- Grupy gatunków drzew
- Zależne od wilgotności
- Wpływ na jakość drewna
Gęstość drewna jest jedną z głównych cech metra sześciennego materiału, która jest brana pod uwagę przy obliczaniu konstrukcji i wyborze surowców do produkcji. różne produkty. Pojęcie to odnosi się do stosunku masy materiału do zmierzonej objętości.
Jaka jest gęstość lasu?
U różne rasy drzewa mają w przybliżeniu ten sam skład, więc w postaci suchej bezwzględny ciężar właściwy dla wszystkich będzie warunkowo taki sam. Jego średnia wartość wynosi 1,54 (wartość bezwymiarowa). Ale tabela gęstości drewna pokazuje własne liczby dla różnych gatunków. Faktem jest, że w stanie całkowicie suchym pomiar parametru absolutnego jest prawie niemożliwy. Aby to zrobić, należy całkowicie pozbyć się wilgoci z badanej próbki i wyeliminować puste przestrzenie powietrzne. W praktyce, jak się okazało, parametr jest trudny do ustalenia i nie nadaje się do obliczeń.
Aby określić gęstość tarcicy, bardziej odpowiednie jest obliczenie jej ciężaru właściwego.
Wpływ na to ma:
- wilgotność;
- porowatość skały.
Środek ciężkości drewno ma postać średniej wartości obliczeń gęstości w różnych jego stanach. Liczba ta może się nieznacznie różnić w zależności od źródeł. Różnica wynika ze zmian poziomu wilgoci wewnątrz bagażnika. Aby uniknąć nieporozumień, prezentujemy tabelę ze średnimi wartościami ciężaru właściwego dla każdego indywidualnego poziomu wilgoci dla różnych gatunków drewna w kolejności rosnącej.
Tabela gęstości drewna przy różnych poziomach wilgotności (kg/m3)
Grupy gatunków drzew
Zazwyczaj wartość tabelaryczną gęstości drewna i innej tarcicy mierzy się przy wilgotności 12%. W zależności od uzyskanej wartości gatunki drzew dzieli się na 3 grupy:
- Z niewielkim masa objętościowa(mniej niż 540 kg/m3). Należą do nich drzewa gatunki iglaste: sosna, świerk, jodła, cedr i niektóre gatunki liściaste. Są to wszelkiego rodzaju olchy, topole, lipy, osiki, kasztanowce.
- O średnim ciężarze właściwym 550–740 kg/m3: buk, wiąz (wiąz), modrzew, wszystkie gatunki klonu, jarzębina, jabłoń, jesion.
- Z wysoki poziom gęstość powyżej 750 kg/m3: brzoza, dąb (Araksin, kasztanowiec), grab, dereń, pistacja.
Oczywiście jest to niepełna lista ras. Na podstawie wartości gęstości drewna wskazanych w tabeli można określić, czy gatunek należy do danej grupy.
Zależne od wilgotności
Całe drewno zawiera wodę. Od jego ilości zależy przede wszystkim gęstość drewna i innych surowców: im więcej wilgoci w produkcie, tym większa waga w mierzonej objętości.
Ciężar właściwy drewna w tabeli podano w wartościach średnich, ponieważ ilość wilgoci w jednej objętości stale się zmienia - jest to wartość względna.
Zmiany zachodzą na skutek:
- zewnętrzny warunki atmosferyczne(deszcz, mgła, śnieg);
- czynnik antropogeniczny (zamoczenie na skutek działalności człowieka).
Zatem całkowicie sucha deska praktycznie nigdy się nie zdarza. Wilgotność drewna zawsze powyżej 0%. Wskaźnik ten można określić za pomocą specjalnego urządzenia - wilgotnościomierza.
Wpływ na jakość drewna
Średni ciężar właściwy jest główną cechą surowców przy przeprowadzaniu obliczeń, ponieważ wartość ta zawiera średnią ocenę badań tarcicy w różnych stanach nasycenia wodą.
Zgodnie z prawami fizyki obliczona gęstość jest bezpośrednio związana z wytrzymałością materiału: im wyższy ciężar właściwy objętości produktu, tym większe obciążenie może wytrzymać. Zasada ta dotyczy również drewna.
Spójrzmy na przykład:
- Dąb ma wysoki ciężar właściwy i słynie z niezawodności i trwałości. Prawie nie ma pustych porów, cała objętość wypełniona jest mocnymi włóknami drzewnymi i wilgocią. Wykonane z dębu konstrukcje nośne domy i obiekty przemysłowe. Drewno o wysokim ciężarze właściwym jest sztywne i praktycznie się nie wygina.
- Belki cedrowe i brzozowe mają niską masę objętościową, dlatego nie stosuje się ich do tworzenia elementów nośnych ramy konstrukcji. Te rasy są bardziej odpowiednie dla prace wykończeniowe, gdzie obciążenie produktów jest minimalne. Drewno o niskiej porowatości jest plastyczne i podatne na gięcie.
Zależność pomiędzy gęstością a przewodnością cieplną
Ten wskaźnik jest ważny przy wyborze drzewa podczas przygotowywania drewna opałowego. Zależność jest bezpośrednia: im wyższy wskaźnik gęstości, tym więcej paliwa jest w bryłach, tym dłużej będą się palić. Nazywa się gatunki drzew o wysokim stosunku masy do objętości paliwo stałe. Długo się palą, dają dobre ciepło, ale ze względu na gęstą strukturę trudno je przekłuć. Zaletą drewna opałowego i paliwa z lekkich gatunków drzew jest ich elastyczność w piłowaniu i cięciu, ale posiadają stosunkowo niewielki zapas energii. Pola będą się palić znacznie krócej.
