând, despre relația dintre parametrii mecanici și densitatea în vrac. Cu cât lemnul este mai greu, cu atât mecanica lui de obicei este mai bună.... Relația corespunzătoare este descrisă de o serie de formule complexe. Dar pentru a ține cont de anumite condiții și locuri de creștere, se introduc factori de corecție suplimentari.

Rentabilitatea ponderală este reflectată de coeficienții:

• calitate generală;
• calitate statică;
• calitate specifică.

Principalele proprietăți tehnice ale lemnului, împreună cu duritatea deja menționată, sunt:

• puterea impactului;
• eficiența reținerii hardware-ului;
• flexibilitate;
• predispus la despicare;
• rezistenta la uzura.

Vâscozitatea caracterizează munca absorbită la impact, care nu duce la distrugerea materialului.

Pendulul în stare ridicată stochează energia potențială. După eliberarea în mișcare nestingherită, se ridică la o înălțime și, după ce a cheltuit o parte din impulsul de a distruge proba, la o altă înălțime, acest lucru face posibilă determinarea cheltuielilor de eforturi.

Dispozitivele sunt de obicei echipate cu o scară specială. După numărarea citirilor, acestea sunt înlocuite în formule și în acest fel se obține indicatorul de rezistență la impact. Trebuie înțeles că vorbim despre compararea calității probelor, și nu despre calculele structurilor din lemn. S-a constatat că speciile de foioase sunt mai vâscoase decât masivul de conifere. În ceea ce privește reținerea feroneriei, aceasta depinde de forța de frecare care apare între material și elementele de fixare introduse în acesta.

În plus, se determină așa-numita valoare a rezistenței la tragere. Pe lângă densitate, aceasta este determinată și de tipul de lemn și dacă hardware-ul intră la capăt sau peste fibre. Prin umezirea lemnului, se va putea simplifica aceeași batare a cuielor, dar materialul uscat le ține mai rău. Rezistența la forța de încovoiere trebuie evaluată în principal în cazurile în care îndoirea este necesară din punct de vedere tehnologic pentru a obține un anumit produs. Nu există o metodă standardizată de evaluare a acestui indicator.

Rezistența la uzură este aproape întotdeauna definită ca rezistență la frecare. Numai în cazuri rare, rezistența la alte influențe de uzură joacă un rol important. Este important să înțelegeți că se măsoară prin stratul de suprafață. Dacă distrugerea a ajuns la miez, nu are rost să studiezi în continuare subiectul - consecințele sunt deja clare. O metodă standard pentru evaluarea rezistenței la uzură este furnizată în GOST 16483 din 1981.