Сушка древесины

Химические, физические и механические свойства древесины
Древесина - один из наиболее широко распространённых материалов, имеющих многовековой опыт
применения в строительстве, производстве мебели, шпал, авто-, вагоностроении и других отраслях
народного хозяйства.
Основные преимущества древесины как материала: самовосстанавливаемость ресурсов;
экологическая безопасность применения; высокая прочность; атмосферостойкость; химическая
стойкость; небольшая плотность; невысокая теплопроводность и небольшой коэффициент линейного
расширения; лёгкая обрабатываемость; гвоздимость; возможность использования древесных отходов
производства.
В этом разделе вы можете узнать о химических, физических и механических свойствах древесины.



Химические свойства древесины
Физические свойства древесины
Механические свойства древесины
Физические свойства древесины
Свойства древесины, обнаруживаемые при испытаниях, не приводящих к изменению химического
состава, называются физическими.






1. Внешний вид древесины
2. Влажность древесины и свойства, связанные с её изменением
3. Тепловые свойства
4. Электрические свойства
5. Звуковые свойства
6. Свойства древесины, проявляющиеся под воздействием электромагнитных излучений
1. Внешний вид древесины
Он характеризуется следующими свойствами: цветом, блеском, текстурой и макроструктурой.
Под цветом древесины понимают определённое зрительное ощущение, которое зависит, в основном,
от спектрального состава отражённого ею светового потока. Цвет - одна из важнейших характеристик
внешнего вида древесины. Его учитывают при выборе пород для внутренней отделки помещений,
изготовлении мебели, музыкальных инструментов, художественных поделок и т.д.
Окраска древесины зависит от породы, возраста дерева, климата района произрастания. Древесина
может изменять цвет при выдержке под влиянием воздуха и света, при поражении грибами, а так же
при длительном нахождении под водой. Тем не менее, цвет многих пород настолько характерен, что
может служить одним из признаков при их распознавании.
Блеск - это способность древесины направленно отражать световой поток. Наибольшим блеском из
отечественных пород отличается древесина дуба, бука, белой акации, бархатного дерева; из
иноземных - древесина атласного дерева и махагони (красного дерева).
Текстурой называется рисунок, образующийся на поверхности древесины вследствие перерезания
анатомических элементов (годичных слоёв, сердцевинных лучей, сосудов).
Для оценки качества древесины по внешнему виду используют такие характеристики, как ширина
годичных слоёв и содержание поздней древесины.
Ширина годичных слоёв - число слоёв, приходящихся на 1 см отрезка, отмеренного по радиальному
направлению на торцевой поверхности образца.
Содержание поздней древесины определяется соотношением (в процентах) между суммарной
шириной зон поздней древесины и общей протяжённостью (в радиальном направлении) участка
измерения, включающего целое число слоёв.
2. Влажность древесины и свойства, связанные с её изменением
Для количественной характеристики содержания воды в древесине используют показатель влажность. Под влажностью древесины понимают выраженное в процентах отношение массы воды к
массе сухой древесины: W = (m - m0) / m0 * 100, где m - начальная масса образца древесины, г, а m 0 масса образца абсолютно сухой древесины, г.
Измерение влажности осуществляется прямыми или косвенными методами. Прямые методы
основаны на выделении тем или иным способом воды из древесины, например высушиванием. Эти
методы простые, надёжные и точные, но имеют недостаток - довольно продолжительную процедуру.
Этого недостатка лишены косвенные методы, основанные на измерении показателей других
физических свойств, которые зависят от содержания воды в древесине. Наибольшее распространение
получили кондуктометрические электровлагомеры, измеряющие электропроводность древесины.
Однако и эти способы имеют свои недостатки: дают надёжные показания в диапазоне от 7 до 30% и
лишь только в месте введения игольчатых контактов.
Различают две формы воды, содержащейся в древесине: связанную и свободную. Связанная вода
находиться в клеточных стенках, а свободная содержится в полостях клеток и межклеточных
пространствах. Связанная вода удерживается в основном физико-химическими связями, изменение её
содержания существенно отражается на большинстве свойств древесины. Свободная вода,
удерживаемая только механическим связями, удаляется легче, чем связанная вода, и оказывает
меньшее влияние на свойства древесины.
При испытаниях с целью определения показателей физико-механических свойств древесины её
кондиционируют, приводя к нормализованной влажности. Если нет особых примечаний, то показатель
равен 12%.
На практике по степени влажности различают древесину:





мокрую, W > 100%, длительное время находившуюся в воде;
свежесрубленную, W = 50-100%, сохранившую влажность растущего дерева;
воздушно-сухую, W = 15-20%, выдержанную на открытом воздухе;
комнатно-сухую, W = 8-12%, долгое время находившуюся в отапливаемом помещении;
абсолютно-сухую, W = 0, высушенную при температуре t=103±2°C.
Усушка. Уменьшение линейных размеров и объёма древесины при удалении из неё связанной воды
называется усушкой. Удаление свободной воды не вызывает усушки. Чем больше клеточных стенок в
единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.
Усушка древесины не одинакова в разных направлениях: в тангенциальном направлении в 1,5 - 2 раза
больше, чем в радиальном.
Под полной усушкой, или максимальной усушкой Bmax понимают уменьшение линейных размеров и
объёма древесины при удалении всего количества связанной воды.
Формула для вычисления полной усушки, %, имеет вид:
Bmax = (amax - amin) / amax * 100,
где amax и amin - размер (объём) образца соответственно при влажности, равной или выше предела
насыщения клеточных стенок и в абсолютно-сухом состоянии, мм (мм3).
Полная линейная усушка древесины наиболее распространённых отечественных пород в
тангенциальном направлении составляет 8-10 %, в радиальном 3-7 %, а вдоль волокон 0,1-0,3 %.
Полная объёмная усушка находится в пределах 11-17 %.
Усушка древесины учитывается при распиловке брёвен на доски (припуски на усадку), при сушке
пиломатериалов и т.д.
Внутренние напряжения возникают в древесине без участия внешних нагрузок. Они образуются в
результате неодинаковых изменений объёма тела при сушке - сушильные напряжения, пропитке и в
процессе роста дерева.
Полные сушильные напряжения удобно как совокупность двух составляющих - влажностных и
остаточных напряжений.
Влажностные напряжения вызваны неоднородной усушкой материала. В поверхностных зонах доски,
где влажность ниже, чем в центре, из-за стеснения свободной усушки возникают растягивающие
напряжения, а внутри доски - сжимающие. Остаточные напряжения обусловлены появлением в
древесине неоднородных остаточных деформаций. Остаточные напряжения в отличие от
влажностных не исчезают при выравнивании влажности в доске и наблюдаются как во время сушки,
так и после её полного завершения.
Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжение поперёк
волокон, появляются трещины. Так появляются поверхностные трещины в начале сушки и
внутренние в конце сушки.
Коробление. Изменение формы пиломатериалов и заготовок при сушке, а также выпиловке и
неправильном хранении называется короблением. Чаще всего коробление происходит из-за различая
усушки по разным структурным направлениям. Различают поперечную и продольную
покоробленность. Продольная покоробленность бывает: бывает по кромке, по пласти и крыловатость.
На рисунки ниже изображены виды покоробленности: А - поперечная: а - желобчатая, б трапециевидная, в - ромбовидная, г - овальная; Б - продольная: д - по кромке, е - по пласти, ж крыловатость. Коробление может возникать при механической обработке сухих пиломатериалов: при
несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.
Влагопоглощение. Способность древесины вследствие её гигроскопичности поглощать влагу (пары
воды) из окружающего воздуха называется влагопоглощением. Влагопоглощение практически не
зависит от породы. Способность к поглощению влаги является отрицательным свойством древесины.
Сухая древесина, помещённая в очень влажную среду, сильно увлажняется, что ухудшает её физикомеханические характеристики, снижает биостойкость и т.д. Чтобы защитить древесину от влияния
влажного воздуха, поверхность деревянных деталей и изделий покрывают различными
лакокрасочными и плёночными материалами.
Разбухание. Увеличение линейных размеров и объёма древесины при повышении в ней
содержания связанной воды называется разбуханием. Разбухание происходит при выдерживании
древесины во влажном воздухе или воде. Это - свойство, обратное усушке, и подчиняется, в
основном, тем же закономерностям. Полное разбухание, %, вычисляют по формуле: a max = (amax - amin) /
amin * 100, где amax и amin - размер (объём) образца соответственно при влажности, равной или выше
предела насыщения клеточных стенок, и в абсолютно сухом состоянии, мм (мм3). Так же, как и усушка,
наибольшее разбухание древесины наблюдается в тангенциальном направлении поперёк волокон, а
наименьшее - вдоль волокон. Разбухание - отрицательное свойство древесины, но в некоторых
случаях оно приносит пользу, обеспечивая плотность соединений (в бочках, чанах, судах и т.д.).
Водопоглощение. Способность древесины увеличивать свою влажность при непосредственном
контакте с капельножидкой водой называется водопоглощением. Максимальная влажность, которой
достигает погруженная в воду древесина, складывается из предельного количества связанной воды и
наибольшего количества свободной воды. Очевидно, что количество свободной воды зависит от
объёма полостей в древесине, поэтому, чем больше плотность древесины. Тем меньше её влажность,
характеризующая максимальное водопоглощение.
Способность древесины поглощать воду, а также другие жидкости имеет значение в процессах варки
древесины для получения целлюлозы, при пропитке её растворами антисептиков и антипиринов, при
сплаве лесоматериалов и в других случаях.
Плотность. Это свойство характеризуется массой единицы объёма материала, и имеет
размерность в кг/м3 или г/см3.
а) Плотность древесинного вещества pд.в., г/см, т.е. плотность материала клеточных стенок, равна:
pд.в. = mд.в. / vд.в., где mд.в. и vд.в. - соответственно масса, г, и объем, см3, древесинного вещества.
Этот показатель равен для всех пород 1,53 г/см3, поскольку одинаков химический состав клеточных
стенок древесины.
б) Плотность абсолютно сухой древесины p0 равна: p0 = m0 / v0, где m0, v0 - соответственно масса и
объём древесины при W=0%.
Плотность древесины меньше плотности древесинного вещества, так как она включает пустоты
(полости клеток и межклеточные пространства, заполненнве воздухом).