Rozróżnia się ciężar właściwy drewna (masa drzewna z litego drewna bez pustych przestrzeni) i ciężar właściwy drewna ciało fizyczne. Ciężar właściwy substancji drzewnej jest większy od jedności i w niewielkim stopniu zależy od rodzaju drewna; średnio przyjmuje się 1,54. Ciężar właściwy substancji drzewnej jest ważny przy określaniu porowatości drewna. Konwencjonalny ciężar objętościowy ma tę przewagę nad ciężarem objętościowym, że nie zależy od wielkości skurczu i nie wymaga przeliczania na wilgotność 15%. Pozwala to znacznie uprościć obliczenia i zapewnić bardziej jednolite wyniki przy wyznaczaniu warunków γ kilku próbek.
Klasyfikacja skał ze względu na gęstość
Wartości gęstości różnych rodzajów drewna różnią się dość znacznie. W oparciu o standardową wilgotność skały dzieli się zwykle na trzy grupy:
– gatunki o małej gęstości (540 kg/m3 i mniej): drzewa iglaste – sosna, świerk (wszystkie rodzaje), jodła (wszystkie rodzaje), cedr (wszystkie rodzaje), jałowiec pospolity; z drzew liściastych - topola (wszystkie rodzaje), lipa (wszystkie rodzaje), wierzba (wszystkie rodzaje), olcha czarna i biała, kasztanowiec, orzech biały, szary i mandżurski, aksamit amurski;
– gatunki średniej gęstości (540-740 kg/m3): drzewa iglaste – modrzew (wszystkie rodzaje), cis; z liściastych - opadających, puszystych, czarno-żółtych; buk wschodni i europejski, wiąz, grusza, dąb letni, wschodni, bagienny, mongolski; wiąz, wiąz, klon (wszystkie rodzaje), leszczyna, orzech włoski, platan, jarzębina, persymona, jabłoń pospolita i mandżurska;
– rasy wysoka gęstość(750 kg/m3 i więcej): akacja biała i piaskowa, akacja żelazna, szarańcza kaspijska, orzesznik biały, grab, kasztanowiec i dąb araksiński, żelazne drewno, bukszpan, pistacja, grab chmielowy.
Wśród gatunków obcych znajdują się takie, których drewno charakteryzuje się zarówno bardzo małą gęstością (balsa – 120 kg/m3), jak i bardzo dużą gęstością (backout – 1300 kg/m3).
W tabelach System państwowy standardowe dane referencyjne (GSSSD), opublikowane przez Gosstandart z Rosji („Drewno. Wskaźniki właściwości fizyczne i mechaniczne małe próbki bez wad”), dostarcza bardziej szczegółowych informacji na temat gęstości drewna, wskazując rodzaj gatunku drzewa i obszar jego wzrostu.
Gęstość kory badano znacznie rzadziej niż gęstość drewna. Dostępne dane są bardzo zróżnicowane.
Porównanie tych danych ze średnią gęstością drewna przy normalnej wilgotności pokazuje, że gęstość kory sosny jest o 30-35% większa niż drewna, świerku - 60-65%, a brzozy - 15-20%.
Wpływ struktury drewna na jego właściwości
Na gęstość drewna duży wpływ ma także zawarta w nim woda. Po pierwsze zwiększa masę próbki, po drugie pęcznienie ścian komórkowych w wodzie powoduje zmianę objętości próbki. Dlatego gęstość drewna określa się albo przy braku wody, albo przy pewnym jej ułamku masowym w drewnie. Całkowicie wysuszone próbki aktywnie absorbują parę wodną z otaczającego powietrza i w niektórych przypadkach wygodniej jest posługiwać się próbkami drewna, które zawierają znaną ilość wody i znajdują się we względnej równowadze z otaczającą atmosferą. W obliczeniach technologicznych czasami wykorzystuje się gęstość podstawową drewna, która jest stosunkiem masy próbki drewna całkowicie suchego do jego objętości w stanie najbardziej spęczniałym. Stan ten jest typowy dla drewna świeżo ściętego i drewna poddanego obróbce długo w kontakcie z wodą. W tym przypadku faktycznie określa się podstawową gęstość względną; jednakże przyrównując 1 g wypartej wody do objętości 1 cm3, przekształcają ją z wielkości bezwymiarowej w ilość posiadającą wymiar.
Gatunki drzew charakteryzują się pewnymi wartościami gęstości drewna, na które wpływają warunki wzrostu. W zależności od gatunku botanicznego gęstość drewna jest bardzo zróżnicowana. Na przykład dla gatunków drzew pospolitych w Rosji gęstość całkowicie suchego drewna waha się od 350 kg/m3 dla jodły syberyjskiej do 920 kg/m3 dla brzozy żelaznej.
Na podstawie gęstości drewna przy wilgotności 12% wszystkie gatunki domowe dzieli się na trzy grupy: o niskiej gęstości (540 kg/m3 i mniej) - świerk, jodła, sosna, cedr sosna, topola, wierzba, lipa, olcha ; średnia gęstość (550...740 kg/m3) - modrzew, brzoza, buk, dąb, wiąz, klon, jesion; duża gęstość (750 kg/m3 i więcej) - akacja, grab, poszczególne gatunki brzoza, dąb, jesion. Należy zauważyć, że drewno iglaste, z wyjątkiem modrzewia i niektórych gatunków sosny, ma niską gęstość. 
