- Puulajiryhmät
- Kosteusriippuvuus
- Vaikutus puun laatuun
Puun tiheys on yksi kuutiometrin materiaalin pääominaisuuksista, joka otetaan huomioon laskettaessa rakenteita, valittaessa raaka-aineita tuotantoon erilaisia tuotteita. Termillä tarkoitetaan materiaalin massan suhdetta mitattuun tilavuuteen.
Mikä voi olla metsän tiheys
klo eri rodut puilla on suunnilleen sama koostumus, joten kuivassa muodossa kaikkien absoluuttinen ominaispaino on ehdollisesti sama. Sen keskiarvo on 1,54 (mitaton arvo). Mutta eri lajien puutiheystaulukossa niiden lukumäärä on annettu. Tosiasia on, että täysin kuivassa tilassa on melkein mahdotonta mitata absoluuttista parametria. Tätä varten on välttämätöntä päästää kokonaan eroon kosteudesta koenäytteessä, jotta ilma ontelot poistetaan. Käytännössä, kuten kävi ilmi, parametrin korjaaminen on vaikeaa, eikä se sovellu laskelmiin.
Puutavaran tiheyden määrittämiseksi on sopivampi laskea sen ominaispaino..
Siihen vaikuttavat:
- kosteus;
- kiven huokoisuus.
Tietty painovoima puulla on eri tiloissaan tiheyslaskelmien keskiarvon muoto. Lähteet voivat vaihdella hieman. Ero johtuu kosteustason muutoksesta tavaratilan sisällä. Sekaannusten välttämiseksi esitämme taulukon, jossa on kunkin puulajin yksittäisen kosteustason ominaispainon keskiarvot nousevassa järjestyksessä.
Taulukko eri kosteuspitoisuuksien puutiheydestä (kg / m 3)
Puulajiryhmät
Tyypillisesti puun ja muun puutavaran tiheyden taulukkoarvo mitataan 12 %:n kosteuspitoisuudessa. Saadusta arvosta riippuen puulajit jaetaan kolmeen ryhmään:
- Pienellä irtotiheydellä (alle 540 kg / m 3). Näihin kuuluu puita havupuut: mänty, kuusi, kuusi, setri ja joitain lehtipuita. Näitä ovat kaikki leppä, poppeli, lehmus, haava, kastanja.
- Keskimääräisellä ominaispainolla 550–740 kg / m 3: pyökki, jalava (jalava), lehtikuusi, kaikenlaiset vaahtera, pihlaja, omenapuu, saarni.
- FROM korkeatasoinen tiheys yli 750 kg / m 3: koivu, tammi (Araksinsky, kastanjanlehtinen), sarveispuu, koiranpuu, pistaasi.
Tietenkin tämä on epätäydellinen luettelo roduista. Taulukossa ilmoitettujen puutiheysarvojen perusteella on mahdollista määrittää, kuuluuko laji ryhmään.
Kosteusriippuvuus
Kaikki puutavara sisältää vettä. Sen määrä ratkaisee pääasiassa puun ja muiden raaka-aineiden tiheyden: mitä enemmän tuotteessa on kosteutta, sitä suurempi on mitatun tilavuuden paino.
Puun ominaispaino taulukossa on annettu keskiarvoina, koska kosteuden määrä yhdessä tilavuudessa muuttuu jatkuvasti - tämä on suhteellinen arvo.
Muutokset johtuvat:
- ulkoinen sääolosuhteet(sade, sumu, lumi);
- antropogeeninen tekijä (ihmisen toiminnasta johtuva kostuminen).
Näin ollen täysin kuivaa levyä ei käytännössä ole olemassa. Puun kosteuspitoisuus on aina yli 0 %. Tämä indikaattori voidaan määrittää erityisellä laitteella - kosteusmittarilla.
Vaikutus puun laatuun
Keskimääräinen ominaispaino on raaka-aineiden pääominaisuus laskelmia tehtäessä, koska arvo sisältää keskimääräisen arvion puutavaran kokeista eri vesikyllästystiloissa.
Fysiikan lakien mukaan laskettu tiheys on suoraan verrannollinen materiaalin lujuuteen: mitä suurempi tuotteen tilavuuden ominaispaino on, sitä suuremman kuormituksen se kestää. Tämä sääntö koskee myös puuta.
Katsotaanpa esimerkkiä:
- Tammella on korkea ominaispaino ja se on kuuluisa luotettavuudestaan ja kestävyydestään. Siinä ei juuri ole tyhjiä huokosia, koko tilavuus on täynnä vahvoja puukuituja ja kosteutta. Valmistettu tammesta kantavat rakenteet taloja ja teollisuustilat. Puu, jolla on korkea ominaispaino, on jäykkää, käytännössä ei taivu.
- Setri- ja koivupalkeille on ominaista pieni tilavuuspaino, joten niitä ei käytetä rakenteiden rungon kantavien elementtien luomiseen. Nämä rodut sopivat paremmin viimeistelytyöt, jossa tuotteisiin kohdistuva kuormitus on minimaalinen. Puu, jolla on alhainen huokoisuus, on muovia, soveltuu taivutettavaksi.
Tiheyden ja lämmönjohtavuuden riippuvuus
Tämä osoitin on tärkeä puun valinnassa polttopuuta korjattaessa. Riippuvuus on suora: mitä korkeampi tiheysindeksi, sitä enemmän polttoainetta kiiloissa on, sitä kauemmin ne palavat. Puulajeja, joilla on korkea massa-tilavuussuhde, kutsutaan kiinteä polttoaine. Ne palavat pitkään, antavat hyvän lämmön, mutta tiheän rakenteen vuoksi niitä on vaikea pistää. Kevyistä puulajeista saatavan polttopuun ja polttoaineen etuna on niiden joustavuus sahauksessa ja pilkkomisessa, mutta niillä on suhteellisen pieni energiavarasto. Tukit palavat paljon lyhyemmän ajan.