Относительный объём полостей, заполненных воздухом, характеризует пористость древесины П: П =
(v0 - vд.в.) / v0 * 100, где v0 и vд.в. - соответственно объём образца и содержащегося в нём древесинного
вещества при W=0%. Пористость древесины колеблется в пределах от 40 до 80%.
в) Плотность влажной древесины: pw = mw / vw, где mw и vw - соответственно масса и объём
древесины при влажности W. Плотность древесины зависит от её влажности. При влажности W < W пн
плотность изменяется незначительно, а при увеличении влажности выше W пн наблюдается
значительный рост плотности древесины.
г) Парциальная влажность древесины p`w характеризует содержание (массу) сухой древесины в
единице объёма влажной древесины: p`w = m0 / vw, где m0 - масса абсолютно сухой древесины, г или
кг; vw - объем, см3 или м3, древесины при данной влажности W.
д) Базисная плотность древесины выражается отношением массы абсолютно сухого образца m 0 к
его объёму при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок V max: pБ = m0 / vmax.
Этот основной показатель плотности, который не зависит от влажности, широко используется для
оценки качества сырья в деревообработке, целлюлозно-бумажной промышленности и в других
случаях.
Величина плотности древесины изменяется в очень широких пределах. Среди пород России и
ближнего зарубежья древесину с очень малой плотностью имеет пихта сибирская (345), ива белая
(415), а наиболее плотную - самшит (1040), ядро фисташка (1100). Диапазон изменения плотности
древесины иноземных пород шире: от 100-130 (бальза) до 1300 (бакаут). Значения плотности здесь и
ниже даны в килограммах на метр кубический (кг/м3).
По плотности древесины при 12% влажности породы делят на 3 группы: с малой (Р 12 < 540), средней
(550 < P12 < 740) и высокой (P12 > 740) плотностью древесины.
Проницаемость характеризует способность древесины пропускать жидкости или газы под
давлением. Водопроницаемость древесины вдоль волокон значительно больше, чем поперёк
волокон, при этом у древесины лиственных пород она в несколько раз больше, чем у хвойных.
3.Тепловые свойства
К тепловым свойствам относятся теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность и
тепловое расширение.
Теплоёмкость. Показателем способности древесины аккумулировать тепло является удельная
теплоёмкость С, представляющая собой количество теплоты, необходимое для того чтобы нагреть 1
кг массы древесины на 1 (0) С. Удельная теплоёмкость для всех пород одинакова и для абсолютно
сухой древесины составляет (ФОРМУЛА). С увеличением влажности теплоёмкость увеличивается.
Теплопроводность - свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале.
Коэффициент теплопроводности ( ФОРМУЛА), с увеличением температуры, влажности и плотности
увеличивается. Вдоль волокон (СИМВОЛ) в 2 раза больше, чем поперёк.
Температуропроводность характеризует способность древесины выравнивать температуру по
объёму.
Тепловое расширение - способность древесины увеличивать линейные размеры и объём при
нагревании. Коэффициент теплового расширения древесины в 3-10 раз меньше, чем у металла,
бетона, стекла.
4.Электрические свойства
Электропроводность - способность древесины проводить электрический ток, которая находится в
обратной зависимости от электрического сопротивления.
Сухая древесина относится к диэлектрикам. С повышением влажности древесины сопротивление
уменьшается. Особенно резкое снижение ( в десятки миллионов раз) сопротивления наблюдается при
увеличении содержания связанной воды. Дальнейшее увеличение влажности вызывает падение
сопротивления лишь в десятки или сотни раз. Этим объясняется снижение точности определения
влажности электровлагомерами в области, выше W пн.
Электрическая прочность - способность древесины противостоять пробою, т.е. снижению
сопротивления при больших напряжениях.
Диэлектрические свойства характеризуют поведение древесины в переменном электрическом поле.
Показатели: диэлектрическая проницаемость и тангенс угла потерь.
Диэлектрическая проницаемость равна отношению ёмкости конденсатора с прокладкой из
древесины к ёмкости конденсатора с воздушным зазором между электродами. Этот показатель для
сухой древесины равен 2-3.
Тангенс угла диэлектрических потерь характеризует долю подведённой мощности тока, которая
поглощается древесиной и превращается в тепло.
Пьезоэлектрические свойства проявляются в том, что под действием механических усилий на
поверхности древесины возникают электрические заряды.
5. Звуковые свойства
Одно из этих свойств - звукопроводность, показателем которой являются скорость звука. Скорость
звука С, м/с, в древесине можно определить по формуле: C = (E / p)½, где Е - динамический модуль
упругости, Н/м2; р - плотность древесины, кг/м3.
Другой важный показатель, характеризующий способность древесины отражать и проводить звук, акустическое сопротивление, Па*с/м: R = p * C.
6. Свойства древесины, проявляющиеся под воздействием электромагнитных излучений
Поверхностные зоны древесины могут эффективно прогреваться с помощью невидимых
инфракрасных лучей. Значительно глубже - до 10-15 см - проникают в древесину лучи видимого света.
По характеру отражения световых лучей можно оценивать наличие видимых пороков древесины.
Световое лазерное излучение прожигает древесину и в последнее время успешно используется для
выжигания деталей сложной конфигурации.
Ультрафиолетовые лучи проникают гораздо хуже в древесину, но вызывают свечение люминесценцию, которое может быть использовано для определения качества древесины.
Рентгеновские лучи используются для определения особенностей тонкого строения древесины,
выявления скрытых пороков и в других случаях.
Из ядерных излучений можно отметить бета-излучения, которые используются при денсиметрии
растущего дерева. Гораздо шире могут применятся гамма-излучения, которые глубже проникают в
древесину и используются при определении её плотности, обнаружении гнилей в рудничной стойке,
конструкциях и т.д.
Химические свойства древесины
Древесина состоит преимущественно из органических веществ (99% общей массы). Элементный
химический состав древесины разных пород практически одинаков. Абсолютно сухая древесина в
среднем содержит 49% углерода, 44% кислорода, 6% водорода, 0,1-0,3% азота. При сжигании
древесины остаётся её неорганическая часть - зола. В состав золы входят кальций, калий, натрий,
магний и другие элементы.
Перечисленные химические элементы образуют основные органические вещества: целлюлозу, лигнин
и гемицеллюлозы.
Целлюлоза - природный полимер, полисахарид с длинной цепной молекулой. Формула целлюлозы
(C6H10O5)n, где n - степень полимеризации, равная 6000-14000. Это очень стойкое вещество,
нерастворимое в воде и обычных органических растворителях (спирте, эфире и др.), белого цвета.
Пучки макромолекул целлюлозы - тончайшие волоконца называются микрофибриллами. Они
образуют целлюлозный каркас стенки клетки. Микрофибриллы ориентированны преимущественно
вдоль длинной оси клетки, между ними находится лигнин, гемоцеллюлозы, а также вода.
Лигнин - полимер ароматической природы (полифенол) сложного строения; содержит больше
углерода и меньше кислорода, чем целлюлоза. Именно с этим веществом связан процесс
одревеснения молодой клеточной стенки. Лигнин химически нестоек, легко окисляется,
взаимодействует с хлором, растворяется при нагревании в щелочах, водных растворах сернистой
кислоты и её кислых солей.
Гемицеллюлозы - группа полисахаридов, в которую входят пентозаны (C5H8O4)n и гексозаны
(C6H10O5)n. Формула гексозанов на первый взгляд идентична формуле целлюлозы. Однако степень
полимеризации у всех гемицеллюлоз гораздо меньше и составляет 60-200. Это свидетельствует о
более коротких цепочках молекул и меньшей стойкости этих веществ по сравнению с целлюлозой.
Кроме основных органических веществ, в древесине содержится сравнительно небольшое количество
экстрактивных веществ (таннидов, смол, камедей, пектинов, жиров и др.), растворимых в воде,
спирте или эфире.
В качестве сырья древесину потребляют три отрасли химической промышленности: целлюлознобумажная, гидролизная и лесохимическая.
Целлюлозно-бумажная промышленность вырабатывает целлюлозу для изготовления бумаги, картона
и целого ряда целлюлозных материалов (производных целлюлозы), а также древесноволокнистых
плит.
Основываясь на высокой химической стойкости целлюлозы, путём воздействия различных агентов на
древесину переводят в раствор сопровождающие её менее стойкие вещества. Различают три группы
способов промышленного получения целлюлозы: кислотные, щёлочные и нейтральные. Выбор того
или иного способа зависит в основном от породного состава перерабатываемого древесного сырья.
К группе кислотных способов относятся сульфитный и бисульфитный. При сульфитном способе в
качестве сырья используется древесина малосмолистых хвойных (ели, пихты) и ряда лиственных
пород. Бисульфитный способ позволяет использовать для получения целлюлозы древесину
практически любых пород.
К группе щёлочных способов относятся сульфатный и нейтральный. Наибольшее распространение
получил сульфатный метод. Варка щепы ведется в растворе едкого натра и сернистого натрия.
Сульфатный способ позволяет получать более прочные волокна. К достоинствам этого способа
относится меньшая продолжительность варки, а также возможность осуществлять процесс по
замкнутой схеме (путем регенерации щелока), что уменьшает опасность загрязнения водоемов. Этим
способом получают более половины производимой в мире целлюлозы, так как он позволяет
использовать древесину любых пород.
Нейтральный - способ получения целлюлозы из древесины лиственных пород, при котором варочный
раствор содержит вещества (моносульфиты), имеющие реакцию, близкую к нейтральной.
Широкое применение находят производные целлюлозы. При взаимодействии целлюлозы с
растворами едкого натра, азотной и серной кислот или уксусным ангидридом можно получить
искусственные ткани (штапель, вискозный и ацетатный шёлк), кордонное волокно для изготовления
автомобильных и авиационных шин, целлофан, целлулоид, кино- и фотоплёнки, нитролаки, нитроклеи
и другие продукты.
При взаимодействии водных растворов кислот с древесиной происходит гидролиз целлюлозы и
гемицеллюлоз, которые превращаются в простые сахара (глюкозу, ксилозу и др.) Эти сахара можно
подвергать химической переработке, получая ксилит, сорбит и другие продукты. Однако гидролизная
промышленность в основном ориентируется на последующую биохимическую переработку сахаров.
Реакция гидролиза происходит при довольно высокой температуре (150-190°С). При охлаждении
гидролизата (водного раствора простых сахаров) образуются пары, из конденсата которых получают
фурфурол. Он применяется в производстве пластмасс, синтетических волокон (нейлона), смол,
изготовления медицинских препаратов (фурацилина и др.), красителей и других продуктов.