Ściśle z tym powiązana jest właściwość przepuszczalności cieczy i gazów. Przepuszczalność drewna charakteryzuje jego zdolność do przepuszczania cieczy lub gazów pod ciśnieniem, co jest bardzo ważne w procesach obróbki drewna. Przepuszczalność drewna wynika z istnienia w drewnie systemu wnęk komórkowych i przestrzeni międzykomórkowych komunikujących się poprzez pory. Jak już wspomniano, sucha ściana komórkowa ma niską porowatość, a jej składniki albo znajdują się w obszarach krystalicznych, albo są w stanie szklistym, co sprawia, że ściana komórkowa jest praktycznie nieprzepuszczalna dla środowisk niepolarnych. W cieczach polarnych ściany komórkowe znacznie pęcznieją i zwiększa się ich porowatość. Ze względów technologicznych najważniejsza jest przepuszczalność wody i gazoprzepuszczalności. Ponieważ istnieje dobra korelacja między tymi cechami, a badanie drewna pod kątem przepuszczalności gazów wymaga w praktyce znacznie mniej czasu na ocenę przepuszczalności drewna, często określa się jego przepuszczalność gazów.
Przepuszczalność drewna, szacowana na podstawie masowego lub objętościowego natężenia przepływu cieczy lub gazu przez jednostkową powierzchnię próbki drewna, jest maksymalna w kierunku osiowym, tj. wzdłuż włókien. Jest kilkakrotnie wyższy niż w drzewach iglastych, ponieważ pokrywa się z kierunkiem naczyń. Przepuszczalność przez włókna jest znacznie mniejsza i na tym wielki wpływ dostarczać promienie rdzeniowe. Tworzenie się dojrzałej, zwłaszcza twardzieli, zmniejsza przepuszczalność, a u niektórych gatunków twardziel staje się wodoodporna.
Jaka jest gęstość dębu, buku i innych gatunków?
W opisach drzwi wewnętrzne i gatunku drzewa, z którego są wykonane, często pojawia się określenie „gęstość drewna”. Opisy są dobre, ale nie zapewniają tak jasnego zrozumienia jak liczby – co oznacza „trochę ściślej”? Wartości w postaci liczb dają dokładny obraz, na podstawie którego sam możesz zdecydować, które drewno najlepiej nadaje się do wykonania drzwi wewnętrznych. 
Zanim przejdziemy do liczb, zdefiniujmy, jaka jest gęstość drewna i dlaczego warto ją znać.
Gęstość drewna to stosunek jego masy do objętości. Mówiąc najprościej, im więcej waży metr sześcienny drewna, tym jest ono gęstsze. Gęstość drewna, zwana , zależy od wilgotności, dlatego zwyczajowo operuje się wartościami uzyskanymi przy wilgotności 12%.
Rozwiązaliśmy pierwsze pytanie, przejdźmy do drugiego. Gęstość drewna wpływa bezpośrednio na dwa ważne właściwości- wytrzymałość i higroskopijność. Gęste drewno ma wyższą wytrzymałość i w większości przypadków higroskopijność. To drugie określenie oznacza, że drzwi wykonane z drewna o dużej gęstości są bardziej podatne na zmiany wilgotności – każdy wie, że drewno ma tendencję do wchłaniania wilgoci i rozszerzania się. Z tego powodu drzwi z osiki, lipy czy sosny, umieszczone na samym dole stołu, stosowane są w saunach i łaźniach, gdzie drzwi bukowe po prostu przestają się zamykać.
Wartości podano w gramach na centymetr sześcienny (g/cm3) przy wilgotności 12%. Należy pamiętać, że w niektórych przypadkach podawane są wartości średnie.
Krótki opis właściwości drewna: Grab.
Grab jest najszerzej rozpowszechniony w Europie, Azji Mniejszej i Iranie. Drewno jest błyszczące, ciężkie, lepkie. Kolor: biało-szary. Gęstość: 750 kg/m (sześcian). Twardość Brinella: 3,5.
Lacewood. Jedno z najpiękniejszych australijskich drzew. Kolor jest jasnobrązowy z charakterystycznym usłojeniem. Gęstość: 910-1050 kg/m (kostka). Twardość Brinella: 5,5. Paduc. z jasną, pozytywną energią. Kolor: Jasnożółto-czerwony do ciemno-ceglastego, nakrapiany ciemniejszymi liniami. Gęstość: 850-950 kg/m (kostka). Twardość Brinella: 4,2.
Wenge. Ojczyzna tropikalnej dżungli z drewna wenge Afryka Zachodnia aż do Zairu. Struktura materiału jest duża, równomiernie usłojona, drewno jest dekoracyjne, a jednocześnie ciężkie i odporne na nacisk i zginanie. Kolor: Złocistobrązowy do bardzo ciemnobrązowego z czarnymi smugami. Gęstość: 850-900 kg/m (kostka). Twardość Brinella: 4,1.
Tigerwood (drzewo tygrysie). Rośnie w zachodniej Afryce tropikalnej. Kolor: Żółtawo-brązowy, czasami zaznaczony ciemnymi paskami zwanymi „żyłkami”. Gęstość: 800-900 kg/m (kostka). Twardość Brinella: 4,1.
Cocobolo. Wysoka stabilność przy zmianie wilgotności. Kolor: ciemna, głęboka czerwień z czarnymi, nieregularnymi paskami. Jasna, wyrazista, piękna tekstura. Gęstość: 800-980 kg/m (kostka). Twardość Brinella: 4,35.
Drzewo różane. Drewno jest bardzo gęste i ciężkie, dobrze się poleruje i tonie we wkładzie. Kolor: atrakcyjny jasnobrązowy z fioletowo-liliowym odcieniem. Gęstość: 1000 kg/m (kostka). Twardość Brinella: 5,5.