Erottele puun ominaispaino (kiinteä puumassa ilman tyhjiä tiloja) ja puun ominaispaino kuten fyysinen keho. Puuaineen ominaispaino on suurempi kuin yksikkö ja riippuu vähän puulajista; keskimäärin se on yhtä suuri kuin 1,54. Puuaineen ominaispaino on tärkeä puun huokoisuuden määrittämisessä. Ehdollisella bulkkipainolla on se etu bulkkipainoon verrattuna, että se ei riipu kutistumisen määrästä eikä vaadi muuntamista 15 % kosteuspitoisuuteen. Tämä yksinkertaistaa huomattavasti laskelmia ja antaa yhtenäisempiä tuloksia määritettäessä γcond useille näytteille.
Kivien luokitus tiheyden mukaan
Eri puulajien tiheysarvot vaihtelevat huomattavasti. Normaalilla kosteuspitoisuudella kivet jaetaan yleensä kolmeen ryhmään:
– matalatiheyksiset kivet (540 kg/m3 tai vähemmän): havupuista - mänty, kuusi (kaikki tyypit), kuusi (kaikki tyypit), setri (kaikki tyypit), kataja; lehtipuusta - poppeli (kaikki tyypit), lehmus (kaikki tyypit), paju (kaikki tyypit), musta ja valkoinen leppä, kylvökastanja, valkoinen saksanpähkinä, harmaa ja mantšurialainen, Amurin sametti;
- keskitiheyksiset kivet (540-740 kg / m3): havupuista - lehtikuusi (kaikki tyypit), marjakuusi; lehtipuusta - roikkuu, pörröinen, musta ja keltainen; itämainen ja eurooppalainen pyökki, jalava, päärynä, kesätammi, itämainen, suo, mongoli; jalava, jalava, vaahtera (kaikki tyypit), hassel, saksanpähkinä, plataani, pihlaja, kaki, omenapuu, tavallinen ja mantšurialainen;
– rodut korkea tiheys(750 kg / m3 ja enemmän): valkoinen ja hiekkaheinäsirkka, rautaheinäsirkka, Kaspian heinäsirkka, valkoinen hikkuri, valkopyökki, kastanjanlehtinen ja Araksinsky-tammi, rauta puu, puksipuu, pistaasi, humala.
Vieraiden lajien joukossa on niitä, joiden puun tiheys on sekä erittäin alhainen (balsa - 120 kg / m3) että erittäin korkea (takapaino - 1300 kg / m3).
Taulukoissa Valtion järjestelmä Venäjän valtion standardin julkaisema standardiviitetiedot (GSSSD) ("Puu. Indikaattorit fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet pienet näytteet ilman virheitä”), antaa tarkempia tietoja puun tiheydestä, ilmoittaen puulajin tyypin ja sen kasvualueen.
Kuoren tiheyttä on tutkittu paljon vähemmän kuin puun. Saatavilla olevat tiedot ovat hyvin ristiriitaisia.
Näiden tietojen vertailu puun keskimääräiseen tiheyteen vakiokosteudessa osoittaa, että männyn kuoren tiheys on 30-35 % suurempi kuin puun, kuusen - 60-65 % ja koivun - 15-20 %.
Puun rakenteen vaikutus sen ominaisuuksiin
Puun tiheyteen vaikuttaa voimakkaasti myös sen sisältämä vesi. Ensinnäkin se lisää näytteen massaa ja toiseksi soluseinien turpoaminen vedessä aiheuttaa muutoksen näytteen tilavuudessa. Siksi puun tiheys määritetään joko ilman vettä tai sen tietyllä massaosuudella puussa. Täysin kuivatut näytteet imevät aktiivisesti vesihöyryä ympäröivästä ilmasta ja joissain tapauksissa on kätevämpää käsitellä puunäytteitä, jotka sisältävät tunnetun määrän vettä ja ovat suhteellisen tasapainossa ympäröivän ilmakehän kanssa. Teknologisissa laskelmissa käytetään joskus puun perustiheyttä, joka on absoluuttisen kuivan puunäytteen massan suhde sen turvonneimmassa tilassa olevaan tilavuuteen. Tämä tila on tyypillinen juuri leikatulle puulle ja puulle, joka on ollut pitkä aika kosketuksiin veden kanssa. Tässä tapauksessa suhteellinen perustiheys itse asiassa määritetään; kuitenkin, kun 1 g syrjäytynyttä vettä rinnastetaan 1 cm3:n tilavuuteen, se muunnetaan dimensiottomasta määrästä määräksi, jolla on mitta.
Puulajeille on ominaista tietyt puun tiheysarvot, joihin kasvuolosuhteet vaikuttavat. Puun tiheys vaihtelee kasvitieteellisistä lajeista riippuen suuresti. Esimerkiksi Venäjällä yleisillä puulajeilla absoluuttisen kuivan puun tiheys vaihtelee siperiankuusen 350 kg/m3:sta koivun 920 kg/m3:iin.
Puun tiheyden mukaan, kun kosteuspitoisuus on 12%, kaikki kotimaiset lajit jaetaan kolmeen ryhmään: matalatiheyksiset (540 kg / m3 tai vähemmän) - kuusi, kuusi, mänty, setrimänty, poppeli, paju, lehmus, leppä; keskitiheys (550 ... 740 kg / m3) - lehtikuusi, koivu, pyökki, tammi, jalava, vaahtera, saarni; suuri tiheys (750 kg/m3 ja enemmän) - akaasia, valkopyökki, tietyntyyppiset koivu, tammi, saarni. On huomattava, että havupuun tiheys lehtikuusta ja joitakin mäntyjä lukuun ottamatta on alhainen. 