При дальнейшей переработке гидролизата получают кормовые дрожжи, этиловый спирт (этанол),
углекислый газ. Этанол получают только из хвойной древесины, используют как растворитель и, всё
больше, как топливо.
При нагревании древесины без доступа воздуха происходит пиролиз. В результате пиролиза
образуется уголь, жижка и газы.
Древесный уголь, отличающийся высокой сорбционной способностью, применяют для очистки
промышленных растворов, сточных вод, в производстве сахара, при выплавке цветных металлов, при
изготовлении медицинских препаратов, полупроводников, электродов и для многих других целей.
Жижка - раствор продуктов разложения, используется в производстве антисептиков, фенолов,
уксусной кислоты, метилового спирта, ацетона. Газы, образующиеся при пиролизе древесины,
используют в качестве топлива.
Сырьём для лесохимической промышленности помимо низкокачественной древесины являются
экстрактивные вещества. Добыча смолы (живицы) из хвойных пород достигается путём подсочки. Для
этого на поверхности стволов сосны или кедра осенью наносят специальную рану (карру), из которой
живица вытекает в конический приёмник. Переработка живицы осуществляется на лесохимических
предприятиях, где происходит отгонка с водяным паром летучей части - скипидара и уваривание
канифоли.
Скипидар широко применяется как растворитель в лакокрасочной промышленности для производства
синтетической камфары. Камфара используется в производстве целлюлозы, лаков и киноплёнки.
Канифоль применяют в производстве каучука, бумаги, нитролаков, электроизоляционных материалов
и др.
Дубильные вещества (танниды), используемые при выделке кож получают из коры ивы, ели,
лиственницы, пихты, а также из древесины дуба и каштана.
Механические свойства древесины
Применение древесины в качестве конструкционного материала обусловлено способностью
сопротивляться действию усилий, т.е. механическими свойствами.
Различают следующие свойства древесины, проявляющиеся под воздействием механических
нагрузок: прочность - способность сопротивляться разрушению, деформативность - способность
сопротивляться изменению размеров и формы, технологические и эксплуатационные свойства.
Показатели механических свойств древесины определяют обычно при следующих видах испытаний:
растяжении, сжатии, изгибе и сдвиге. Поскольку древесина - анизотропный материал, т.е. материал с
различными свойствами в разных направлениях, указывают направление действия нагрузок: вдоль
или поперек волокон (в радиальном или тангенциальном направлении).
Из-за сопротивления древесины внешним нагрузкам в ней возникают внутренние силы. Эти силы,
отнесённые к единице площади сечения (1 см2) называются напряжениями. Максимальное
напряжение, предшествующее разрушению тела, называют пределом прочности.
Предел прочности определяют на малых, чистых и не имеющих пороках образцах в лабораториях на
испытательных машинах. Эти образцы имеют базисное сечение с размерами 20 * 20 мм и должны
включать не менее 4-5 годичных слоёв. Некоторые виды испытаний производят на образцах, сечение
которых отличается от указанного.
Прочность при сжатии определяется на образцах призматической формы. Схема испытания на
прочность при сжатии вдоль волокон и размер образца показаны на рисунке:
Образец постепенно нагружают до разрушения. Затем по силоизмерителю испытательной машины
отсчитывают максимальную нагрузку Рмах, Н. Предел прочности б, МПа, вычисляют по формуле: бw =
Pmax / (a * b), где (a * b) - площадь сечения образца, мм2.
В среднем для всех отечественных пород при влажности древесины 12% предел прочности на сжатие
вдоль волокон составляет около 50 МПа.
Прочность при сжатии поперёк волокон определяется по схеме на рисунке. Здесь указана
равнодействующая сил, которые либо равномерно распределены по всей поверхности образца, либо
по всей ширине, но на части длины его (местное сжатие). И в том, и в другом случаях определяют
условный предел прочности. В качестве этого показателя используют предел пропорциональности,
т.е. величину напряжений, до которых наблюдают линейную зависимость между напряжениями и
деформациями. В среднем для всех пород он составляет 1/10 предела прочности при сжатии вдоль
волокон.
Испытания на прочность при растяжении проводятся на образцах другого вида:
Такая форма образцов обусловлена стремлением обеспечить разрушение в тонкой рабочей части, а
не в месте закрепления, под воздействием именно растягивающих напряжений.
В среднем для всех пород предел прочности при растяжении вдоль волокон равен 130 МПа, а предел
прочности при растяжении поперёк волокон в 20 раз ниже. Поэтому при конструировании изделий из
древесины избегают растягивающих нагрузок, направленных поперёк волокон.
Для испытания древесины на статический изгиб применяют образцы в форме бруска размерами 20 *
20 * 300 мм:
Предел прочности при статическом изгибе, МПа, вычисляют по формуле: бw = (3/2) * ((Pmax*l) / (b * h2)),
где Pmax - максимальная нагрузка, Н; l - пролет, т.е. расстояние между центрами опор, равный 240 мм;
b и h - ширина (в радиальном) и высота (в тангенциальном) направлениях, мм.
В среднем предел прочности при статическом изгибе составляет 100 МПа.
При испытаниях к образцу прикладывают две равные и противоположно направленные силы,
вызывающие разрушение в параллельной им плоскости, происходит сдвиг. Различают три вида
испытаний на сдвиг: скалывание вдоль волокон, скалывание поперёк волокон и перерезание
древесины поперёк волокон. Схемы действия сил при этих испытаниях показаны на рисунке:
Для испытания на скалывание вдоль волокон применяют образец, форма и размеры которого
показаны на рисунке:
Предел прочности при скалывании вдоль волокон определяют по формуле: T w = Pmax / (b * l), где (b * l)
- площадка скалывания, мм2.
Величина предела прочности - касательных максимальных напряжений при скалывании вдоль волокон
в среднем для всех пород составляет примерно 1/5 от предела прочности при сжатии вдоль волокон.
Предел прочности при скалывании поперёк волокон в 2 раза меньше, а предел прочности при
перерезании поперёк волокон в 4 раза больше, чем предел прочности при скалывании вдоль волокон.
Деформативность. При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно
упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость
между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем
деформативности служит коэффициент пропорциональности - модуль упругости.
Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем
больше модуль упругости, тем более жесткая древесина.
С увеличением содержания связанной воды и температуры древесины, жесткость её снижается. В
нагруженной древесине при высыхании или охлаждении часть упругих деформаций преобразуется в
"замороженные" остаточные деформации. Они исчезают при нагревании или увлажнении.
Поскольку древесина состоит в основном из полимеров с длинными гибкими цепными молекулами, её
деформативность зависит от продолжительности воздействия нагрузок. Механические свойства
древесины, как и других полимеров, изучаются на базе общей науки реологии. Эта наука
рассматривает общие законы деформирования материалов под воздействием нагрузки с учётом
фактора времени.
Эксплуатационные и технологические свойства. Прочность древесины при длительных
постоянных нагрузках важно знать в связи с применением её в строительных конструкциях.
Показателем этого свойства является предел длительного сопротивления бд.с., который в среднем
для всех видов нагрузки составляет примерно 0,5 - 0,6 величины предела прочности при
кратковременных статических испытаниях.
Показателем прочности при переменных нагрузках является предел выносливости, средняя величина
которого составляет примерно 0,2 от статического предела прочности.
При проектировании деревянных конструкций в расчётах используют не пределы прочности малых
образцов древесины, а в несколько раз меньшие показатели - расчётные сопротивления. Они
учитывают большие размеры элементов конструкций, наличие пороков древесины, длительность
действия нагрузки, влажность, температуру и другие факторы.
Удельная вязкость характеризует способность древесины поглощать работу при ударе без
разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных
пород в среднем в 2 раза больше, чем у древесины хвойных пород.
Твёрдость характеризует способность древесины сопротивляться вдавливанию более твёрдого
тела. Испытания на статическую твёрдость проводят по схеме, показанной на рисунке:
Для испытания на твёрдость используют приспособление, которое имеет пуансон с полусферическим
наконечником. Его вдавливают на глубину радиуса. После испытания в древесине остаётся отпечаток,
площадь проекции которого при указанном радиусе полусферы составляет 100 мм 2. Показателем
статической твёрдости образца, Н/мм2, является усилие, отнесенное к этой площади. Статическая
твёрдость торцевой поверхности выше, чем боковых поверхностей.
Все отечественные породы по твёрдости торцевой поверхности при влажности 12% делят на 3 группы:
мягкие (твёрдость 40 Н/мм2 и менее), твёрдые (41-80) и очень твёрдые (более 80 Н/мм2).
Ударную твёрдость определяют, сбрасывая стальной шарик диаметром 25 мм с высоты 0,5 м на
поверхность образца, величена которого тем больше, чем меньше твёрдость древесины.
Износостойкость - способность древесины сопротивляться износу, т.е. постепенному разрушению
её поверхностных зон при трении. Испытания на износостойкость древесины показали, что износ с
боковых поверхностей значительно больше, чем с поверхности торцевого разреза. С повышением
плотности и твёрдости древесины износ уменьшился. У влажной древесины износ больше, чем у
сухой.
Уникальным свойством древесины является способность удерживать крепления: гвозди, шурупы,
скобы, костыли и др. При забивании гвоздя в древесину возникают упругие деформации, которые
обеспечивают достаточную силу трения, препятствующую выдёргиванию гвоздя. Усилие, необходимое
для выдёргивания гвоздя, забитого в торец образца, меньше усилия, прилагаемого к гвоздю, забитому
поперёк волокон. С повышением плотности сопротивление древесины выдергиванию гвоздя или
шурупа увеличивается. Усилия, необходимые для выдёргивания шурупов (при прочих равных
условиях), больше, чем для выдёргивания гвоздей, так как в этом случае к трению присоединяется
сопротивление волокон перерезанию и разрыву.
Технологическая операция гнутья древесины основана на её способности сравнительно легко
деформироваться при действии избегающих усилий. Способность гнуться выше у кольцесосудистых
пород - дуба, ясеня и др., а из рассеянно-сосудистых - бука; хвойные породы обладают меньшей
способностью к загибу. Гнутью подвергают древесину, находящуюся в нагретом и влажном состоянии.
Это увеличивает податливость древесины и позволяет вследствие образования замороженных
деформаций при последующем охлаждении и сушке под нагрузкой зафиксировать новую форму
детали.