Yarra. Nazwa jednej z ponad 500 odmian australijskiego eukaliptusa. Kolor: wszystkie odcienie czerwieni, od czerwono-różowego do ciemnoczerwonego. Z biegiem czasu yarra ciemnieje, a jej kolor może przybierać bardzo różne odcienie. Gęstość: 820-850 kg/m (kostka). Twardość Brinella: 5,0.
Gruszka. Drewno jest gęste, twarde, łatwe w obróbce i rzadko pęka. Kolor: od żółtawo-białego do brązowo-czerwonego. Aby zwiększyć twardość, drewno gruszy zanurza się w wodzie i długo trzyma, po czym długo suszy w warunki naturalne. Po wyschnięciu nabiera brązowawego odcienia. Gęstość: 700 kg/m (sześcian). Twardość Brinella: 3,4. Dąb (bejcowany). Drewno jest mocne, trwałe, odporne na wpływy zewnętrzne. Po długim (50 do 300 lat) moczeniu (bejcowaniu) bez tlenu drewno nabiera aksamitnej czarnej barwy. Kolor: czarny.
Cenny dąb bagienny materiał drzewny. Przez tysiące lat na dnie zbiorników znajdowały się zapadnięte pnie dębów, gdzie bez dostępu powietrza w procesie bejcowania nabrały wytrzymałości nie gorszej niż kamień. Sama natura daje mu siłę, trwałość i niepowtarzalność schemat kolorów. Gęstość: 750 kg/m (sześcian). Twardość Brinella: 3,8. Bukszpan. Drewno jest twarde jak kość, jego ciężar właściwy jest większy od ciężaru właściwego wody, bukszpan tonie w wodzie. Dlatego stosuje się go do produkcji części, w których wymagana jest znaczna sztywność. Kolor: jasnożółty, matowy. Gęstość: 1350 kg/m (sześcian). Twardość Brinella: powyżej 8,0. Makassar. Rodzaj hebanu powszechny w Azji Południowo-Wschodniej. Kolor: ciemny brąz z czarnymi żyłkami. ma bardzo piękna tekstura. Gęstość: 1000 kg/m (sześcian). Twardość Brinella: 7,0.
Ebena. W handlu istnieje wiele odmian hebanu. Najrzadszy i najdroższy rośnie tylko w krajach Afryki Środkowej. Tak drogi, że płaci się za niego w kilogramach. Dostawy eksportowe afrykańskiego hebanu są ograniczone i całkowicie kontrolowane przez rządy krajów, w których jest on wydobywany. Drewno jest bardzo gęste i ciężkie, tonie w wodzie. Kolor: ciemnobrązowy do aksamitnie czarnego z charakterystycznymi jaśniejszymi (lub jasnobrązowymi) podłużnymi żyłkami. Gęstość: 1200 kg/m (kostka). Twardość Brinella: powyżej 8,0. Jatoba. Nazywana jest także wiśnią brazylijską. Drewno jest ciężkie, trwałe, twarde, a jednocześnie zaskakująco elastyczne. Jest trudny w obróbce, ale można go zeszlifować i wypolerować niemal do perfekcji lustrzany połysk. Kolor: Gęstość: 960 kg/m (kostka). Twardość Brinella: 4,8. Zebrano. Rośnie w Gabonie i Kamerunie. Drewno jest twarde i ciężkie. Powierzchnia jest błyszcząca, tekstura jest nieco szorstka. Kolor: jasnozłoty z wąskimi smugami od ciemnobrązowego do prawie czarnego. Gęstość: 900 kg/m (sześcian). Twardość Brinella: 4,5. Kewasingo. Rośnie od Afryki równikowej, od Kamerunu i Gabonu po Kongo. Drzewo do 35-40 m wysokości, średnica pnia do 1,5-2 m. Drewno ma barwę od czerwonobrązowej do ciemnoczerwonej. Ma piękny rysunek tekstury. Gęsty, twardy, stabilny. Gęstość: 820-850 kg/m (kostka). Twardość Brinella: 5,0.
Grab czarny. Uprawiana w górach Kaukazu. Drzewo ścinano zimą, gdy ustał wypływ soków. Sekret malarstwa przekazywany jest z pokolenia na pokolenie. Kolor: czarny. Gęstość: 700 kg/m (kostka). Twardość Brinella: 3,4. Merbau. Rośnie Azja Południowo-Wschodnia(Malezja, Indonezja, Filipiny). Głównymi zaletami merbau jest to, że zawiera w porach substancje oleiste, jest bardzo twardy, odporny na wilgoć i nie wysycha zbytnio. W trakcie użytkowania merbau przyciemnia się, szczególnie w jasnych obszarach, w wyniku czego koloryt drewna jako całości zostaje wyrównany. Kolor: brązowy, od tonacji jasnej do ciemnej, miejscami przeplatany żółtymi żyłkami. Gęstość: 840 kg/m3 Twardość Brinella: 4,1. Popiół. Drewno jest ciężkie, twarde i bardzo trwałe. Posiadający wytrzymałość i jedną z najcenniejszych skał na świecie do produkcji sprzęt sportowy. Gęstość: 700 kg/m (kostka). Twardość Brinella: 4,0-4,1.
Gęstość drewna przy różnych poziomach wilgotności
Jednym z najważniejszych czynników przy organizacji transportu drewna jest gęstość drzewa. Jest to ważny wskaźnik przy kalkulacji kosztów transportu i wyborze ciężarówki do przewozu drewna.
Waga drewna może być konkretna lub objętościowa. Ciężar właściwy - masa jednostki objętości drewna bez uwzględnienia gatunku, wilgotności i innych czynników - wynosi 1540 kg/m3. Masa objętościowa - masa jednostkowej objętości drewna z uwzględnieniem wilgotności i gatunku. Na podstawie masy objętościowej można określić gęstość drzewa. Gęstość drzew różnych gatunków jest różna. Również zagęszczenie drzew jednego gatunku jest bardzo zmienne, w zależności od położenia geograficznego i rodzaju lasu.