Liittyy läheisesti sellaiseen ominaisuuteen kuin nesteiden ja kaasujen läpäisevyys. Puun läpäisevyys luonnehtii sen kykyä läpäistä nesteitä tai kaasuja paineen alaisena, mikä on erittäin tärkeää puunjalostusprosesseissa. Puun läpäisevyys johtuu siitä, että puussa on soluonteloiden ja solujen välisten tilojen järjestelmä, jotka kommunikoivat huokosten kautta. Kuivalla soluseinällä, kuten jo todettiin, on alhainen huokoisuus ja sen komponentit joko pääsevät kiteisille alueille tai ovat lasimaisessa tilassa, mikä tekee soluseinästä käytännöllisesti katsoen läpäisemättömän ei-polaarisille väliaineille. Polaarisissa nesteissä soluseinät turpoavat voimakkaasti ja niiden huokoisuus kasvaa. Teknisistä syistä vedenläpäisevyys ja kaasunläpäisevyys ovat tärkeimpiä. Koska näiden ominaisuuksien välillä on hyvä korrelaatio ja puun kaasunläpäisevyyden testaus vaatii käytännössä paljon vähemmän aikaa puun läpäisevyyden arvioimiseen, sen kaasunläpäisevyys määritetään usein.
Puun läpäisevyys, joka on arvioitu nesteen tai kaasun virtauksen massa- tai tilavuusnopeudella puunäytteen pinta-alayksikön läpi, on suurin aksiaalisuunnassa, ts. kuituja pitkin. Se on useita kertoja korkeampi kuin havupuiden, koska se on sama kuin alusten suunta. Kuitujen läpäisevyys on paljon pienempi ja sen päällä suuri vaikutus renderöi ydinsäteet. Kypsän ja erityisesti sydänpuun muodostuminen heikentää läpäisevyyttä ja joissakin lajeissa sydänpuu muuttuu läpäisemättömäksi.
Mikä on tammen, pyökin ja muiden lajien tiheys
Kuvauksissa sisäovet ja puulajeista, joista ne on tehty, termi "puun tiheys" jää usein huomaamatta. Kuvaukset ovat hyviä, mutta ne eivät tarjoa yhtä paljon selkeyttä kuin numerot - mitä "hieman tiukempi" tarkoittaa? Numeroiden muodossa olevat arvot antavat tarkan kuvan, jonka perusteella päätät itse, mikä puu sopii parhaiten sisäovien valmistukseen. 
Ennen kuin siirrymme lukuihin, määritellään mikä on puun tiheys ja miksi sinun on tiedettävä se.
Puun tiheys on sen massan suhde tilavuuteen. Yksinkertaisesti sanottuna, mitä enemmän kuutiometri puuta painaa, sitä tiheämpi se on. Puun tiheys, nimeltään, riippuu kosteudesta, joten on tapana toimia arvoilla, jotka on saatu 12% kosteuspitoisuudella.
Kun ensimmäinen kysymys on selvitetty, siirrytään toiseen. Puun tiheys vaikuttaa suoraan kahteen tärkeitä ominaisuuksia- lujuus ja hygroskooppisuus. tiheää puuta sillä on korkeampi kestävyys ja useimmissa tapauksissa hygroskooppisuus. Jälkimmäinen termi tarkoittaa, että korkeatiheyksiset puuovet ovat alttiimpia kosteuden muutoksille – kaikki tietävät, että puulla on taipumus imeä kosteutta ja laajeta. Tästä syystä aivan pöydän alareunassa olevia haapa-, lehmus- tai mäntyovia käytetään saunoissa ja kylpylöissä, joissa pyökkiovet yksinkertaisesti lakkaisivat sulkeutumasta.
Arvot on annettu grammoina kuutiosenttimetriä kohden (g/cm3) 12 %:n kosteudessa. Huomaa, että joissakin tapauksissa annetaan keskiarvot.
Lyhyt kuvaus puun ominaisuuksista: Valkovyökki.
Valkopyökki on levinnyt laajimmin Euroopassa, Vähässä-Aasiassa ja Iranissa. Puu on kiiltävää, raskasta, viskoosia. Väri: valkeanharmaa. Tiheys: 750 kg/m (kuutio). Brinell-kovuus: 3,5.
Pitsipuu. Yksi Australian kauneimmista puista. Väri on vaaleanruskea ja sille on ominaista rakeisuus. Tiheys: 910-1050 kg/m (kuutio). Brinell-kovuus: 5,5. Paduk. kirkkaalla positiivisella energialla. Väri: Vaalean kellertävän punaisesta tumman tiilenpunaiseen, jossa on tummempia viivoja. Tiheys: 850-950 kg/m (kuutio). Brinell-kovuus: 4.2.
Wenge. Wenge-puun kotimaa on Länsi-Afrikan trooppinen viidakko Zaireen asti. Materiaalin rakenne on suuri, tasasyinen, puu on koristeellista ja samalla raskasta ja kestää painetta ja taipumista. Väri: Kullanruskeasta erittäin tummanruskeaan mustilla raidoilla. Tiheys: 850-900 kg/m (kuutio). Brinell-kovuus: 4.1.
Tigerwood (tiikeripuu). Se kasvaa Länsi-trooppisessa Afrikassa. Väri: kellertävän ruskea, joskus merkitty tummilla "suoniraidoilla". Tiheys: 800-900 kg/m (kuutio). Brinell-kovuus: 4.1.
Cocobolo. Korkea vakaus kosteutta vaihdettaessa. Väri: Tumma, syvän punainen sävy, jossa mustia, epäsäännöllisiä raitoja. Kirkas, ilmeikäs, kaunis rakenne. Tiheys: 800-980 kg/m (kuutio). Brinell-kovuus: 4,35.
Ruusupuu. Puu on erittäin tiheää ja raskasta, kiillottaa hyvin, uppoaa sisään. Väri: Houkutteleva vaaleanruskea violetti-lila sävyllä. Tiheys: 1000 kg/m(kuutio). Brinell-kovuus: 5,5.