Для сравнительной оценки качества древесины используют так называемые удельные
характеристики механических свойств, т.е. показатели ее механических свойств, отнесенные к
единице плотности.
Удельная прочность при сжатии и статическом изгибе у хвойных пород выше, чем у лиственных.
Значительно выше у хвойных пород и удельная жесткость. По остальным свойствам удельные
характеристики у древесины лиственных пород выше, чем у хвойных.
Удельные характеристики древесины имеют особое значение, когда от изделия или конструкции
требуется высокая прочность при малом весе. Это важно для транспортного машиностроения,
авиастроения, судостроения и в других случаях.
Складирование и хранение лесоматериалов
Готовая продукция (круглые лесоматериалы, щепа), сырье (хлысты, деревья, круглые лесоматериалы
для переработки в цехах, порубочные остатки) могут храниться как на лесосеке, так и на лесных
складах.
Круглые лесоматериалы укладывают в штабели различных типов: плотные, рядовые, плотно-рядовые,
пачковые, пакетные. Типы и размеры штабелей выбираются с учетом наилучшей сохранности
древесины, технических возможностей штабелевочного оборудования, обеспечения безопасных
условий работы, размеров площадей для складирования.
В плотном штабеле лесоматериалы укладываются без прокладок. Такой штабель характеризуется
хорошей вместимостью.
В рядовом штабеле лесоматериалы укладывают параллельными рядами, между которыми помещают
две-три линии прокладок.
В плотно-рядовом штабеле лесоматериалы укладываются многослойными рядами, отделенными друг
от друга горизонтальными прокладками. По интенсивности циркуляции воздуха, вместимости и
возможной степени механизации работ плотно-рядовой штабель занимает промежуточное значение
между плотными и рядовыми штабелями.
В пачковом штабеле лесоматериалы укладываются пачками, отделенными друг от друга
горизонтальными, наклонными или вертикальными прокладками. Укладка пачек в штабель и его
разборка производятся кранами или лебедками, оснащенными канатными стропами.
Пакетный штабель формируется из пакетов определенных формы и размеров, фиксированных
обвязкой, контейнером или другим устройством. Ряды пакетов могут укладываться параллельно или
перпендикулярно относительно друг друга.
Короткие круглые и колотые лесоматериалы (длиной до 2 м) могут храниться в поленницах или кучах,
порубочные остатки - в валах, кучах, щепа - в кучах.
Хранение лесоматериалов - это система мероприятий по предотвращению их порчи с момента
производства до переработки в конечную продукцию. В зависимости от вида и назначения
лесоматериалов применяют различные способы хранения. В процессе хранения в лесоматериалах
могут появиться пороки в результате повреждения насекомыми, поражения грибами и образования
трещин.
Пороки древесины возникают при длительном и неправильном ее хранении на складе в весеннелетнее время года.
В первое лето хранения лесоматериалы хвойных пород поражаются насекомыми и
деревоокрашивающими грибами. Грибы - возбудители заболонных гнилей встречаются реже. Из
хвойных пород наименее стойкой портив деревоокрашивающих грибов являются сосна, кедр,
лиственница. Более устойчивы против них ель и (особенно) пихта сибирская. Лиственные породы в
первое лето хранения поражаются не только деревоокрашивающими, но и дереворазрушающими
грибами, возбудителями мраморных гнилей. Особенно неустойчива против побурения и заболонных
гнилей древесина рассеяннососудистых пород (березы, бука, ольхи, осины и др.). Кольцесосудистые
породы (вяз, дуб, ильм, ясень) более стойки против грибных поражений. На складах насекомые
поражают древесину лиственных пород обычно меньше, чем хвойных.
Основные виды повреждений вызываются насекомыми (червоточина), грибками (окраска и гнили),
физико-химическими процессами (окраска), растрескиванием от усушки (торцевые и боковые
трещины). Влияние каждого вида повреждений на качество древесины различно. Их количество
определяется соответствующими стандартами на лесную продукцию. Хранение и защита
лесоматериалов на складе осуществляется с учетом целевого назначения каждого вида сортимента,
его использования в строительстве и промышленности.
Хранение лесоматериалов на лесосеке
Хранение древесины на лесосеках и погрузочных пунктах производится только при крайней
необходимости, когда по каким-либо причинам невозможно ее доставить потребителю или на
лесопромышленный склад, а также при разработке лесосек вахтовым методом.
Запасы хлыстов укладывают в плотные штабели у трасс лесовозных дорог, окучивая бульдозерным
отвалом трелевочного трактора или укладывая челюстными погрузчиками. Размеры штабелей в
глубину и расстояние между ними принимаются в соответствии с существующими нормами.
По способности противостоять разрушению насекомыми, грибами и растрескиванию древесину
разделяют на два класса стойкости.
Породы, противостоящие
Класс
стойкости
повреждению
насекомыми
грибами
Пихта, дуб, ильмовые,
клен, явор, ясень
растрескиванию
I (стойкие
породы)
Пихта, береза, бук, граб, клен,
ольха, осина, тополь, явор
Ель, сосна, пихта, кедр, ольха,
осина, липа, тополь, береза
II
(нестойкие
породы)
Ель, сосна, лиственница, кедр, Ель, сосна, лиственница, Лиственница, бук, граб,
дуб, ильмовые, ясень
кедр, береза, бук, граб,
ильмовые, явор, клен, дуб,
ольха, тополь, липа
ясень
Общие сроки хранения древесины нестойких пород на лесосеке не должны превышать двух, а стойких
- четырех месяцев.
В зимнее время древесине никакой защиты не требуется, и срок ее хранения не ограничивается.
Для хранения лесоматериалов могут быть применены влажный, сухой и химический способы защиты
лесоматериалов от порчи.
Влажный способ предусматривает рядовую или плотную укладку лесоматериалов в штабели, замазку
и затенение торцов, укрытие межштабельных интервалов, замораживание, снегование, дождевание и
др.
Химический способ хранения предполагает обработку неокоренных лесоматериалов ядовитыми
веществами, предохраняющими от поражения насекомыми и грибами.
Сухой способ хранения имеет наиболее широкое применение. Наиболее благоприятные условия при
сушке лесоматериалов обеспечиваются при укладке их в небольшие штабели из 2-3 рядов. Нижний
ряд укладывается на окоренные подкладки.
Сохранность качества нижнего ряда бревен в значительной мере зависит от высоты подкладок и
отсутствия под штабелем травы. Если эти условия не соблюдаются, подкладки поражаются синевой,
другими окрасками и гнилью. Высота нижнего ряда над землей должна быть 35-40 см.
Бревна в ряде северных районов укладываются с промежутками, а в южных - вплотную.
Каждый ряд следует перекладывать окоренными прокладками диаметром примерно 1/3 диаметра
укладываемых бревен.
Оттенение штабелей порубочными остатками, особенно со стороны торцов, уменьшает
растрескивание. Боковые же поверхности можно оттенять только на концентрированных вырубках и
открытых местах.
На каждый штабель крепится бирка, на которой указывают номер штабеля, время заготовки, объем
уложенной в штабель древесины.
Сортименты, заготовленные в весенне-летний период, без принятия защитных мер могут храниться не
более 10 суток. Если сроки хранения превышают 10 суток, бревна следует укладывать в плотные
штабели, торцы бревен покрывают защитными замазками. Штабели можно закрывать порубочными
остатками.
Сушка дров таких пород, как дуб, ольха, осина достаточно хорошо происходит в течение летнего
периода. Березовые дрова (круглые) со своей плотной берестой сохраняют влажность и поэтому
быстро разрушаются.
Складирование порубочных остатков на вырубках после сплошных и санитарных рубок,
предназначенных в дальнейшем для производства топливной щепы, должно производиться на хорошо
продуваемых площадках. Не рекомендуется площадки устраивать близко к лесовозным дорогам и в
густых насаждениях.
Вал порубочных остатков следует укладывать так, чтобы господствующие ветры дули вдоль него.
Складирование целесообразно проводить в весенне-летный период, чтобы обеспечить их просушку.
Хранение лесоматериалов на лесных складах
Деревья (хлысты) укладывают на лесных складах для создания межсезонных или межоперационных
запасов, которые обеспечивают ритмичную работу технологического оборудования при их первичной
обработке. Укладка производится пачками вразнокомелицу в клетку; пачками вразнокомелицу рядами
на прокладках; пачками комлями в одну сторону; россыпью вразнокомелицу с прокладками и без
прокладок.
Коэффициент плонодревесности штабеля изменяется в зависимости от способа укладки и вида
древесины. Для штабелей из хлыстов его значения колеблются от 0,23 (россыпью комлями в одну
сторону) до 0,35 (вразнокомелицу с укладкой в клетку). Для штабелей из деревьев коэффициент
полнодревесности принимается на 5-7 % меньше, чем для хлыстов.
Штабели сортиментов на лесных складах создаются у фронта отгрузки или цехов переработки (после
раскряжевки хлыстов и сортировки сортиментов). При сортиментной технологии - после поступления
сортиментов с лесосеки. Штабели формируются в зависимости от породы дерева, размеров. В один и
тот же штабель укладываются сортименты, отличающиеся по длине на 1 м для хвойных и 0,5 м - для
лиственных пород.
Короткие лесоматериалы укладывают в рядовые штабели, клетки, в плотные поленницы, контейнеры
или пакетами в обвязке.
Способы защиты древесины при хранении
Для защиты круглых лесоматериалов на складах применяют следующие способы: атмосферная сушка,
влагозащитные торцевые замазки, плотные и компактные укладки, дождевание, хранение в водных
бассейнах, химические способы.
Атмосферная сушка применяется для сортиментов хвойных пород, предназначенных для использования
без продольной распиловки. Для предотвращения поражения насекомыми и обеспечения быстрой просушки
лесоматериалы окоряются. При атмосферной сушке лесоматериалы укладываются в рядовые штабели на
прокладках из здоровой древесины (жерди, тонкомерный кругляк диаметром 8-12 см). Высота
подштабельного основания должны быть не менее 25 см. Атмосферная сушка обеспечивает относительно
быструю подсушку древесины до влажности 18-22 %, при которой процесс поражения грибами исключается,
но образуются трещины. Среди хвойных пород деревьев наиболее подвержена растрескиванию лиственница,
а среди лиственных - бук, ясень, дуб, граб.