Wraz ze wzrostem wilgotności drewna wzrasta gęstość. Przykładowo przy wilgotności 15% – 0,51 t/m3, a przy wilgotności 70% – 0,72 t/m3. Według stopnia wilgotności drzewo dzieli się na: całkowicie suche (wilgotność - 0%, tylko w warunkach laboratoryjnych), suche w pomieszczeniu (wilgotność do 10%), suche na powietrzu (wilgotność - 15-20%), świeżo ścięty (wilgotność 50-100%), mokry (ponad 100%, przy przechowywaniu drewna w wodzie).
Gęstość drewna jest surowcem budowlanym.
Gęstość drewna - stosunek masy drewna do objętości Рw=Mw/Vw
Gęstość zależy od skały i wilgotności, zwykle określana na podstawie tabeli. Wszystko gatunki drzew dzielą się na 3 grupy:
1) P. o niskiej gęstości<0,5(г.см3)(сосна,ель, (пихта, кедр, осина, ольха, липа, тополь)
2) Średnia gęstość 0,5
Właściwość ta charakteryzuje się masą jednostkowej objętości materiału i ma wymiar w kg/m3 lub g/cm3.
a) Gęstość substancji drzewnej pd.v., g/cm, tj. gęstość materiału ściany komórkowej jest równa: pd.v. = md.v. / vd.v., gdzie md.v. i vd.v. - odpowiednio masa g i objętość cm3 substancji drzewnej.
Wskaźnik ten wynosi 1,53 g/cm3 dla wszystkich gatunków, ponieważ skład chemiczny ścian komórkowych drewna jest taki sam.
b) Gęstość całkowicie suchego drewna p0 jest równa: p0 = m0 / v0, gdzie m0, v0 to odpowiednio masa i objętość drewna przy W = 0%.
Gęstość drewna jest mniejsza niż gęstość substancji drzewnej, ponieważ zawiera puste przestrzenie (wnęki komórkowe i przestrzenie międzykomórkowe wypełnione powietrzem).
Względna objętość wnęk wypełnionych powietrzem charakteryzuje porowatość drewna P: P = (v0 - vd.v.) / v0 * 100, gdzie v0 i vd.v. - odpowiednio objętość próbki i zawarta w niej substancja drzewna przy W = 0%. Porowatość drewna waha się od 40 do 80%.
c) Gęstość mokrego drewna: pw = mw / vw, gdzie mw i vw to odpowiednio masa i objętość drewna przy wilgotności W. Gęstość drewna zależy od jego wilgotności. Przy wilgotności W< Wпн плотность изменяется незначительно, а при увеличении влажности выше Wпн наблюдается значительный рост плотности древесины
d) Wilgotność cząstkowa drewna p`w charakteryzuje zawartość (masę) suchego drewna na jednostkę objętości mokrego drewna: p`w = m0 / vw, gdzie m0 jest masą całkowicie suchego drewna, g lub kg; vw to objętość, cm3 lub m3 drewna przy danej wilgotności W.
e) Gęstość zasadową drewna wyraża się stosunkiem masy całkowicie suchej próbki m0 do jej objętości przy zawartości wilgoci równej lub wyższej od granicy nasycenia ścian komórkowych Vmax: pB = m0 / vmax. Ten podstawowy wskaźnik gęstości, niezależny od wilgotności, znajduje szerokie zastosowanie do oceny jakości surowców w przemyśle celulozowo-papierniczym i nie tylko.
Gęstość drewna zmienia się w bardzo szerokim zakresie. Wśród gatunków Rosji i krajów sąsiednich drewnem o bardzo małej gęstości jest jodła syberyjska (345), wierzba biała (415), a najgęstszy jest bukszpan (1040), rdzeń pistacjowy (1100). Zakres zmian gęstości obcych gatunków drewna jest szerszy: od 100-130 (balsa) do 1300 (backout). Wartości gęstości tutaj i poniżej podane są w kilogramach na metr sześcienny (kg/m3).
Ze względu na gęstość drewna przy wilgotności 12% gatunki dzieli się na 3 grupy: niskie (P12< 540), средней (550 < P12 < 740) и высокой (P12 >740) gęstość drewna.
Masa objętościowa drewna zależy również od szerokości warstwy rocznej. U drzew liściastych masa objętościowa maleje wraz ze zmniejszaniem się szerokości warstw rocznych. Im większa jest średnia szerokość słoja wzrostu, tym większa jest masa objętościowa tej samej rasy. Zależność ta jest bardzo zauważalna w skałach pierścieniowoporowych i nieco mniej zauważalna w skałach o porach otwartych. W przypadku drzew iglastych zwykle obserwuje się odwrotną zależność: masa objętościowa wzrasta wraz ze zmniejszaniem się szerokości słojów, choć zdarzają się wyjątki od tej reguły.
Masa objętościowa drewna zmniejsza się od podstawy pnia do góry. U sosen średniowiecznych spadek ten sięga 21% (na wysokości 12 m), u sosen starych sięga 27% (na wysokości 18 m).
Spadek masy objętościowej na wysokości pnia sięga 15% (w wieku 60-70 lat, na wysokości 12 m).
Nie ma prawidłowości w zmianach masy objętościowej drewna wzdłuż średnicy pnia: u niektórych gatunków masa objętościowa nieznacznie maleje w kierunku od środka do obwodu, u innych nieznacznie wzrasta.