Yarra. Yhden Australian eukalyptuksen yli 500 lajikkeesta nimi. Väri: kaikki punaisen sävyt, puna-vaaleanpunaisesta tummanpunaiseen. Ajan myötä yarra tummuu ja sen väri voi saada hyvin erilaisia sävyjä. Tiheys: 820-850 kg/m(kuutio). Brinell-kovuus: 5,0.
Päärynä. Puu on tiheää, kovaa, hyvin käsiteltyä, hieman halkeilee. Väri: kellertävän valkoisesta ruskehtavan punaiseen. Kovuuden lisäämiseksi päärynäpuu laitetaan veteen ja pidetään pitkään, minkä jälkeen sitä kuivataan pitkään luonnolliset olosuhteet. Kuivumisen jälkeen se saa ruskehtavan sävyn. Tiheys: 700 kg/m (kuutio). Brinell-kovuus: 3.4. Tammi (suo). Puu on vahvaa, kestävää, kestää ulkoisia vaikutuksia. Pitkän (50-300 vuotta) ilman happea liotuksen (värjäyksen) jälkeen puu saa samettisen mustan värin. Musta väri.
Suon tammi arvokas puumateriaalia. Tuhansien vuosien ajan upotetut tammenrungot ovat olleet altaiden pohjalla, missä ilman ilman pääsyä värjäytymisen aikana ne ovat saaneet lujuutta, joka ei ole huonompi kuin kivellä. Luonto itsessään antaa sille voimaa, kestävyyttä ja ainutlaatuisuutta väriskeema. Tiheys: 750 kg/m (kuutio). Brinell-kovuus: 3,8. Puksipuu. Puu on kovaa kuin luu, sen ominaispaino on suurempi kuin veden, puksipuu uppoaa veteen. Siksi se menee sellaisten osien valmistukseen, joissa vaaditaan merkittävää jäykkyyttä. Väri: vaaleankeltainen, matta. Tiheys: 1350 kg/m (kuutio). Brinell-kovuus: yli 8,0. Makassar. Eräs Kaakkois-Aasiassa yleinen eebenpuu. Väri: tummanruskea mustilla suonilla. On erittäin kaunis rakenne. Tiheys: 1000 kg/m (kuutio). Brinell-kovuus: 7,0.
Eben. Kaupassa erotetaan monia eebenpuulajikkeita. Harvinaisin ja kallein kasvaa vain Keski-Afrikan maissa. Niin kallis, että siitä maksetaan kiloja. Afrikkalaisen eebenpuun vientitoimitukset ovat rajoitettuja ja täysin niiden maiden hallitusten hallinnassa, joissa sitä louhitaan. Puu on erittäin tiheää ja raskasta ja uppoaa veteen. Väri: Tummanruskeasta samettisen mustaan, jossa on ominaista vaaleammat (tai vaaleanruskeat) pitkittäissuonet. Tiheys: 1200 kg/m (kuutio). Brinell-kovuus: yli 8,0. Jatoba. Sitä kutsutaan myös brasilialaiseksi kirsikaksi. Puu on raskasta, vahvaa, kovaa ja yllättävän joustavaa. Sitä on vaikea käsitellä, mutta se on hiottu ja kiillotettu melkein peilin kiilto. Väri: Tiheys: 960 kg/m (kuutio). Brinell-kovuus: 4,8. Zebrano. Se kasvaa Gabonissa ja Kamerunissa. Puu on kovaa ja raskasta. Pinta on kiiltävä, rakenne hieman karkea. Väri: vaalean kullanruskea kapeilla viivoilla tummanruskeasta melkein mustaan. Tiheys: 900 kg/m (kuutio). Brinell-kovuus: 4,5. Kevasingo. Se kasvaa päiväntasaajan Afrikasta Kamerunista ja Gabonista Kongoon. Puu jopa 35-40 metriä korkea, rungon halkaisija 1,5-2 metriä. Puu punaruskeasta tummanpunaiseen. Sillä on kaunis piirustus tekstuurit. Tiheä, kiinteä, vakaa. Tiheys: 820-850 kg/m(kuutio). Brinell-kovuus: 5,0.
Musta valkopyökki. Kasvatettu Kaukasuksen vuoristossa. Puun kaato tehtiin talvella, kun mehun virtaus pysäytettiin. Maalauksen salaisuus siirtyy sukupolvelta toiselle. Musta väri. Tiheys: 700 kg/m(kuutio). Brinell-kovuus: 3.4. Merbau. kasvaa sisään Kaakkois-Aasia(Malesia, Indonesia, Filippiinit). Merbaun tärkeimmät edut ovat, että se sisältää öljyisiä aineita huokosissa, on erittäin kovaa, kestää kosteutta ja ei kuivu kovin hyvin. Käytön aikana merbau tummuu, erityisesti vaaleat alueet, minkä seurauksena puun väri yleensä tasoittuu. Väri: ruskea, vaaleista tummiin sävyihin, paikoin keltaisia raitoja välissä. Tiheys: 840 kg/cu.m. Brinell-kovuus: 4.1. Tuhka. Puu on raskasta, kovaa ja lujaa. Iskuvoiman hallussa ja yksi arvokkaimmista roduista maailmassa urheiluvälineiden valmistuksessa. Tiheys: 700 kg/m(kuutio). Brinell-kovuus: 4,0-4,1.
Puun tiheys eri kosteudella
Yksi tärkeimmistä tekijöistä puun kuljetuksen järjestämisessä on puun tiheys. Se on tärkeä indikaattori laskettaessa kuljetuskustannuksia ja valittaessa puunkuljettajaa.