Для предохранения торцов круглых лесоматериалов от потери влаги, растрескивания и проникновения
грибной инфекции могут применяться специальные влагозащитные торцевые замазки. На торцы
сортиментов или хлыстов замазки наносятся по завершении укладки поленницы или штабеля. Торцы
лесоматериалов зимней заготовки обмазывают с наступлением теплой погоды; лесоматериалы,
заготовленные летом, должны быть обмазаны не позже, чем через пять дней после раскряжевки. Обмазка
производится так, чтобы весь торец, включая кору, был покрыт сплошной пленкой, кроме того, торцы крайних
рядов штабелей должны быть затенены от солнечных лучей щитами или забелены известковым раствором.
В качестве влагозащитных торцевых замазок используют битумы, сухоперегонные уваренные смолы,
битумные эмульсии, природные и синтетические смолы. Сроки хранения сортиментов при защите этим
способом не должны превышать два-три весенне-летних месяца.
Плотные и компактные укладки. Плотная укладка на складах осуществляется в крупногабаритных
штабелях с оставлением узких интервалов (1-1,5 м) между смежными штабелями. Штабели формируют без
прокладок на низком подштабельном основании. Допускается укладка лесоматериалов хвойных пород в
пачковые и пачковорядовые штабели. Короткомерные сортименты укладывают в плотные сомкнутые
поленницы (без разрывов между ними), сгруппированные в крупномерные штабели. Размеры плотных
штабелей должны быть по высоте: для материалов из древесины хвойных пород - не ниже 3 м, лиственных 2 м, по длине - не менее 25 м. Штабели, расположенные в одной секции (группе), должны быть одной высоты
и длины. Для предохранения от порчи выступающих из штабеля концов бревен не рекомендуется в один
штабель укладывать бревна, отличающиеся по длине более чем на 0,5 м.
Дождевание и хранение в воде - влажные способы защиты древесины - позволяют создать на лесных
складах такую микроклиматическую среду, при которой жизнедеятельность грибов и вредных лесных
насекомых на древесине становится настолько неблагоприятной, что их поселение и развитие сильно
ограничиваются или совсем прекращаются из-за острого недостатка кислорода. При этом в древесине
поддерживается влажность 80-120 % и более.
При дождевании лесоматериалы, уложенные в плотные штабели, опрыскивают сверху мелким
искусственным дождем посредством дождевальной установки или поливают из шлангов. Лесоматериалы
подвергают дождеванию с наступлением устойчивой теплой погоды. Первоначальное дождевание должно
промочить штабель до самого низа, в дальнейшем дождевание производится с учетом влажности и
температуры окружающей среды. По интенсивности суточного полива дождевание может быть нормальным и
усиленным. При нормальном дождевании полив производится 2-3 раза в сутки (утром и вечером или утром,
после полудня и вечером). При усиленном орошении полив производится от 4 до 6 раз в сутки.
Продолжительность дождевания при средней высоте штабеля 5-6 м должна быть не менее 10-15 минут, а
расход воды - 6-8 л на квадратный метр поверхности штабеля. При поливе из шлангов пользуются насосами
или водопроводом. Шланг должен соответствовать по длине штабелю и состоять из нескольких звеньев,
включаемых и выключаемых по мере надобности. Расход воды при этом должен быть около 15 л на
квадратный метр поверхности штабеля, разбрызгивание - как можно более мелким, а дозировка - больше на
концы бревен, чем на их среднюю часть. Число поливов из шланга при нормальном орошении - 2, при
усиленном - 3-4. Дождевание рекомендуется в первую очередь для нестойких к побурению лиственных пород
(березы, бука, ольхи) и хвойных широкозаболонных (сосны, ели, кедра).
При хранении в воде древесину затопляют или оставляют на плаву в многорядных штабелях. Этот
способ наиболее эффективен для защиты древесины от порчи. При хранении в воде древесину затопляют
или оставляют на плаву в многорядных плотах. Для этого используются естественные или специально
приспособленные водоемы. Недостатком этого способа является необходимость применять часть древесины
в качестве надводного груза для погружения остальной части древесины (примерно 30 процентов). Древесина
при хранении с ее полным затоплением может быть в коре и без коры; надводная часть должна быть
неокоренной. Надводная часть может быть сохранена только при плотной ее укладке и при поливке. Для
надводной части рекомендуется использовать древесину более низких качественных кондиций. Хранение в
воде рекомендуется применять лишь там, где имеются приспособленные, хорошо защищенные от бурь и
течений водоемы. Устраивать искусственные водоемы нерентабельно.
Для хранения неокоренных круглых лесоматериалов хвойных и лиственных пород, нестойких к
повреждению дереворазрушающими насекомыми (2-й класс стойкости), в теплый период года используют
химическую защиту. Химическую защиту сортиментов способ опрыскивания проводят на складах
лесозаготовительного предприятия и потребителя. Склады должны быть удалены от водоемов, имеющих
питьевое, рыбохозяйственное и сельскохозяйственное значение, не менее чем на 500 м от границы
затопления (при максимальном стоянии паводковых вод), а также не ближе 2 км от существующих берегов.
Химическая защита круглых лесоматериалов, поступающих в сплав, запрещается.
Химические способы. Круглые лесоматериалы, заготовленные с апреля до середины августа, на
верхних складах обрабатывают не позднее, чем через двое суток, а на складах лесозаготовительного
предприятия и потребителя через трое суток после укладки в штабель. Опрыскивание круглых
лесоматериалов осенне-зимней заготовки проводят до весеннего лёта стволовых вредителей. Опрыскивание
производится однократно, равномерно, без пропусков. Для опрыскивания применяют гексахлорциклогексан
технический, гамма-изомер технический, 16%-ную минерально-масляную эмульсию гамма-изомера. На
верхних складах применяют малообъемное мелкокапельное, а на лесопромышленных складах предприятий крупнокапельное
опрыскивание.
Обработку
проводят
механизированными
опрыскивателями
согласно
имеющейся
утвержденной технической документации.
Предварительная обработка древесины: препараты
"Синесто" и "Волманит CX"
Чтобы защитить древесину и пиломатериалы при транспортировке
или во время хранения, недостаточно использовать только
полимерные
пленки.Пороки
древесины,
вызванные
жизнедеятельностью
плесневых
грибков
заболони
("синева
древесины"), а также других разновидностей грибков, изменяющих
цвет древесины, наносят большой ущерб пиломатериалам и делают древесину непригодной для применения
в качестве декоративного и отделочного материала. Определенные климатические условия, способствующие
образованию в древесине синевы, плесени, бурой, белой и мягкой гнили, а также деятельность термитов и
других насекомых делают предварительную обработку древесины единственным возможным способом ее
защиты.
Новое поколение антисептиков для обработки древесины не только обеспечивает реальную
защиту от грибков, плесени и деятельности насекомых, но и отвечает всем требованиям безопасности
персонала, защите здоровья и окружающей среды.
Среди современных антисептических препаратов такого рода наиболее известным является СИНЕСТО
(SINESTO® B), зарегистрированный более чем в 20 странах мира. Он занимает лидирующее место в Европе
среди препаратов для защиты древесины, на его долю приходится 40% рынков сбыта. За многие годы
применения СИНЕСТО стал синонимом эффективной защиты хвойной древесины от пороков синевы и
плесени.
Обработку лесоматериалов средством СИНЕСТО рекомендуется проводить сразу после рубки или
распилки. Этим предотвращается появление пороков синевы древесины уже перед началом ее дальнейшей
обработки. Однако СИНЕСТО обеспечивает долговременную защиту независимо от того, был лесоматериал
обработан после распилки перед упаковкой или после технической сушки. Нужная концентрация с
правильным применением гарантирует надежную защиту для различных условий. СИНЕСТО можно
применять, используя метод погружения в раствор или обрабатывая поверхность древесины в
распылительной камере. Низкое поверхностное натяжение раствора СИНЕСТО упрощает проникновение
раствора в штабель. Активные компоненты СИНЕСТО абсорбируются в поверхностной части древесины на
глубине 1-2 мм, где они связываются с клеточной тканью. После высушивания поверхности большая часть
защитного средства остается закрепленной внутри древесины. При погружении древесины в раствор,
содержащий СИНЕСТО, концентрация раствора зависит от метода погружения, желаемой продолжительности
воздействия защитной обработки и от местных климатических условий. Продолжительность обработки
определяется с учетом желаемой степени защиты и структурой штабелей пиломатериалов. Для неплотных
пакетов должен применяться 6-8% раствор, и достаточна продолжительность погружения всего на одну
минуту. При обработке плотных пакетов пиломатериалов продолжительность погружения устанавливается
индивидуально для каждого случая. При обработке распылением раствор распыляется по поверхности
отдельных досок в распылительной камере. Свежераспиленные доски поступают в камеру по транспортеру
еще до сортировки и укладки в пачки. Концентрация раствора, скорость системы подачи и количество
распылительных форсунок являются важными факторами в достижении эффективной защиты. Подготовка и
применение раствора СИНЕСТО очень просты. Достаточно смешать его с водой в правильных пропорциях.
После легкого перемешивания получается гомогенизированный раствор. Одним из преимуществ этого
жидкого средства является отсутствие выделения вредных газов и пыли при смешивании раствора.
Пиломатериалы, обработанные СИНЕСТО, могут безопасно применяться даже для изготовления ящиков
для фруктов, для упаковки пищевых продуктов или для грузовых поддонов. Так как защищающие вещества не
образуют вредных испарений, обработанный пиломатериал, предназначенный для использования в качестве
отделки интерьера, не нуждается в дополнительной обработке.
СИНЕСТО поставляется в контейнерах вместимостью 1000 кг или в пластиковых канистрах по 25 кг.
Хранить их желательно при температуре 0-20°C. Хранение препарата при таких условиях может
осуществляться в течение десяти лет и без ущерба его свойствам.
Если допущено замерзание СИНЕСТО при хранении или
транспортировке, это не испортит его качеств. СИНЕСТО не
смывается с поверхности дерева ни снегом, ни дождем, что важно при
транспортировке пакетов пиломатериалов в открытых вагонах.
СИНЕСТО биологически деструктируется. Это означает, что активные
компоненты не остаются в земле, а биологически распадаются под
воздействием микроорганизмов почвы. Обработанный материал
безвреден для животных. Под совместимостью с окружающей средой
также подразумевается безопасная утилизация. Тесты показали, что
сжигание или приготовление компоста являются безопасными
методами для утилизации остатков раствора после обработки
погружением
и
для
уничтожения
отходов
обработанных
пиломатериалов.