Dużą różnicę obserwuje się w masie objętościowej drewna wczesnego i późnego. Zatem stosunek masy objętościowej drewna wczesnego do masy drewna późnego u sosny oregońskiej wynosi 1: 3, w sośnie 1: 2,4, u modrzewia 1: 3. Dlatego u gatunków iglastych masa objętościowa wzrasta wraz ze wzrostem w zawartości drewna późnego.
Porowatość drewna. Porowatość drewna odnosi się do objętości porów wyrażonej jako procent całkowitej objętości całkowicie suchego drewna. Porowatość zależy od masy objętościowej drewna: im większa masa objętościowa, tym mniejsza porowatość.
Aby w przybliżeniu określić porowatość, można skorzystać z następującego wzoru:
C = 100 (1-0,65γ 0)%
gdzie C jest porowatością drewna w%, γ 0 jest masą objętościową całkowicie suchego drewna.
Tabela pokazuje wagę 1 m3 drewna w stosunku do procentowej wilgotności.
Podczas prac budowlanych, w których wykorzystuje się tarcicę z drzew iglastych, bardzo ważne jest prawidłowe obliczenie ciężaru właściwego drewna sosnowego. W przeciwieństwie do innych różnych materiałów budowlanych, ta odmiana nie ma jednego ciężaru właściwego, co nieco komplikuje proces selekcji. Faktem jest, że drewno sosnowe, jak każde drewno, jest materiałem naturalnym porowatym. Odpowiednio, w zależności od rodzaju sosny i procentu wilgotności, zmienia się ciężar właściwy sosny.
Jak wspomniano powyżej, głównym parametrem wpływającym na masę objętościową sosny jest wilgotność. Na przykład najwyższy ciężar właściwy występuje w wciąż nietkniętej, rosnącej sosnie. Wynika to z faktu, że drzewo wymaga do wzrostu dużej wilgotności. Jednocześnie wilgoć jest zarówno użyteczną substancją, jak i nośnikiem innych, nie mniej przydatnych witamin i minerałów. Ilość wilgoci zależy całkowicie od rodzaju sosny, sezonu zbiorów i obszaru. Poziom wilgotności „żywej” sosny może wahać się od 29% do 81%. Odpowiednio najniższy wskaźnik dotyczy suszonej sosny, ponieważ wilgotność w tym stanie dąży do zera.
Tabela wagi 1 m3 sosny w zależności od jej wilgotności.
Bardzo trudno jest określić procent wilgoci za pomocą improwizowanych środków. Jest to bardzo ważny wskaźnik przy określaniu takiego parametru, jak ciężar właściwy metra sześciennego sosny. Zazwyczaj procedury te przeprowadzane są w specjalnych laboratoriach technologicznych.
Najłatwiejszym sposobem zakupu materiału jest sprawdzenie zawartości wilgoci u producenta. Następnie, korzystając z przedstawionej tabeli, znajdź wagę kostki sosnowej z flagą od 5% do 90% i gęstość materiału:
| Procent wilgoci sosny | Ciężar właściwy (kg/m3) | Gęstość (np/cm3) |
| Standardowy, 10 do 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 |
Praktyczne znaczenie i znaczenie.
Wśród iglastych materiałów budowlanych cenione są sosny mokre, suszone, suche i wilgotne. Jednakże terminy te nie podają konkretnej, dokładnej wartości wilgotności, dlatego niezbędna jest znajomość jednoznacznych liczb. Na przykład wymagania dotyczące wykorzystania opadłej sosny nie są przewidziane w aktach prawnych. Ale podczas wykonywania określonych prac GOST ustala standardy wilgotności, na przykład:
Różni się znacznie nawet w przypadku jednego gatunku drewna. Wartości gęstości (ciężaru właściwego) drewna są wartościami uogólnionymi. Praktyczna wartość gęstości drewna różni się od średniej wartości podanej w tabeli i nie jest to błąd.
Tabela gęstości (ciężaru właściwego) drewna
w zależności od rodzaju drewna
| „Podręcznik mas materiałów lotniczych” wyd. „Inżynieria mechaniczna” Moskwa 1975 | Kolominova M.V., Wytyczne dla studentów specjalności 250401 „Inżynieria leśna”, Ukhta USTU 2010 | |||
| Gatunki drewna | Gęstość drewno, (kg/m3) |
Limit gęstość drewno, (kg/m3) |
Gęstość drewno, (kg/m3) |
Limit gęstość drewno, (kg/m3) |
| Heban (czarny) |
1260 | 1260 | --- | --- |
| Wycofanie się (żelazo) |
1250 | 1170-1390 | 1300 | --- |
| Dąb | 810 | 690-1030 | 655 | 570-690 |
| Mahoń | 800 | 560-1060 | --- | --- |
| Popiół | 750 | 520-950 | 650 | 560-680 |
| Jarzębina (drzewo) | 730 | 690-890 | --- | --- |
| Jabłko | 720 | 660-840 | --- | --- |
| Buk | 680 | 620-820 | 650 | 560-680 |
| Akacja | 670 | 580-850 | 770 | 650-800 |
| Wiąz | 660 | 560-820 | 620 | 535-650 |
| Grab | --- | --- | 760 | 740-795 |
| Modrzew | 635 | 540-665 | 635 | 540-665 |
| Klon | 650 | 530-810 | 655 | 570-690 |
| Brzozowy | 650 | 510-770 | 620 | 520-640 |
| Gruszka | 650 | 610-730 | 670 | 585-710 |
| Kasztan | 650 | 600-720 | --- | --- |
| Cedr | 570 | 560-580 | 405 | 360-435 |
| Sosna | 520 | 310-760 | 480 | 415-505 |
| Lipa | 510 | 440-800 | 470 | 410-495 |
| Olcha | 500 | 470-580 | 495 | 430-525 |
| Osika | 470 | 460-550 | 465 | 400-495 |
| Wierzba | 490 | 460-590 | 425 | 380-455 |
| Świerk | 450 | 370-750 | 420 | 365-445 |
| Wierzba | 450 | 420-500 | --- | --- |
| Orzech laskowy | 430 | 420-450 | --- | --- |
| Orzech włoski | --- | --- | 560 | 490-590 |
| Jodła | 410 | 350-600 | 350 | 310-375 |
| Bambus | 400 | 395-405 | --- | --- |
| Topola | 400 | 390-590 | 425 | 375-455 |
- Tabela pokazuje gęstość drewna przy wilgotności 12%.