Puun paino on spesifinen ja tilavuudellinen. Ominaispaino - puun massa tilavuusyksikköä kohti ottamatta huomioon lajia, kosteutta ja muita tekijöitä - on 1540 kg / m 3. Tilavuuspaino - puun tilavuusyksikön massa, kun otetaan huomioon kosteus ja lajit. Tilavuuspainon perusteella voidaan määrittää puun tiheys. Eri lajien puiden tiheys on erilainen. Myös yhden lajin puun tiheys vaihtelee suuresti maantieteellisen sijainnin ja metsätyypin mukaan.
Puun kosteuspitoisuuden kasvaessa puun tiheys kasvaa. Esimerkiksi kosteuspitoisuudessa 15% - 0,51 t / m 3 ja kosteuspitoisuudessa 70% - 0,72 t / m 3. Kosteusasteen mukaan puu jaetaan: täysin kuiva (kosteus - 0%, vain laboratorio-olosuhteissa), huonekuiva (kosteus enintään 10%), ilmakuiva (kosteus - 15-20%), tuore leikattu (kosteus 50-100%), märkä (yli 100%, varastoitaessa puuta vedessä).
Puun tiheys - rakennusmateriaalina.
Puun tiheys - puun massan suhde tilavuuteen Pw \u003d Mw / Vw
Tiheys riippuu kalliosta ja kosteudesta, yleensä määritetään taulukosta. Kaikki puulajeja on jaettu 3 ryhmään:
1) Pienitiheys P<0,5(г.см3)(сосна,ель, (пихта, кедр, осина, ольха, липа, тополь)
2) Keskitiheys 0,5
Tälle ominaisuudelle on tunnusomaista materiaalin tilavuusyksikön massa, ja sen mitat ovat kg/m3 tai g/cm3.
a) Puuaineen tiheys pd.w., g/cm, so. soluseinämateriaalin tiheys on yhtä suuri kuin: pd.v. = md.v. / vd.v., missä md.v. ja vd.v. ovat puuaineen massa g ja tilavuus cm3.
Tämä indikaattori on 1,53 g/cm3 kaikille lajeille, koska puusolujen seinämien kemiallinen koostumus on sama.
b) Absoluuttisen kuivan puun tiheys p0 on yhtä suuri kuin: p0 = m0 / v0, missä m0, v0 - vastaavasti puun massa ja tilavuus, kun W=0%.
Puun tiheys on pienempi kuin puuaineen tiheys, koska se sisältää tyhjiä tiloja (soluonteloita ja ilmalla täytettyjä solujen välisiä tiloja).
Ilmalla täytettyjen onteloiden suhteellinen tilavuus kuvaa puun huokoisuutta P: P = (v0 - vd.v.) / v0 * 100, missä v0 ja vd.v. - vastaavasti näytteen tilavuus ja sen sisältämä puuaine W=0 %:ssa. Puun huokoisuus vaihtelee välillä 40 - 80 %.
c) Märän puun tiheys: pw = mw / vw, missä mw ja vw ovat vastaavasti puun massa ja tilavuus kosteuspitoisuudella W. Puun tiheys riippuu sen kosteuspitoisuudesta. Kosteudessa W< Wпн плотность изменяется незначительно, а при увеличении влажности выше Wпн наблюдается значительный рост плотности древесины
d) Puun osakosteuspitoisuus p`w kuvaa kuivan puun määrää (massaa) märän puun tilavuusyksikköä kohti: p`w = m0 / vw, missä m0 on täysin kuivan puun massa, g tai kg; vw - puun tilavuus cm3 tai m3 tietyllä kosteuspitoisuudella W.
e) Puun perustiheys ilmaistaan absoluuttisen kuivan näytteen massan m0 suhteessa sen tilavuuteen kosteuspitoisuudessa, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin soluseinien kyllästysraja Vmax: pB = m0 / vmax. Tätä kosteudesta riippumatonta perustiheysindikaattoria käytetään laajalti raaka-aineiden laadun arvioinnissa massa- ja paperiteollisuudessa ja muissa tapauksissa.
Puun tiheys vaihtelee hyvin laajalla alueella. Venäjän ja lähiulkomaiden lajeista siperiankuusella (345), valkopajulla (415) ja tiheimmällä - puksipuulla (1040), pistaasipähkinällä (1100) on erittäin alhainen tiheys. Vieraiden lajien puun tiheyden vaihteluväli on laajempi: 100-130 (balsa) 1300 (bakout). Tiheysarvot tässä ja alla on annettu kilogrammoina kuutiometriä kohden (kg/m3).
Puun tiheyden mukaan 12 % kosteuspitoisuudessa kivet jaetaan kolmeen ryhmään: matala (P12< 540), средней (550 < P12 < 740) и высокой (P12 >740) puun tiheys.
Puun tilavuuspaino riippuu myös vuosikerroksen leveydestä. Lehtipuissa tilavuuspaino pienenee vuosirenkaiden leveyden pienentyessä. Mitä suurempi kasvurenkaan keskimääräinen leveys on, sitä suurempi on saman rodun tilavuuspaino. Tämä riippuvuus on varsin havaittavissa rengashuokoisissa kivissä ja hieman vähemmän havaittavissa hajahuokoisissa kivissä. Havupuilla havaitaan yleensä käänteinen suhde: tilavuuspaino kasvaa vuosirenkaiden leveyden pienentyessä, vaikka tähän sääntöön on poikkeuksia.
Puun tilavuuspaino pienenee rungon tyvestä yläosaan. Keski-ikäisissä mäntyissä tämä pudotus on 21 % (12 m korkeudessa), vanhoissa mäntyissä 27 % (18 m korkeudessa).
Tilavuuspainon lasku rungon korkeudella saavuttaa 15% (60-70 vuoden iässä, 12 m korkeudessa).
Puun tilavuuspainon muutoksessa rungon halkaisijalla ei ole säännönmukaisuuksia: joissain lajeissa tilavuuspaino hieman pienenee suunnassa keskeltä reunalle, toisissa hieman kasvaa.