Для защиты древесины от воздействия грибков, гнили и насекомых широко применяется полностью
растворимый в воде препарат Волманит CX (Wolmanit® CX-10). Он не содержит хрома и мышьяка и
предназначен для применения при вакуумной пропитке древесины под давлением.
В результате такой пропитки активные солевые компоненты проникают в глубину волокон древесины, тем
самым обеспечивая надежную защиту дерева, благодаря чему его можно применять при строительстве самых
различных сооружений: ограждений, столбов, перил, террас, балконов, всевозможных настилов, в
производстве садовой мебели, при оборудовании детских площадок и т.д. Фиксация антисептического состава
не зависит от температуры: относительная фиксация достигается, как правило, в течение 24 часов с момента
пропитки. Исследования, проведенные европейскими экспертами, показали, что, несмотря на уменьшенное
содержание активных веществ, препарат способен обеспечить эффективную и длительную защиту. Вот
почему Совет защиты древесины Северных стран одобрил применение средства Волманит CX для пропитки
всех видов древесины класса AB. Препарат имеет оценки "1v", "P", "W" и "E" для защиты древесины классов
опасности 1-4 по DIN 68800, часть 3. Таким образом, Волманит CX - на сегодняшний день одно из самых
безопасных средств пропитки древесины под давлением.
Технология деревообрабатывающего производства



1.Общие сведения о технологии деревообработки
o 1.1. Шероховатость поверхностей древесины
o 1.2. Припуски на механическую обработку
o 1.3. Допуски и посадки в деревообработке
2. Сушка древесины
o 2.1. Определение влажности древесины
o 2.2. Камерная сушка пиломатериалов
 2.2.1. Режимы сушки
 2.2.2. Процесс сушки
o 2.3. Атмосферная сушка пиломатериалов
3. Технологические режимы деревообработки
1. Общие сведения о технологии деревообработки
Технология - это совокупность сведений о различных физико-механических, химических и других
способах обработки или переработки сырья, изготовления полуфабрикатов и изделий.
Первичным видом сырья в деревообработке являются круглые сортименты от лесозаготовительных
производств - пиловочник, шпальник, балансы, дрова и т.п., на базе которых выделились
специфичные производства - лесопиление, шпалопиление, производство фанеры, плит, спичек.
Вторичным видом сырья в деревообработке являются пиломатериалы, фанера, плиты, на базе
которых выделились производства - мебельное, лыжное, тарное, а также производство столярностроительных изделий и комплектов деревянных домов. Каждое из перечисленных производств
является специфичным по присущей ему технологии и оборудованию. Многие из этих производств
обеспечены справочной и нормативной литературой.
В данном разделе освещена технология производства столярно-строительных изделий (оконных и
дверных блоков, фрезерованных деталей, изделий домостроения), технологические режимы и
типовые процессы которой могут применяться в лесопильном, тарном, мебельном, плитном и других
производствах, где используется деревообрабатывающее оборудование общего назначения.
1.1. Шероховатость поверхностей древесины
Любые неровности фиски, сколы, вырывы, ворсистость, мшистость), полученные от инструментов при
механической обработке древесины, характеризуют ее шероховатость. Требования к шероховатости
поверхности древесины установлены ГОСТ 7016 "Древесина. Шероховатость поверхности. Параметры
и характеристики". Шероховатость поверхности древесины характеризуется максимальной высотой
неровностей R, (между впадиной и вершиной неровности). Величина максимальных неровностей
влияет на процессы дальнейшей обработки и качество деталей и изделий - на качество склеивания,
отделки, точность сопряжения и т. д. В таблице приведены числовые значения шероховатости R в
зависимости от вида обработки.
Шероховатость поверхностей древесины
1.2. Припуски на механическую обработку
Припуски на первичную и повторную механическую обработку по толщине, ширине и длине при
изготовлении деталей из пиломатериалов и заготовок хвойных и лиственных пород, сборочных единиц
типа щитов, рамок, коробок и ящиков, а также деталей из облицованных и необлицованных столярных
плит установлены ГОСТ 7307.
Припуски на усушку пиломатериалов необходимо учитывать для хвойных пород - по ГОСТ 6782.1, для
лиственных пород - по ГОСТ 6782.2. При обработке заготовок с начальной шероховатостью
поверхностей от 0,2 до 0,8 мм припуски уменьшают на 1 мм.
Припуски на продольный раскрой (Пш) предварительно обрезанных заготовок, кратных ширине детали,
вычисляют, мм, по формуле:
П =(n - 1) b + 2,
где n - количество деталей по ширине заготовок; b - ширина пропила, мм.
Припуски на поперечный раскрой (Пд - предварительно торцованных заготовок, кратных длине детали,
вычисляют, мм, по формуле:
Пд = (n1 - 1) b1 + 5,
где n1 - количество деталей по длине заготовок; b1 - ширина пропила, мм.
1.3. Допуски и посадки в деревообработке
Система допусков и посадок в деревообработке регламентируется стандартами и представляет собой
развернутую классификацию посадок, в основу которой положены технологические, конструкционные
и эксплуатационные признаки. По построению она является системой отверстия, где номинальный
размер является наименьшим предельным размером отверстия, при этом поле допуска направлено в
сторону увеличения размера отверстия ("в тело").
Допуски и посадки в деревообработке определяются по следующим ГОСТам: ГОСТ 6449.1, ГОСТ
6449.2, ГОСТ 6449.3, ГОСТ 6449.4, ГОСТ 24642.
2. Сушка древесины
Детали и изделия, изготовленные из древесины с повышенной влажностью, рассыхаются, коробятся,
что ухудшает их эксплуатационные качества. Для того, чтобы этого не происходило, древесину
необходимо сушить до определенной влажности, соответствующей условиям эксплуатации изделий.
На предприятия древесина, как правило, поступает с повышенной влажностью.
Требования к влажности древесины в изделиях приведены в таблице:
Влажность свежесрубленной древесины
Порода
древесины
Влажность, %
Ядра или спелой древесины
Заболонной древесины
Средняя
Сосна
30-40
100-120
88
Ель
30-40
100-120
91
Лиственница
30-40
100-120
82
Осина
-
80-100
82
Береза
-
70-90
78
2.1. Определение влажности древесины
В практике применяются следующие способы определения влажности:

Весовой.
При весовом способе от доски (контрольного образца) на расстоянии от торца
300 - 500 мм отпиливают секцию влажности толщиной 10 - 12 мм, тщательно очищают от
заусенцев, опилок и взвешивают, записывают результат в журнале, а секцию помещают в
сушильный шкаф с температурой до 103 °С. Через 6 часов сушки секцию взвешивают и массу
записывают в журнал, затем вновь сушат и через каждые 2 ч после сушки взвешивают. Если
после повторных взвешиваний масса секции не меняется, это означает, что секция высушена
до абсолютно сухого состояния с влажностью W 0 = 0% и массой Р.
Первоначальную влажность древесины образца определяют по формуле:
W = (Pн - Рс) : Рс * 100%,
где W - первоначальная влажность, %;
Рн и Рс - начальная масса и масса в абсолютно сухом состоянии образца.

Электрический
Широкое
распространение
определяющие влажность в диапазонах 7 - 60%.

Метод взвешивания контрольных образцов
получили
электровлагомеры
ЭВА-2М,
Также проверку текущей влажности в процессе сушки можно проводить методом взвешивания
контрольных образцов длиной не менее 1000 мм, которые также выпиливают из досок, подлежащих
сушке, на расстоянии 300 - 500 мм от торца, очищают от коры, заусенцев, опила, после чего торцы
окрашивают краской. Образец взвешивают с точностью до 5г.
Требования влажности древесины и величина усушки пилопродукции определяются следующими
ГОСТами: ГОСТ 475, Г, имеющих нужное оборудование и приборы. В камерах СТ ГОСТ 23166, ГОСТ
8242, ГОСТ 4981, ГОСТ 6782.1
2.2. Камерная сушка пиломатериалов
Камерная сушка - основной способ, при котором сушку пиломатериалов производят в сушильных
камерах, имеющих нужное оборудование и приборы. В камерах регулируют температуру, влажность и
степень циркуляции воздуха.
Атмосферная сушка служит для предварительной подсушки пиломатериалов и, как правило,
сочетается с камерой сушки древесины.
Пиломатериалы можно укладывать в штабеля штучным или пакетным способом. При формировании
штабеля штучным способом между рядами досок укладывают сухие (влажностью не более 18%)
калиброванные прокладки хвойных и лиственных пород сечением 25 х 40 мм и длиной равной ширине
штабеля. Прокладки по высоте штабеля необходимо укладывать перпендикулярно доскам и строго
вертикально одну над другой.
Штабель формируют из досок одной породы и толщины. Правильность укладки досок и прокладок
проверяют шаблоном. Количество прокладок, укладываемых по длине штабеля, дано в таблице:
Длина штабеля,
м
Количество прокладок, шт., при толщине высушиваемого пиломатериала,
мм
16
19
25
32
40
50 и более
4,5
10/13
8/11
7/9
5/7
5/5
4/4
6,5
14/16
12/13
10/12
8/9
7/7
6/6
Количество укладываемых по длине штабеля прокладок
Примечание: В числителе - количество прокладок для штабелей из хвойных пород, в знаменателе из лиственных.
Способы укладки пиломатериалов в штабеля зависят от направления (циркуляции) агента сушки. Для
сушильных камер с противоточной циркуляцией пиломатериалы укладывают с промежутками
(шпациями), а для камер с поперечной реверсивной и противоточной прямолинейной циркуляцией плотно. Штабеля досок формируют на площадке у сушильных камер. При ручной укладке
пиломатериалов используют вертикальные подъемники (лифты). Применение подъемника повышает
производительность труда. При пакетном способе штабеля формируют из заранее сформированных
пакетов. Для формирования штабелей из пакетов используют электрифицированную траверсную
тележку.
2.2.1. Режимы сушки
Сушка пиломатериалов происходит при определенном температурном и влажностном режиме, под
которым понимают закономерное чередование процессов температурного и влажностного
воздействия на древесину в соответствии с ее влажностью и сроками сушки.