- Wskaźniki tabelaryczne zaczerpnięto z „Podręcznika mas materiałów lotniczych” wyd. „Inżynieria mechaniczna” Moskwa 1975
- Poprawiono 31 marca 2014 r. według następującej metody:
Kolominova M.V., Właściwości fizyczne drewna: wytyczne dla studentów specjalności 250401 „Inżynieria leśna”, Ukhta: USTU, 2010
Pobierać (pliki do pobrania: 710)
Powszechnie przyjmuje się podawanie gęstości (ciężaru właściwego) drewna w zależności od rodzaju drewna. Za wskaźnik przyjmuje się średnią wartość ciężaru właściwego, uzyskaną poprzez podsumowanie wyników powtarzanych pomiarów praktycznych. Tak naprawdę publikowane są tutaj dwie tabele gęstości drewna, zaczerpnięte z zupełnie różnych źródeł. Niewielka różnica wskaźników wyraźnie wskazuje na zmienność gęstości (ciężaru właściwego) drewna. Analizując wartości gęstości drewna z powyższej tabeli, warto zwrócić uwagę na różnice pomiędzy wskaźnikami zawartymi w podręczniku lotniczym i podręczniku uniwersyteckim. Dla obiektywności podana jest wartość gęstości drewna z obu dokumentów. Z prawem czytelnika do wyboru priorytetu ważności oryginalnego źródła.
Szczególnie zaskakująca jest tabelaryczna wartość gęstości modrzewie- 540-665 kg/m3. Niektóre źródła internetowe podają gęstość modrzewia na 1450 kg/m3. Nie wiadomo komu wierzyć, co po raz kolejny świadczy o niepewności i nieznanym charakterze poruszanego tematu. Modrzew jest dość ciężkim materiałem, ale nie na tyle, aby zatonął w wodzie jak kamień.
Wpływ wilgotności na ciężar właściwy drewna
Ciężar właściwy drewna wyrzuconego na brzeg
Warto zauważyć, że wraz ze wzrostem wilgotności drewna maleje zależność ciężaru właściwego tego materiału od gatunku drewna. Ciężar właściwy drewna wyrzuconego na brzeg (wilgotność 75-85%) praktycznie nie zależy od gatunku drewna i wynosi około 920-970 kg/m3. Zjawisko to można wyjaśnić dość prosto. Puste przestrzenie i pory w drewnie wypełnione są wodą, której gęstość (ciężar właściwy) jest znacznie większa niż gęstość wypartego powietrza. Pod względem wartości gęstość wody zbliża się do gęstości , której ciężar właściwy praktycznie nie zależy od rodzaju drewna. Zatem ciężar właściwy kawałków drewna zamoczonych w wodzie jest w mniejszym stopniu zależny od jego gatunku niż w przypadku próbek suchych. Warto w tym miejscu przypomnieć, że w przypadku drewna istnieje podział klasycznych pojęć fizycznych. (cm.)
Grupy gęstości drewna
Tradycyjnie wszystkie gatunki drzew dzielą się na trzy grupy
(w zależności od gęstości drewna, przy wilgotności 12%):
- Skały o małej gęstości(do 540 kg/m3) - świerk, sosna, jodła, cedr, jałowiec, topola, lipa, wierzba, osika, olcha czarno-biała, kasztanowiec, orzech biały, szary i mandżurski, aksamit amurski;
- Skały średniej gęstości(550-740 kg/m3) - modrzew, cis, brzoza brodawkowa, omszona, czarno-żółta, buk wschodni i europejski, wiąz, grusza, dąb letni, wschodni, bagienny, mongolski, wiąz, wiąz, klon, leszczyna, orzech włoski, platan, jarzębina, persimmon, jabłoń, jesion wyniosły i mandżurski;
- Skały o dużej gęstości(750 kg/m3 i więcej) - akacja biała i piaskowa, brzoza żelazna, szarańcza kaspijska, orzesznik biały, grab, dąb kasztanowiec i dąb araksyński, drzewo żelazne, bukszpan, pistacje, grab chmielowy.
Gęstość drewna i jego wartość opałowa
Gęstość (ciężar właściwy) drewna jest głównym wskaźnikiem jego wartości energetycznej opałowej - . Zależność tutaj jest bezpośrednia. Im większa gęstość struktury drewna gatunku drzewa, tym bardziej palna jest w nim substancja drzewna i tym cieplejsze są takie drzewa.
Projektując różnego rodzaju konstrukcje drewniane, często posługują się takim wskaźnikiem, jak waga tarcicy, z której mają być wykonane. Wydawałoby się, że takie informacje można uzyskać ze specjalistycznych podręczników. Jednak w takiej literaturze często podaje się niestety tylko wagę 1 m3 drewna lub np. desek. Drewno często kupuje się nie na metry sześcienne, ale po prostu na sztuki.
Długość drewna sprzedawanego przez warsztaty obróbki drewna może się różnić. Ale najczęściej takie przedsiębiorstwa sprzedają społeczeństwu 6 m tarcicy. Jaka więc może być na przykład waga drewna o naturalnej wilgotności 150x150x6000 mm? Aby się tego dowiedzieć, będziesz musiał wykonać kilka prostych, niezależnych obliczeń.