Varhaisen ja myöhäisen puun tilavuuspainossa havaitaan suuri ero. Näin ollen varhaisen puun tilavuuspainon ja myöhäisen puun painon suhde Oregonin männyssä on 1:3, männyssä 1:2,4 ja lehtikuusessa 1:3. Siksi havupuiden tilavuuspaino kasvaa myöhäispuun sisältö.
Puun huokoisuus. Puun huokoisuudella tarkoitetaan huokosten tilavuutta prosentteina täysin kuivan puun kokonaistilavuudesta. Huokoisuus riippuu puun tilavuuspainosta: mitä suurempi tilavuuspaino, sitä pienempi huokoisuus.
Huokoisuuden likimääräiseen määritykseen voit käyttää seuraavaa kaavaa:
C \u003d 100 (1-0,65γ 0) %
missä C on puun huokoisuus %, γ 0 on absoluuttisen kuivan puun tilavuuspaino.
Taulukossa näkyy 1 m3 puun paino suhteessa kosteusprosenttiin.
Rakennustöissä, joissa käytetään havupuiden sahatavaraa, männyn ominaispainon oikeat laskelmat ovat erittäin tärkeitä. Toisin kuin muut erilaiset rakennusmateriaalit, tällä lajikkeella ei ole yhtä ominaispainoa, mikä vaikeuttaa jonkin verran valintaprosessia. Tosiasia on, että mäntypuu, kuten mikä tahansa puu, on huokoista luonnollista materiaalia. Vastaavasti männyn lajikkeesta ja kosteusprosentista riippuen männyn ominaispaino muuttuu.
Kuten edellä mainittiin, männyn tilavuuspainoon vaikuttava pääparametri on kosteus. Joten esimerkiksi vielä koskemattoman, kasvavan männyn suurin ominaispaino. Tämä johtuu siitä, että puu tarvitsee paljon kosteutta kasvaakseen. Samaan aikaan kosteus on sekä hyödyllinen aine että muiden, ei vähemmän hyödyllisten vitamiinien ja kivennäisaineiden kantaja. Kosteuden määrä riippuu täysin männyn lajikkeesta, sadonkorjuukaudesta ja paikkakunnalta. "Elävän" männyn kosteusindikaattorit voivat vaihdella 29 %:sta 81 %:iin. Alin indikaattori on vastaavasti kuivatussa männyssä, koska kosteus tässä tilassa on yleensä nolla.
Painotaulukko 1 m3 männylle sen kosteuspitoisuudesta riippuen.
Kosteusprosenttia on erittäin vaikea määrittää improvisoiduilla keinoilla. Ja tämä on erittäin tärkeä indikaattori sellaisen parametrin määrittämiseksi kuin männyn kuutiometrin ominaispaino. Yleensä nämä toimenpiteet tapahtuvat erityisissä teknologisissa laboratorioissa.
Helpoin tapa materiaalia ostettaessa on selvittää kosteuden koostumus valmistajalta. Selvitä sitten esitetyn taulukon avulla mäntykuution paino lipulla 5% - 90% ja materiaalin tiheys:
| Männyn kosteusprosentti | Ominaispaino (kg/m3) | Tiheys (g/cm3) |
| Vakio, 10-12 % | 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 |
Käytännön arvo ja merkitys.
Havupuisista rakennusmateriaaleista arvostetaan märät, kuivatut, kuivat ja kosteat männyt. Nämä termit eivät kuitenkaan anna tarkkaa kosteuden merkitystä, joten on erittäin tärkeää tietää selkeät luvut. Joten esimerkiksi kaatuneen männyn käytön vaatimuksista ei säädetä säädöksissä. Mutta tiettyjä töitä suoritettaessa GOST asettaa kosteusstandardit, esimerkiksi:
Se vaihtelee laajalla alueella jopa saman puulajin osalta. Puun tiheyden (ominaispainon) arvot ovat yleisiä lukuja. Puun tiheysarvon käytännön arvo poikkeaa annetusta taulukon keskiarvosta, eikä tämä ole virhe.
Taulukko puun tiheydestä (ominaispainosta).
riippuen puulajista
| "Handbook of Aviation Material Masses" toim. "Insinöörityö" Moskova 1975 | Kolominova M.V., Ohjeet erikoisalan opiskelijoille 250401 "Metsätekniikka", Ukhta USTU 2010 | |||
| puulajit | Tiheys puu, (kg / m 3) |
Raja tiheys puu, (kg / m 3) |
Tiheys puu, (kg / m 3) |
Raja tiheys puu, (kg / m 3) |
| eebenpuu (musta) |
1260 | 1260 | --- | --- |
| Bakout (rauta) |
1250 | 1170-1390 | 1300 | --- |
| Tammi | 810 | 690-1030 | 655 | 570-690 |
| Punainen puu | 800 | 560-1060 | --- | --- |
| Tuhka | 750 | 520-950 | 650 | 560-680 |
| Pihlaja (puu) | 730 | 690-890 | --- | --- |
| omenapuu | 720 | 660-840 | --- | --- |
| Pyökki | 680 | 620-820 | 650 | 560-680 |
| Akaasia | 670 | 580-850 | 770 | 650-800 |
| Jalava | 660 | 560-820 | 620 | 535-650 |
| Valkopokki | --- | --- | 760 | 740-795 |
| Lehtikuusi | 635 | 540-665 | 635 | 540-665 |
| Vaahtera | 650 | 530-810 | 655 | 570-690 |
| Koivu | 650 | 510-770 | 620 | 520-640 |
| Päärynä | 650 | 610-730 | 670 | 585-710 |
| Kastanja | 650 | 600-720 | --- | --- |
| Setri | 570 | 560-580 | 405 | 360-435 |
| Mänty | 520 | 310-760 | 480 | 415-505 |
| Lehmus | 510 | 440-800 | 470 | 410-495 |
| Leppä | 500 | 470-580 | 495 | 430-525 |
| Haapa | 470 | 460-550 | 465 | 400-495 |
| Paju | 490 | 460-590 | 425 | 380-455 |
| Kuusi | 450 | 370-750 | 420 | 365-445 |
| Paju | 450 | 420-500 | --- | --- |
| Hasselpähkinä | 430 | 420-450 | --- | --- |
| pähkinä | --- | --- | 560 | 490-590 |
| Kuusi | 410 | 350-600 | 350 | 310-375 |
| Bambu | 400 | 395-405 | --- | --- |
| Poppeli | 400 | 390-590 | 425 | 375-455 |
- Taulukosta näkyy puun tiheys 12 %:n kosteuspitoisuudella.