В процессе сушки в камере постепенно повышается (по ступеням) температура воздуха и понижается
относительная влажность сушильного агента. Режимы сушки назначают с учетом породы древесины,
толщины пиломатериалов, конечной влажности, категории качества высушиваемых материалов и
конструкций (типа) камер.
Категории качества высушенной древесины
Категория качества
Назначение высушенной древесины
1-я высококачественная
Точное машино- и приборостроение, производство моделей, авиационных
деталей, лыж, музыкальных инструментов и т.п.
2-я повышенного
качества
Производство мебели и т.п.
3-я среднего качества
Производство окон и дверей, фрезерованных деталей - досок для
покрытия полов, наличников, плинтусов
4-я рядовая
Производство деталей и изделий малоэтажных домов и комплектов
деталей для домов со стенами из местных материалов, строительных
конструкций и т.п.
Режимы сушки пиломатериалов хвойных и лиственных пород в камерах периодического действия
регламентированы ГОСТ 19773.
Режимами сушки в зависимости от назначения пиломатериалов, предусматриваются два процесса низкотемпературный и высокотемпературный. При низкотемпературных режимах в качестве
сушильного агента на первой ступени сушки применяют влажный воздух с температурой менее 100°С.
В зависимости от требований, предъявляемых к пиломатериалам, режимы делятся на:



мягкие М, при мягких режимах получается бездефектная сушка с сохранением физикомеханических свойств древесины и цвета;
нормальные Н, при нормальных режимах получается бездефектная сушка с возможным
небольшим изменением цвета у хвойной древесины, но с сохранением прочности;
форсированные Ф, при форсированных режимах сушки получается древесина с сохранением
прочности на изгиб, растяжение и сжатие, но со снижением прочности на скалывание и
раскалывание на 15 - 20% и с возможным потемнением древесины. Режимы сушки выбирают
по таблице в соответствии с требованиями ГОСТ 19773.
Режимы низкотемпературного процесса сушки даны в таблице ГОСТ 19773. По этим режимам
предусмотрено трехступенчатое изменение параметров агента сушки, причем переход с каждой
ступени режима на последующую можно производить лишь по достижении материалом определенной
влажности, предусмотренной по режиму.
Режимы высокотемпературного процесса сушки для камер периодического действия приведены в
таблице ГОСТ 19773.
По этим режимам предусматривается двухступенчатое изменение параметров сушильного агента,
причем переход с первой ступени на вторую производится при достижении древесиной влажности
(переходной) 20%. Определяют высокотемпературный режим в зависимости от породы и толщины
пиломатериалов по таблице ГОСТ 19773.
Высокотемпературные режимы допускается применять для сушки древесины, идущей на изготовление
ненесущих элементов строительных конструкций, в которых допускается снижение прочности и
потемнение древесины.
2.2.2. Процесс сушки древесины
До проведения процесса сушки по выбранному режиму древесину прогревают паром, подаваемым
через увлажнительные трубы, при включенных обогревательным приборах, работающих вентиляторах
и закрытых приторно-вытяжных каналах. В начале прогрева температура агента сушки должна быть на
5°С выше первой ступени режима, но не более 100°С. Степень насыщенности среды должна быть для
древесины с начальной влажностью более 25% в пределах 0,98 - 1, а для древесины с влажностью
менее 25% - 0,9 - 0,92. Продолжительность начального прогрева древесины зависит от породы
древесины и для пиломатериалов хвойных пород (сосны, ели, пихты и кедра) при температуре
наружного воздуха более 0°С составляет 1 - 1,5 ч при температуре менее 0°С - 1,5 - 2 ч на каждый
сантиметр толщины. Продолжительность прогрева пиломатериалов мягких лиственных пород (осины,
березы, липы, тополя и ольхи) увеличивается на 25%, а для пиломатериалов твердых лиственных
пород (клена, дуба, ясеня, граба, бука) увеличивается на 50% по сравнению с продолжительностью
прогрева древесины хвойных пород (таблица).
После прогрева параметры агента сушки доводят до первой ступени режима и затем приступают к
сушке пиломатериалов, соблюдая установленный режим. Температуру и влажность воздуха
регулируют вентилями на паропроводах и шиберами приторно-вытяжных каналов.
В процессе сушки в древесине возникают остаточные внутренние напряжения, для их устранения
проводят промежуточную и конечную влаготеплообработку в среде повышенной температуры и
влажности. При этом обработке подвергаются пиломатериалы, высушиваемые до эксплуатационной
влажности
и
подлежащие
в
дальнейшем
механической
обработке.
Промежуточная
влаготеплообработка производится при переходе со второй на третью ступень или с первой на вторую
при сушке по высокотемпературным режимам. Влаготеплообработке подвергают пиломатериалы
хвойных пород толщиной от 60 мм и выше и лиственных пород (в зависимости от породы) толщиной
от 30 мм и выше. В процессе тепловлагообработки температура среды должна быть на 8°С выше
температуры второй ступени, но не более 100°С, при степени насыщенности 0,95 - 0,97.
Конечную влаготеплообработку проводят лишь по достижении древесиной требуемой конечной
средней влажности. В процессе конечной термовлагообработки температуру среды поддерживают на
8°С выше последней ступени режима, но не более 100°С. По окончании конечной
влаготеплообработки пиломатериалы, прошедшие сушку, выдерживают в камерах в течение 2 - 3 ч
при параметрах, предусмотренных последней ступенью режима, после чего камеры останавливают.
2.3. Атмосферная сушка пиломатериалов
Рекомендации по атмосферной сушке пиломатериалов приведены в ГОСТ 3808.1 и ГОСТ 7319.
Сушка древесины
Естественная сушка
Древесину для резьбы следует изготавливать впрок, поскольку естественная сушка,
особенно влажного дерева, занимает иногда один-два года, а то и больше. С чурака (кряжа) кора не снимается, на
нем поперек ствола делаются вырубки топором. Вырубки обеспечивают доступ воздуха к древесине. Но многие
мастера используют для сушки ошкуренный в средней части чурак, при этом кора остается лишь на конце
кряжа.
Различные породы дерева сохнут по-разному. Так, например, осина, береза, липа, ольха и тополь при
естественной сушке не дают трещин. Сушить их можно любым способом. Дуб требует длительной и
постепенной сушки, кора на нем сохраняется полностью. Граб, бук, ясень и клен при высыхании
сильно растрескиваются. То же, но в меньшей степени, происходит с пихтой, лиственницей, кедром,
сосной и елью. Липа при естественной сушке требует тщательного ухода и тогда она дает хорошие
результаты.
В любом случае, какая бы древесина не сушилась, ее торцы закрашиваются масляной краской или
просмаливаются растительным маслом, а еще лучше - залепляются пластилином. Сам процесс сушки
должен быть постепенным, замедленным и обязательно производится в сухом, хорошо
проветриваемом помещении. Растрескавшиеся концы заготовки после сушки отпиливаются.
Ускоренный процесс сушки используется в том случае, когда мастер не
располагает длительным временем для естественной сушки древесины. 3аготовка в этом
случае оборачивается газетой в несколько слоев и опускается в полиэтиленовый пакет. Пакет
завязывается или герметично обматывается пленкой. Пакет с заготовкой помещается в
горячее место, например на батарею. 3аготовка периодически переворачивается, чтобы с
какой-либо одной стороны не случилось перегрева. При такой сушке влага, выделяемая
древесиной, будет поглощаться газетой. Газета, в свою очередь, меняется на новую с
периодичностью два-три раза в сутки.Если на заготовке во время сушки появились небольшие
трещины, то она прогревается в пленке без бумаги.
Ускоренная сушка
Средние показатели основных физико-механических свойств древесины
(значения в скобках - при влажности 30% и более, прочие значения - при влажности 12%)
Породы
Хвойные
№
Наименование
Лиственные
Сосна Сосна
Пихта Листангар- кедро- Ель сибир- вен- Береза Осина Тополь
ская
вая
ская ница
1. Плотность, кг/м3
при влажности 12%
505
435
445
375
665
640
495
455
в абсолютно сухом состоянии
480
405
420
350
635
620
465
425
базисная
415
360
365
310
540
520
410
375
2. Коэффициент разбухания, % на % влажности
радиального
0,18
0,12
0,17
0,11
0,20
0,29
0,15
0,14
тангенциального
0,31
0,27
0,31
0,10
0,38
0,34
0,30
0,28
объемного
0,51
0,41
0,50
0,44
0,60
0,65
0,47
0,44
3. Предел прочности, МПа
при статическом изгибе
84,5
69,2
(48,5) (36,3)
78,6 67,9
(43,0) (39,6)
108,8 109,5
(60,5) (64,5)
76,5
68,0
(44,5) (39,5)
при сжатии вдоль волокон
46,3
40,0
(20,8) (16,4)
45,0 40,0
(19,2) (17,2)
61,5 54,0
(24,8) (26,3)
43,1
40,0
(18,8) (17,4)
при растяжении вдоль волокон
102
89,2
(77,6) (68,0)
101 66,3
(77,2) (50,5)
124
136,5
(94,5) (102)
121
87,8
(92,7) (67,0)
при скалывании вдоль волокон по
радиальной плоскости
7,44
6,36
(4,20) (3,80)
6,83 5,87
(4,00) (3,70)
9,78 9,02
(6,20) (5,80)
6,15
5,96
(3,50) (3,30)
при скалывании вдоль волокон по
тангенциальной плоскости
7,23
6,36
(4,40) (4,00)
6,72 5,71
(4,30) (3,60)
9,11 10,9
(5,70) (7,00)
8,42
7,15
(4,90) (4,10)
41,3
(35)
39,2
(33)
53,1
(43)
84,6
(72)
4. Ударная вязкость при изгибе,
кДж/м2
30,9
(25)
31,8
(25)
92,9
(78)
39,2
(33)
5. Твердость, Н/мм2
6.
торцовая
28,4
21,6
(13,2) (11,6)
25,3 27,4
(12,0) (12,9)
42,0 46,3
(20,1) (27,5)
25,8
26,7
(15,4) (15,4)
радиальная
22,5
14,8
(10,6)
17,5 15,1
(8,20) (7,1)
31,5 35,9
(14,8) (21,5)
18,7
18,5
(11,2) (11,1)
тангенциальная
23,2
15,4
(10,9)
17,8
14,2
(8,50)
33,4 32,1
(15,1) (19,2)
19,6
-(11,7)
Модуль упругости при изгибе, ГПа
12,2
(8,7)
9,60 9,02
(6,20) (5,60)
14,3 14,2
(10,8) (10,8)
11,2
10,3
(7,70) (6,90)
9,09
(7,10)
Достоинства и недостатки древесины как материала
1. Достоинства древесины как материала, учитываемые при конструировании
2. Недостатки древесины как материала, учитываемые при конструировании
1.