Co decyduje o wadze drewna?
Oczywiste jest, że im więcej wilgoci zawarte jest w drewnie, tym będzie ono cięższe. Jednak waga takiej tarcicy zależy nie tylko od tego czynnika. Podczas wykonywania obliczeń w tym przypadku należy koniecznie wziąć pod uwagę cechy samego gatunku drewna. Przecież na przykład drewno dębowe będzie w każdym razie cięższe niż tarcica brzozowa.
Czym jest naturalna wilgotność
Jak więc obliczyć wagę drewnianej belki o naturalnej wilgotności 150 x 150 x 6000 mm tego czy innego gatunku? Wykonanie takich obliczeń właściwie nie jest zbyt trudne. Jednak przed przystąpieniem do obliczeń warto jeszcze zdefiniować pojęcie „wilgotności naturalnej”.
W budownictwie i produkcji różnego rodzaju produktów stosuje się wyłącznie drewno o wilgotności nie większej niż 12-15%. I nawet takie deski i belki w większości przypadków są dodatkowo suszone przez jakiś czas przed użyciem.
Wilgotność samego drewna ciętego będzie oczywiście bardzo wysoka. W każdym razie jego liczba znacznie przekroczy 12-15%. To właśnie ten rodzaj wilgoci nazywa się zwykle naturalną. Oznacza to, że docelowo musimy znać wagę drewnianej bursy o standardowej długości i przekroju 15 x 15 cm, wykonanej ze świeżo przetartego drewna.
Bierzemy pod uwagę rasę
Podczas wykonywania takiej operacji należy przyjąć za podstawę informacje z tabeli mas drewna w metrach sześciennych.
Obliczenia w tym przypadku przeprowadza się w następujący sposób:
sprawdź liczbę belek o danej długości i przekroju w 1 m 3;
Przez proste dzielenie oblicza się masę jednej takiej jednostki drewna.
Zatem jeden metr sześcienny drewna o wymiarach 150 x 150 x 6000 mm będzie zawierał 1: 0,15: 0,15: 0,15: 6 = 7,4 sztuk. Aby sprawdzić ciężar belki, w tym przypadku potrzebujesz:
spójrz na wagę na metr sześcienny tego konkretnego rodzaju drewna;
podziel ten parametr przez liczbę belek na metr sześcienny.
Na przykład przy wilgotności 15% 1 m 3 tarcicy sosnowej waży, zgodnie z powyższą tabelą, 440 kg. Oznacza to, że obliczenia w tym przypadku będą wyglądać następująco:
440/7,4 = 59,5 kg.
Łatwo też ustalić, że ciężar belki modrzewiowej o wymiarach 150x150x6000 mm przy tej samej wilgotności będzie wynosić 90,5 kg. W przypadku osiki liczba ta wyniesie 67,6 kg.
Instrukcje obliczania masy drewna o naturalnej wilgotności 150x150x6000 mm
Zatem ustalenie masy tarcicy przy danej wilgotności nie jest zbyt trudne. Aby to zrobić, wystarczy rozwiązać dwa proste przykłady matematyczne. Ale jaki będzie ciężar belki o naturalnej wilgotności 150x150x6000 mm? Aby to ustalić, trzeba między innymi znać sam ostatni wskaźnik dla konkretnego rodzaju drewna.
Takie informacje można również uzyskać ze specjalnych tabel. Na przykład naturalna wilgotność sosny wynosi 60-100%, modrzewia - 50-70%, brzozy - 70-90%. Parametry te należy w tym przypadku przyjąć do obliczenia wagi. W takim przypadku z oczywistych powodów niemożliwe będzie dokonanie dokładnych obliczeń.
Ile zatem waży belka o wymiarach 150x150x6000 mm naturalnej wilgotności? Biorąc pod uwagę dane zawarte w tabeli powyżej:
belki sosnowe o takich wymiarach będą ważyć od 580/7,4=78,3 (60%) do 730/7,4=98,6 (100%) kg;
waga drewna modrzewiowego o naturalnej wilgotności 150x150x6000 mm będzie się wahać od 820 / 7,4 = 110,8 kg do 930 / 7,4 = 125,7 kg.
W podobny sposób można obliczyć belki o takich wymiarach naturalnej wilgotności dla dowolnej innej skały.
Środek ciężkości
Istnieją tylko dwa rodzaje gęstości drewna:
ciężar objętościowy (gęstość fizycznego ciała samego drewna);
bezpośrednio określone włókna drzewne).
Powyżej omówiliśmy metodę określania masy objętościowej drewna 150x150x6000. Ważnym wskaźnikiem jest wilgotność naturalna lub określona w takich obliczeniach. Rzeczywiście w tym przypadku waga zależy również od ilości wilgoci zawartej w strukturze drewna. W razie potrzeby można również obliczyć wskaźnik gęstości właściwej dla belek.
Można tego dokonać korzystając z tabeli przedstawionej powyżej. Obliczenia w tym przypadku zostaną przeprowadzone bez uwzględnienia wilgotności. Oznacza to, że aby obliczyć, musisz znaleźć liczbę belek o określonym rozmiarze na metr sześcienny i po prostu podzielić wskaźnik z tabeli przez wynikową liczbę.
Zatem dla sosny 520 / 7,4 = 70,3 kg ciężar właściwy drewna wynosi 150x150x6000. Wilgotność naturalna – dopuszczalna eksploatacyjna lub jakakolwiek inna – nie jest w tym przypadku brana pod uwagę.
Załadunek...