Proprietățile fizice ale lemnului includ: aspectul său, caracterizat prin culoare și textură, miros, higroscopicitate, greutate, conductivitate termică, conductivitate sonoră și conductivitate electrică. Proprietățile mecanice caracterizează abilitatea lemnului de a rezista efectelor STR externe. Acestea includ: rezistență, duritate, elasticitate, flexibilitate, fragilitate, despicare și nailabilitate.
Proprietățile fizice ale lemnului
Culoarea lemnului este una din caracteristicile prin care se poate determina o specie de copac. Ratele diferite, în plus, au o luminozitate inegală a culorii lemnului din diferite părți ale trunchiului; Astfel, de exemplu, trunchiul de mesteacăn sau tei într-o secțiune are o culoare mai mult sau mai puțin omogenă, în timp ce un pin sau un stejar se disting printr-o colorare pronunțată mai închisă a miezului.
Prin culoarea lemnului se poate judeca starea; astfel încât, de exemplu, apariția pe lemn a petelor sau fâșiilor maro sau albastre indică prezența bolilor fungice.
Textura lemnului este denumită caracteristică și caracteristică numai a acestui model de rasă pe suprafața secțiunii longitudinale sau transversale a trunchiului.
Pentru lemnul folosit în tâmplărie, culoarea și textura lemnului nu au importanță practică, cu toate acestea, în lucrările de tâmplărie și de finisare, fabricarea de mobila, podele, și așa mai departe. N. lemn cu culoare frumoasă și textura este extrem de apreciat.
Mirosul lemnului este, de asemenea, o trăsătură distinctivă a speciilor de arbori; astfel încât, de exemplu, mirosul caracteristic numai in aceste rase de lemn are lemnul de pin, mesteacan, aspen. În plus, schimbarea mirosului de lemn este unul dintre semnele de apariție a ciupercilor. Mirosul lemnului este important pentru cherestea care duce la fabricarea containerelor pentru produse alimentare și produse cosmetice.
Hygroscopicitatea este capacitatea unui material de a absorbi cu ușurință umezeala din aer și de ao readuce într-un mediu cu aer uscat. Lemnul este un material poros: volumul total al porilor pentru diferite roci este de 30-80% din volumul de lemn, iar dimensiunea și forma porilor sunt diferite. Datorită porozității ridicate, higroscopicitatea lemnului este mare.
Aceasta este adesea cauza deformării produselor (răsturnare, apariția crăpăturilor etc.). Prin urmare, au tendința de a reduce higroscopicitatea lemnului prin vopsirea suprafețelor produselor cu vopsele de ulei, lacuri, emailuri și alți compuși nehigroscopici. Trebuie avut în vedere că acoperirea lemnului trebuie repetată periodic, deoarece capacitatea de protecție a acoperirilor scade în timp.
Umiditatea este gradul de saturare a materialului cu umiditate. Datorită porozității și higroscopicității lemnului, conținutul său de umiditate poate varia considerabil. Umiditatea scade rezistența lemnului, mărește capacitatea acestuia de a se deteriora etc. De aceea, lemnul care are un conținut de umiditate mai mare de 25% este interzis pentru fabricarea structurilor de pământ din lemn. Pentru a determina conținutul de umiditate al model de lemn este uscat până la greutate constantă pentru a determina greutatea apa evaporată, se împarte această valoare prin greutatea probei uscate și înmulțit cu 100. Dacă proba înainte de uscare cântărește 230 g și 200 g, după uscare, conținutul de umiditate va fi:
Umiditatea, determinată în acest fel, se numește absolută, spre deosebire de umiditatea relativă determinată prin împărțirea pierderii în greutate cu greutatea probei umede.
Prin gradul de umiditate, se distinge lemnul:
Odată cu schimbarea umidității lemnului, se asociază contracția, umflarea, răsucirea și crăparea.
Contracția lemnului se numește reducerea mărimii sale atunci când este uscată și umflarea - o creștere a mărimii atunci când este umezită. Contracția și umflarea lemnului cu o schimbare a umidității se explică prin faptul că, atunci când cantitatea de umiditate din interiorul celulelor scade sau crește, zidurile se apropie sau se îndepărtează una de cealaltă. Datorită structurii fibroase a lemnului și a aranjamentului mai dens al celulelor de-a lungul fibrelor decât peste ele, modificările dimensiunilor eșantionului nu sunt aceleași în direcții diferite.
Ca urmare a contracției inegale a lemnului în direcții radiale și tangențiale și, de asemenea, datorită uscării inegale, apare răsturnarea și crăparea lemnului.