- Taulukon luvut ovat julkaisusta Handbook of Aviation Material Masses, toim. "Insinöörityö" Moskova 1975
- Päivitetty 31. maaliskuuta 2014 menetelmällä:
Kolominova M.V., Puun fysikaaliset ominaisuudet: ohjeet erikoisalan opiskelijoille 250401 "Metsätekniikka", Ukhta: USTU, 2010
ladata (lataukset: 710)
On yleisesti hyväksyttyä ilmoittaa puun tiheyden (ominaispainon) arvo puulajista riippuen. Indikaattoriksi otetaan ominaispainon keskiarvo, joka saadaan summaamalla useiden käytännön mittausten tulokset. Itse asiassa täällä on julkaistu kaksi puun tiheystaulukkoa, jotka on otettu täysin eri lähteistä. Pieni ero indikaattoreissa osoittaa selvästi puun tiheyden (ominaispainon) vaihtelun. Yllä olevan taulukon puutiheyden arvoja analysoimalla kannattaa kiinnittää huomiota ilmailuhakemiston ja yliopiston käsikirjan indikaattoreiden eroihin. Objektiivisuuden vuoksi molemmista dokumenteista on annettu puun tiheyden arvo. Lukijalla on oikeus valita ensisijaisen lähteen tärkeysjärjestys.
Erityisen yllättävää on tiheyden taulukkoarvo lehtikuusia- 540-665 kg / m3. Jotkut Internet-lähteet ilmoittavat lehtikuusen tiheydeksi 1450 kg / m 3. Ei ole selvää, ketä uskoa, mikä todistaa jälleen kerran esiin nostettavan aiheen epävarmuuden ja tutkimattomuuden. Lehtikuusi on melko raskasta materiaalia, mutta ei niin raskasta, että se uppoaa kuin kivi veteen.
Kosteuden vaikutus puun ominaispainoon
Ajopuun ominaispaino
On huomionarvoista, että puun kosteuspitoisuuden kasvaessa tämän materiaalin ominaispainon riippuvuus puulajista vähenee. Ajopuun ominaispaino (kosteus 75-85 %) on käytännössä puulajista riippumaton ja on noin 920-970 kg/m 3 . Tämä ilmiö on selitetty hyvin yksinkertaisesti. Puun ontelot ja huokoset täyttyvät vedellä, jonka tiheys (ominaispaino) on paljon suurempi kuin syrjäytyneen ilman tiheys. Suuruudessaan veden tiheys lähestyy tiheyttä, jonka ominaispaino ei käytännössä riipu puulajista. Veteen liotettujen puupalojen ominaispaino on siten vähemmän riippuvainen sen lajista kuin kuivien näytteiden tapauksessa. Tässä vaiheessa ei ole tarpeetonta muistaa, että puulle on olemassa klassisten fysikaalisten käsitteiden jako. (cm.)
Puun tiheysryhmät
Perinteisesti kaikki puulajit jaetaan kolmeen ryhmään
(puun tiheyden mukaan, kosteuspitoisuudessa 12 %):
- Kiviä, joiden tiheys on pieni(enintään 540 kg / m3) - kuusi, mänty, kuusi, setri, kataja, poppeli, lehmus, paju, haapa, musta ja valkoinen leppä, kylvökastanja, valkoinen saksanpähkinä, harmaa ja mantšuria, amurin sametti;
- Keskitiheysrodut(550-740 kg / m3) - lehtikuusi, marjakuusi, roikkuu koivu, pörröinen, musta ja keltainen, itämainen ja eurooppalainen pyökki, jalava, päärynä, kesätammi, itämainen, suo, mongoli, jalava, jalava, vaahtera, pähkinä, pähkinä, plataani, pihlaja, kaki, omenapuu, tavallinen tuhka ja mantšurialainen;
- Korkean tiheyden kivet(750 kg / m3 ja enemmän) - valkoinen ja hiekkainen heinäsirkka, rautakiivu, Kaspian heinäsirkka, valkoinen hikkori, valkopyökki, kastanjanlehtinen ja Araksinsky-tammi, rautapuu, puksipuu, pistaasipähkinä, humalavalveli.
Puun tiheys ja sen lämpöarvo
Puun tiheys (ominaispaino) on sen lämpöenergia-arvon pääindikaattori. Suhde täällä on suora. Mitä tiheämpi puulajin puurakenne on, sitä palavampaa puumaista ainetta se sisältää ja sitä kuumemmaksi nämä puut muuttuvat.
Erilaisia puurakenteita suunniteltaessa käytetään usein sellaista indikaattoria kuin sen puutavaran paino, josta ne on tarkoitus tehdä. Näyttää siltä, että tällaisia tietoja voidaan saada erikoistuneista hakemistoista. Tällaisessa kirjallisuudessa kuitenkin valitettavasti ilmoitetaan usein vain tangon tai esimerkiksi laudan 1 m 3:n paino. Puutavaraa ei usein osteta kuutiometreinä, vaan yksinkertaisesti kappaleittain.