Достоинства
древесины
как
материала,
учитываемые
при
конструировании
Малая плотность при относительно высокой прочности. Прочностные характеристики древесины
приведены в таблице:

Коэффициенты качества при
Плотность (объемная масса),
кг/м3
Материал
растяжении
сжатии
Ель
445
2,315
1,000
Лиственница
660
1,894
0,977
Дуб
690
-
0,833
Бук
670
1,836
0,828
Ясень
680
2,132
0,868
Береза
630
2,667
0,873
Малая теплопроводность. Коэффициенты теплопроводности (ккал/м * ч * град):
Сталь
50
Железобетон
1,33
Стекло оконное
0,65
Кирпич
0,44
Древесина сосны:
вдоль волокон
0,30
поперек волокон
0,15
Плиты древесноволокнистые изоляционные
0,09 - 0,13
Опилки древесные
0,08
Вата минеральная
0,036 - 0,042
Теплопроводность древесины возрастает с увеличением плотности и влажности.




Хорошая обрабатываемость режущими инструментами.
Возможность склеивания.
Легкая гвоздимость.
Средние показатели сопротивления древесины выдергиванию гвоздей
Размеры гвоздей, мм
оцинкованных
Порода
древесины
не оцинкованных
1,2 х 25
Плотность, кг/м3
1,6 х 25
2х4
Средние показатели сопротивления в направлениях
радиальном
тангенциальном
радиальном
тангенциальном
радиальном
тангенциально
м
Сосна
500
38
27
19
23
35
29
Ель
445
33
28
23
18
37
-
Лиственница
660
48
39
27
25
39
34
Дуб
690
57
55
39
39
64
65
Бук
670
57
58
41
48
65
79
Усилие, необходимое для выдергивания гвоздя, забитого в торец, на 10 - 15% меньше усилия,
прилагаемого к гвоздю, забитому поперек волокон.


Способность хорошо окрашиваться, лакироваться, полироваться, красивая текстура (рисунок,
образующийся на поверхности древесины следствие перерезания анатомических элементов).
Способность благодаря упругости хорошо поглощать звуки, возникающие при ударе и вибрации.
Звукоизоляционные свойства древесины имеют большое значение при использовании в качестве
звукоизоляционного строительного материала, а также для улучшения акустики общественных
зданий.
Скорость распространения звука в древесине
Направление





Сосна
Береза
Вдоль волокон
5030
3625
В радиальном направлении
1450
1995
В тангенциальном направлении
850
1535
Звукоизлучающие свойства (резонанс). Древесина широко применяется для изготовления
инструментов.
Стойкость к действию растворов кислот и щелочей; в связи с этим древесину хвойных пород
применяют для изготовления емкостей, труб.
Способность к изгибу, что имеет существенное значение при гнутье древесины. Более высокой
способностью к изгибу отличается древесина лиственных пород.
Сравнительно большая износостойкость.
Свойства "предупреждать" (потрескиванием) при критических нагрузках о своем скором разрушении.
2. Недостатки древесины как материала, учитываемые при конструировании
Анизотропность, т.е. изменение механических характеристик в зависимости от породы, места
произрастания, зоны в поперечном сечении ствола (заболонь, ядро, сердцевина), направления волокон,
наличия пороков и их расположения, влажности и других факторов; это затрудняет отбор материала для
ответственных изделий и сооружений.
Изменение размеров и формы в результате усушки, разбухания, коробления, особенно под воздействием
изменения температуры и влажности воздуха. Из-за неравномерного удаления влаги возникают напряжения,
которые приводят к растрескиванию материала.
Растрескивание - отрицательное свойство древесины, но в некоторых случаях оно приносит пользу,
обеспечивая плотность соединения (в емкостях, деревянных трубах, судах и т.п.). При закреплении
разбухающих деталей из древесины возникает давление разбухания в пределах 8 - 32 кгс/см2.
Низкое сопротивление раскалыванию. Однако это свойство имеет положительные значения при заготовке
колотых сортиментов.
Загнивание, повреждение насекомыми, возгорание в неблагоприятных условиях службы.
ГОСТ для деревообработка
--- Требования СНиП II-3-79
СНиП II-3 - 79 устанавливают следующие величины сопротивления теплопередаче для окон и
балконных дверей и величины допустимого сопротивления воздухопроницаемости окон для районов с
различными расчетными температурами:


приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей;
сопротивление воздухопроницанию заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и
фонарей).
Приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей
Приведенное
сопротивление
теплопередаче
R0, м3 * °С/Вт
Заполнение светового проема
1. Одинарное остекление в деревянных переплетах
0,18
2. Одинарное остекление в металлических переплетах
0,15
3. Двойное остекление в деревянных спаренных переплетах
0,39
4. Двойное остекление в деревянных раздельных переплетах
0,42
5. Двойное остекление в металлических раздельных переплетах
0,34
6. Двойное остекление витрин в металлических раздельных переплетах
0,31
7. Тройное остекление в деревянных раздельно-спаренных переплетах
0,55
8. Тройное остекление в металлических раздельных переплетах окон
0,46
9. Блоки стеклянные пустотелые размерами 194 х 194 х 98 мм при
ширине швов 6 мм
0,31
10. Блоки стеклянные пустотелые размерами 244 х 244 х 98 мм при
ширине швов б мм
0,33
11. Профильное стекло швеллерного сечения
0,16
12. Профильное стекло коробчатого сечения
0,31
13. Органическое стекло одинарное
0,19
14. Органическое стекло двойное
0,36
15. Органическое стекло тройное
0,52
16. Двухслойные стеклопакеты в деревянных переплетах
0,36
17. Двухслойные стеклопакеты в металлических переплетах
0,31
18. Двухслойные стеклопакеты и одинарное остекление в раздельных
деревянных переплетах
0,53
Примечание. Значения приведенных сопротивлений теплопередаче заполнений световых проемов в
деревянных переплетах даны для случаев, когда отношение площади остекления к площади
заполнения светового проема равно 0,75 - 0,85.
При отношении площади остекления к площади заполнения светового проема в деревянных
переплетах, равном 0,6 - 0,74, указанные в таблице значения R0 следует увеличивать на 10%, а при
отношении
площадей,
равном
0,86
и
более,
соответственно
уменьшать
на
5%.
Сопротивление воздухопроницанию заполнений световых проемов
(окон, балконных дверей и фонарей)
Заполнение светового
проема
1. Одинарное остекление
или двойное остекление в
спаренных переплетах
2. Двойное остекление в
раздельных переплетах
3. Тройное остекление в
раздельно-спаренных
переплетах
Число
уплотненных
притворов
заполнения
Сопротивление воздухопроницанию R, м2*ч*Па/кг (при
dр=10 Па), заполнений световых проемов с деревянными
переплетами с уплотнением прокладками из
пенополиуретана
губчатой резины
полушерстяного шнура
1
0,26
0,16
0,12
1
0,29
0,18
0,13
2
0,38
0,26
0,18
1
0,30
0,18
0,14
2
0,44
0,26
0,20
3
0,56
0,37
0,27
Примечания: 1. Сопротивление воздухопроницанию заполнений световых проемов с металлическими
переплетами, а также балконных дверей следует принимать с коэффициентом 0,8.
2. Сопротивление воздухопроницанию окон без открывающихся створок (без притворов,
с уплотненными фальцами) следует принимать равным 1 м2*ч*Па/кг (независимо от числа и
материала переплетов и видов остекления).
---Требования СНиП II-4-79
СНиП II-4-79 устанавливают зависимость между конструкцией окон и их светопропускающей
способностью. Значения коэффициентов T1 и T2 для расчета коэффициента светопропускания
устанавливаются на основании таблиц:
Значения коэффициента Т1
Вид светопропускающего материала
Стекло оконное листовое:
Значение Т1
одинарное
0,9
двойное
0,8
тройное
0,75
Стекло витринное толщиной 6 - 8 мм
0,8
Стекло листовое армированное
0,6
Стекло листовое узорчатое
0,65
Стекло листовое со специальными свойствами:
Органическое стекло:
Пустотелые стеклянные блоки:
солнцезащитное
0,65
контрастное
0,75
прозрачное
0,9
молочное
0,6
светорассеивающие
0,5
светопрозрачные
0,55
Стеклопакеты
0,8
Значения коэффициента Т2
Вид переплета
Значение Т2
Переплеты для окон и фонарей промышленных зданий:а) деревянные: одинарные
0,75
спаренные
0,7
двойные раздельные
0,6
б) стальные:
одинарные открывающиеся
0,75
одинарные глухие
0,9
двойные открывающиеся
0,6
двойные глухие
0,8
Переплеты для окон жилых, общественных и вспомогательных зданий:
а) деревянные:
одинарные
0,8
б) металлические:
спаренные
0,75
двойные раздельные
0,65
с тройным остеклением
0,5
одинарные спаренные
0,9
двойные раздельные
0,85
с тройным остеклением
0,8
Стекложелезобетонные
Панели с пустотелыми стеклянными блоками при толщине шва:
0,7
20 мм и менее
более 20 мм
0,90
0,85
Примечание: Значения коэффициентов Т1 и Т2 для профильного стекла и конструкций из него следует
принимать в соответствии с Указаниями по проектированию, монтажу и эксплуатации конструкций из
профильного стекла.
Требования к влажности древесины в изделиях
Наименование изделий
ГОСТ
Влажность, %
ГОСТ 475
12 ± 3
Двери:
коробки наружных и тамбурных дверей
коробки внутренних дверей
9±3
полотна дверей
9±3
Окна:
коробки
ГОСТ 23166
12 ± 3
створки, форточки клапаны, жалюзи
9±3
нащельники, раскладки
9±3
Детали профильные:
доски и бруски пола, плинтус, подоконник
ГОСТ 8242
12 ± 3
внутренние наличники
12 ± 3
наличники и обшивка наружные
15 ± 3
поручни, обшивка наружные
15 ± 3
поручни, обшивка наружные
12 ± 3
Балки перекрытий деревянные:
из цельной древесины
из клееной древесины
ГОСТ 4981
до 20
12 ± 3