În Fig. 2, a arată cum se schimbă dimensiunile și formele semifabricatelor tăiate din diferite părți ale trunchiului după uscare.
Deoarece contracție în direcția tangențială decât în marginile laterale radiale ale plăcilor tind să crească în direcția convexitate inelelor anuale, prin urmare, se umfle bord atunci când se va confrunta cu Deformarea întotdeauna miezul. Panoul de mijloc nu se răsucește, dar pe margini devine mai subțire. Placile largi sunt mai mult decât înguste. Întrucât în majoritatea cazurilor fibrele din copac nu sunt paralele cu axa trunchiului, scândurile pot fi răsucite în mod elicoidal; Acest fenomen se numește krylovatosti, flambaj sau longitudinal (Fig. 2b) .Dacă evaporarea rapidă a umidității din suprafața jurnalului, placa sau bara stratul exterior este redus în volum. În același timp, straturile adiacente brute interferează cu apropierea celulelor, rezultând o ruptură sau crăpătură a lemnului. Fisurile sunt de obicei situate în direcție radială. Cel mai mare număr de fisuri radiale este observat la capetele unui jurnal, a unei plăci sau a unui fascicul, deoarece cea mai rapidă evaporare a umidității are loc prin capete.
Contracția și răsucirea și crăparea asociate împiedică utilizarea corectă a lemnului în fabricarea structurilor din lemn. Modificarea dimensiunilor elementelor structurilor din lemn datorită contracției poate perturba funcționarea lor normală, transferul și distribuția forțelor și fisurile rezultate - reduce puterea structurilor. Prin urmare, este necesar să se ia măsuri pentru a reduce deformarea lemnului asociată cu contracția și pentru a preveni consecințele acestuia.
În primul rând, astfel de măsuri includ utilizarea lemnului cu umiditate, care corespunde condițiilor viitoare ale produselor din acesta. De exemplu, pentru piloți de lemn ar trebui să se aplice din lemn brut, constructii pentru exterior - produs din lemn uscat de aer în incinta localului, - .. camere uscate, etc. De o mare importanță, de asemenea, este corectă uscarea lemnului.
În fabricarea structurilor și produselor din lemn ar trebui să se ia și o serie de măsuri, de exemplu: se utilizează plăci mai înguste pentru pereți; atunci când pardoselile cu scânduri nu încep mai întâi la început toate panourile, și fiecare al cincilea și numai după uscarea finală ei raliește și înghite totul; pentru a reduce Deformarea-planuri ale plăcilor conecta limbii recente și uluc, iar plăcile adiacente din panourile de piese de bază dispuse în direcții diferite.
Strângerea lemnului este asociată cu higroscopicitatea sa, deci măsurile luate pentru a reduce higroscopicitatea lemnului conduc, de asemenea, la o reducere a contracției acestuia.
Greutatea specifică a lemnului este raportul dintre greutatea materiei solide din lemn (fără goluri și pori) față de greutatea apei prelevate în același volum. Este aproape aceeași pentru toate rasele și are o medie de 1,55 g / cm3. Aceasta înseamnă că substanța solidă a lemnului este mai mult de 1,5 ori mai grea decât apa. Cu toate acestea, datorită structurii poroase, aproape fiecare copac este mai ușor decât apa, adică are o greutate în vrac mai mică decât una. Greutatea în vrac se referă la raportul dintre greutatea lemnului și greutatea apei (la 4 °), luată în volumul lemnului în stare naturală, împreună cu porii închis în el.
Greutatea volumului lemnului depinde de o serie de motive și, în primul rând, de structura sa: cu cât este mai groasă membrana celulară și cu cavitățile interne mai mici, cu atât greutatea în vrac a lemnului este mai mare. Prin urmare, densitatea în vrac servește ca indicator indirect al rezistenței și al altor proprietăți mecanice ale lemnului.
Deoarece arborele în creștere este un organism viu, chiar și pentru aceeași rasă, greutatea în vrac poate fluctua în limite destul de semnificative, în funcție de condițiile de creștere și de dezvoltare ale copacului. În plus, greutatea volumului lemnului depinde de partea din portbagaj din care se prelevează eșantionul. Prin urmare, pentru a estima greutatea în vrac, este de obicei luată densitatea medie a lemnului.
În tabel. 1 prezintă greutatea medie în vrac a celor mai frecvente specii de arbori din construcție (greutatea volumetrică este dată la o umiditate de 15%).
Conductivitatea termică se referă la capacitatea unui material de a transmite căldură. Conductivitatea termică a lemnului este relativ scăzută. Acest lucru se datorează porozității sale mari, structurii fibroase și a etanșeității porilor.