Puuntyöstöpajoissa myytävän puun pituus voi vaihdella. Mutta useimmiten tällaiset yritykset myyvät sahatavaraa väestölle 6 m. Joten mikä voi olla esimerkiksi luonnollisen kosteuden palkin paino 150x150x6000 mm? Selvittääksesi sinun on suoritettava joitain yksinkertaisia riippumattomia laskelmia.
Mikä määrittää puun painon
On selvää, että mitä enemmän puu sisältää kosteutta, sitä raskaampaa se on. Tällaisen puutavaran paino ei kuitenkaan riipu vain tästä tekijästä. Laskelmia suoritettaessa on tässä tapauksessa välttämätöntä ottaa huomioon itse puulajin ominaisuudet. Itse asiassa esimerkiksi tammipuu on joka tapauksessa raskaampaa kuin koivupuu.
Mitä on luonnollinen kosteus
Joten kuinka laskea tietyn rodun luonnollisen kosteuden puupalkin paino 150x150x6000 mm? Tällaisten laskelmien tekeminen ei itse asiassa ole liian vaikeaa. Ennen kuin jatkat laskelmia, on kuitenkin syytä päättää "luonnollisen kosteuden" käsitteestä.
Rakentamisessa ja erilaisten tuotteiden valmistuksessa käytetään vain puuta, jonka kosteuspitoisuus on enintään 12-15%. Ja jopa tällaiset laudat ja puutavara kuivataan useimmissa tapauksissa lisäksi jonkin aikaa ennen käyttöä.
Vain sahatun puun kosteuspitoisuus on tietysti erittäin korkea. Joka tapauksessa 12-15% sen korosta ylittää merkittävästi. Tätä kosteutta kutsutaan yleisesti luonnolliseksi. Eli meidän on viime kädessä selvitettävä vasta sahatusta puusta valmistetun vakiopituisen puisen bursan paino, jonka poikkileikkaus on 15x15 cm.
Otamme rodun huomioon
Perusteet tällaisen toimenpiteen suorittamiselle tulisi ottaa puutavaran painojen taulukosta kuutiometreinä.
Suorita laskelmat tässä tapauksessa seuraavasti:
selvitä tietyn pituisten ja poikkileikkausten tankojen lukumäärä 1 m 3:ssä;
yksinkertaisella jaolla lasketaan yhden tällaisen puutavarayksikön massa.
Yhdessä kuutiometrissä puuta, jonka mitat ovat 150x150x6000 mm, on siis 1: 0,15: 0,15: 0,15: 6 = 7,4 kappaletta. Palkin painon selvittämiseksi tässä tapauksessa tarvitset:
katso tämän tietyn puulajin kuutiometrin paino;
jaa tämä parametri palkkien määrällä kuutiometrissä.
Esimerkiksi 15 %:n kosteuspitoisuudella 1 m 3 mäntypuuta painaa yllä olevan taulukon mukaan 440 kg. Eli laskelma tässä tapauksessa näyttää tältä:
440 / 7,4 = 59,5 kg.
On myös helppo määrittää, että saman kosteuspitoisuuden omaavasta lehtikuusta olevan tangon 150x150x6000 mm paino on 90,5 kg. Haapalla tämä luku on 67,6 kg.
Ohjeet luonnonkosteisen puun painon laskemiseen 150x150x6000 mm
Näin ollen tietyn kosteuspitoisuuden omaavan puun painon selvittäminen ei ole liian vaikeaa. Tätä varten sinun tarvitsee vain ratkaista kaksi yksinkertaista matemaattista esimerkkiä. Mutta mikä on luonnollisen kosteuden tangon 150x150x6000 mm paino? Tämän määrittämiseksi sinun on muun muassa tiedettävä itse viimeinen indikaattori tietylle puutyypille.
Voit saada tällaisia tietoja myös erikoistaulukoista. Joten esimerkiksi männyn luonnollinen kosteuspitoisuus on 60-100%, lehtikuusi - 50-70%, koivu - 70-90%. Nämä parametrit tulee tässä tapauksessa ottaa huomioon painon laskemiseksi. Tässä tapauksessa ilmeisistä syistä on mahdotonta tehdä tarkkoja laskelmia.
Joten kuinka paljon palkki painaa 150x150x6000 mm luonnollista kosteutta? Yllä olevan taulukon tietojen perusteella:
tällaisten mittojen mäntypalkit painavat 580/7,4 = 78,3 (60 %) - 730/7,4 = 98,6 (100 %) kg;
lehtikuusta 150x150x6000 mm luonnollisen kosteuden tangon paino vaihtelee välillä 820 / 7,4 = 110,8 kg - 930 / 7,4 = 125,7 kg.
Samalla tavalla on mahdollista laskea sellaisen luonnollisen kosteuden palkit mille tahansa muulle kivelle.
Tietty painovoima
Puun tiheyttä on vain kahta tyyppiä:
tilavuuspaino (itse puun fyysisen kappaleen tiheys);
tietyt suoraan puukuidut).
Yllä tarkasteltiin menetelmää palkin 150x150x6000 tilavuuspainon tarkalleen määrittämiseksi. Luonnollinen kosteus tai sellaisissa laskelmissa annettu on tärkeä indikaattori. Todellakin, tässä tapauksessa paino riippuu myös puurakenteen sisältämän kosteuden määrästä. Mutta haluttaessa voit myös laskea palkkien ominaistiheysindeksin.
Voit tehdä tämän käyttämällä yllä olevaa taulukkoa. Laskelmat suoritetaan tässä tapauksessa ottamatta huomioon kosteutta. Eli laskeaksesi sinun on löydettävä tietyn kokoisten säteiden lukumäärä kuutiometrissä ja yksinkertaisesti jaettava indikaattori taulukosta saadulla numerolla.
Siten männylle 520 / 7,4 = 70,3 kg - tämä on puun ominaispaino 150x150x6000. Luonnollista kosteutta - sallittua toiminnallista tai muuta - ei tässä tapauksessa oteta huomioon millään tavalla.
Ladataan...