Lemnul conduce caldura aproximativ de trei ori mai puțin decât cărămida, ceea ce face posibil să se facă pe peretele de lemn, de exemplu, în regiunile de mijloc ale URSS, 220 mm grosime, în timp ce grosimea peretelui de cărămidă, în aceleași condiții, trebuie să fie de 640 mm (2 / din cărămidă).
Conductivitatea termică a lemnului depinde de umiditatea, greutatea în vrac, temperatura rocii și a aerului. Lemnul mai dens și mai umed conduce mai bine căldura, cu atât mai puțin densă și uscată. Conductivitatea termică depinde și de direcția în care este transferată căldura; Conductibilitatea termică a lemnului de-a lungul fibrelor este de aproximativ 1,8 ori mai mare decât în interiorul fibrelor. Acest lucru trebuie luat în considerare, de exemplu, atunci când capetele grinzilor sunt eliberate în exterior în clădirile cu ziduri de lemn tăiate.
Conductivitatea sonorului este capacitatea unui material de a efectua sunet. Conductivitatea fonică a lemnului este destul de semnificativă. Acest lucru trebuie luat în considerare atunci când se construiesc partiții, suprapuneri interfloare și alte structuri, la care se impun cerințe de izolare fonică. Prin urmare, este necesar să se recurgă la măsuri suplimentare de izolare fonică, de exemplu, umplerea cu zgură, tapițerie cu pâslă etc.
Conductivitatea electrică este capacitatea unui material de a conduce un curent electric. Lemnul practic uscat nu conduce curent electric și, în unele cazuri, poate fi utilizat ca material izolator electric. Cu toate acestea, în construcție, umede și contaminate cu mortar și plăci de împământare și bare sunt conductori de curent. Acest lucru trebuie luat în considerare la cablarea și la funcționarea mașinilor și sculelor acționate de motoarele electrice.
Proprietățile mecanice ale lemnului
Rezistența materialului se numește capacitatea sa de a rezista influențelor externe. În funcție de direcția și natura aplicației de încărcare, elementele din lemn pot lucra la compresiune, îndoire, întindere, forfecare și tăiere.
Piloții, coloanele, rack-urile și alte elemente lucrează la compresie. În funcție de direcția forței în raport cu direcția fibrelor de lemn, este deosebită compresia de-a lungul fibrelor (figura 3, a) și de-a lungul fibrelor (fig.3, b).
Rezistența lemnului la compresie pe fibre este de 5-10 ori mai mică decât cea de-a lungul fibrelor.
Rezistența lemnului la îndoire este suficient de mare. Acest lucru face posibilă utilizarea pe scară largă în construcții, inclusiv structuri critice, elemente din lemn care lucrează în flexiune (grinzi, pane, căpriori, grinzi și alte căi de acces.).
Când se lucrează la îndoire (fig.4, a), fibrele inferioare ale fasciculului sunt supuse la întindere, iar cele superioare la compresiune.
Rezistența lemnului la întindere de-a lungul fibrelor este destul de mare, dar variază considerabil pentru aceeași rocă, care este legată de structura lemnului, lungimea fibrelor și unghiul de înclinare a acestora. relația cu direcția forței de acțiune, etc.
Întinderea de-a lungul fibrelor se realizează prin elemente de structuri din lemn, cum ar fi strângerea șanțurilor agățate (fig.4, b).
Rezistența la tracțiune pe fibrele din lemn este nesemnificativă și reprezintă aproximativ 2-5% din rezistența la tracțiune de-a lungul fibrelor. În structurile de construcție, lemnul se întinde peste fibre, ca regulă, nu funcționează.
Decuparea lemnului are loc atunci când îmbinările funcționează pe dibluri. Distinge ciobire a lungul fibrelor (Fig. 5a), când forțele exterioare care acționează paralel cu fibrele tind să se deplaseze una dintre ele în raport cu celălalt de-a lungul lungimii fibrelor și ciobire transversal, atunci când forțele exterioare sunt orientate perpendicular pe fibrele tind să se deplaseze una relativă cealaltă într-un plan paralel cu fibrele (figura 5, b). Ciobire, în care forțele exterioare îndreptate perpendicular pe fibrele tind să taie ultima perpendicular pe lungimea lor, numită tăierea (Fig. 5c).
Pentru scindarea de-a lungul fibrelor, de exemplu, elementele structurale conectate pe chei prismatice de lemn funcționează (vezi Figura 121). Diblurile din aceeași construcție lucrează la așchierea peste fibre. Un exemplu de elemente care lucrează la tăiere poate fi unghiile lamelare, utilizate în grinzi compozite de-a lungul înălțimii (vezi Figura 127).
Cea mai mare rezistență are lemnul atunci când se lucrează la tăiere; în acest caz, este necesară tăierea fibrelor de lemn, în timp ce de-a lungul forfecare și transversală este necesar doar pentru a depăși adeziunea dintre ele și proprietățile mecanice ale lemnului caracterizate prin rezistență la tracțiune în primul rând.
În tabel. 2 prezintă rezistența medie a lemnului din rocile principale. Rezistența lemnului este influențată în mare măsură de conținutul său de umiditate. Se crede că creșterea conținutului de umiditate al lemnului cu 1% (în intervalul de 8 până la 23%) scade rezistența la îndoire și comprimare cu 4-5%.
Într-o mare măsură, rezistența lemnului este afectată de noduri, crăpături, aranjarea incorectă a fibrelor în copac etc. Reducerea rezistenței lemnului din aceste motive poate ajunge la 50-60% sau mai mult.
Duritatea se referă la capacitatea unui material de a rezista penetrării corpurilor solide, cum ar fi uneltele de tăiere. Duritatea lemnului depinde de structura fibrelor și de grosimea celulelor din lemn. De regulă, rocile mai dense și mai grele sunt și mai grele. Duritatea lemnului scade brusc odată cu creșterea umidității.
Pietrele solide includ stejar, artar, frasin, zada. Cele mai moi roci sunt tei și aspen. În general, lemnul poate fi atribuit materialelor de construcție moi, care sunt bine prelucrate.
Duritatea lemnului este de mare importanță pentru piesele care lucrează la compresie. Cu cât lemnul este mai greu, cu atât ochiul este mai puțin expus la abraziune, ceea ce este important în instalarea podelelor. Cu toate acestea, duritatea excesivă face ca prelucrarea lemnului să fie dificilă.
Rezistența unui material este abilitatea de a-l readuce la forma inițială după terminarea încărcăturii, dacă această încărcătură nu a atins o anumită limită.
Lemnul are o elasticitate destul de mare, care crește odată cu scăderea conținutului de umiditate al lemnului.
Flexibilitatea este capacitatea unui material de a supraviețui fără distrugerea formei atunci când este îndoit. Lemnul are o mare flexibilitate. Această proprietate este importantă, de exemplu, atunci când face arcade, mobilier îndoit, în afaceri de cooperare, etc
Flexibilitatea lemnului poate fi mărită prin aburire sau digestie. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere că, după aburire, rezistența lemnului este redusă. Un copac brut, proaspăt tăiat, poate fi făcut mai flexibil prin încălzire.
Fragilitatea este o proprietate opusă flexibilității. Printre cele mai răspândite în construcția de specii de arbori, molidul și pinul sunt lemnul cel mai fragil. Fragilitatea lemnului ar trebui luată în considerare în principal în construcția de structuri supuse unor șocuri.
Alunecarea este capacitatea unui material de a se sparge sub acțiunea unei pană. Datorită structurii fibroase are un lemn de mare raskalyvaemostyu, care este de o importanță practică în obținerea de materiale înjunghiate (ipsos și șindrile, nituire și cioplit m. P.) și facilitează manipularea lemnului topor, cum ar fi grinzi oteske.
Cleavabilitatea depinde de direcția fibrelor de lemn, duritatea, umiditatea, disponibilitatea nodurilor și alte motive.
Specii de conifere, stejar și aspen despicate cu ușurință; mesteacăn și ulm - mult mai dificil. Cu umiditate crescândă, spallabilitatea speciilor de conifere crește, iar deciduozitatea scade.
Exponibilitatea se referă la capacitatea unui material de a ține obiecte metalice (unghii, cârje și șuruburi).
Bătut în unghie leagă fibrele și le taie parțial. Datorită fibrelor de unghii elastice prinse în lemn și este necesar să-și petreacă o anumită forță de tragere, care depinde de specia de lemn, densitatea și conținutul de umiditate - precum și direcția de unghii în raport cu direcția fibrei.
Lemnul dur are un grad mai mare de nailabilitate decât lemnul moale. Ciocan un cui în lemnul umed este mai ușor decât uscat, dar după uscare unghia va rămâne slabă, deoarece aceasta va reduce frecarea fibrelor. Nail din fibre de lemn paralel cu cele din urmă, este mai ușor de a extrage (aproximativ 25%) decât un cui cu ciocanul perpendicular pe fibre. În cazul în care este fixat în cuie prea aproape unul de altul există un risc de divizare a lemnului, astfel încât valoarea distanței dintre cuie standardizate. În unele cazuri, înainte de a forța unghii de diametru mare în lemn, în special roci tari, găuri de găurit.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: