Усушка древесины

Усушка древесины не одинакова в разных направлениях. В тангенциальном направлении она в 1,5-2 раза больше, чем в радиальном. ВШ Под полной, или максимальной, усушкой понимают уменьшение линейных размеров и объема древесины при удалении всего количества связанной воды.

Полная линейная усушка древесины наиболее распространенных отечественных пород в тангенциальном направлении составляет 8-10%, в радиальном — 3-7%, а вдоль волокон — 0,1-0,3%. Полная объемная усушка находится в пределах 11-17%.

Усушка древесины учитывается при распиловке бревен 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 объема тела при сушке.

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 ее полного завершения.

Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжение поперек волокон, появляются трещины (поверхностные трещины — в начале сушки и внутренние — в конце).

Коробление это изменение формы пиломатериалов и заготовок при сушке, выпиловке и неправильном хранении. Чаще всего коробление происходит из-за различия усушки по разным структурным направлениям. Различают поперечную и продольную покоробленность. Продольная покоробленность бывает следующих видов: по кромке, по пласти и крыловатость.

Коробление может возникать и при механической обработке сухих пиломатериалов: при несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений. Влагопоглощение — это способность древесины поглощать влагу из окружающего воздуха. Влагопоглощение практически не зависит от породы.

Способность к поглощению влаги является отрицательным свойством древесины. Сухая древесина, помещенная в очень влажную среду, сильно увлажняется, что ухудшает ее физико-механические характеристики, снижает биостойкость и т. д. Чтобы защитить древесину от влияния влажного воздуха, поверхность деревянных деталей и изделий покрывают различными лакокрасочными и пленочными материалами.

Разбухание — это увеличение линейных размеров и объема древесины при повышении в ней содержания связанной воды. Разбухание происходит при выдерживании древесины во влажном воздухе или воде. Это свойство обратное усушке и подчиняется тем же закономерностям. Наибольшее разбухание древесины наблюдается в тангенциальном направлении поперек волокон, 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 — это способность древесины увеличивать свою влажность при непосредственном контакте с водой. 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 объема полостей в древесине, поэтому чем больше плотность древесины, тем меньше ее влажность, характеризующая максимальное водопоглощение.

Способность древесины поглощать воду, а также другие жидкости имеет значение в процессах варки древесины для получения целлюлозы, при пропитке ее растворами антисептиков и антипиринов, при сплаве лесоматериалов и т. д.

Теплоемкость. Показателем способности древесины аккумулировать тепло является удельная теплоемкость, представляющая собой количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг древесины на 1 градус. Удельная теплоемкость для всех пород одинакова. С увеличением влажности теплоемкость увеличивается.

Теплопроводность — свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. Коэффициент теплопроводности с увеличением температуры, влажности и плотности увеличивается. Вдоль волокон теплопроводность в 2 раза выше, чем поперек. Тепловое расширение — способность древесины увеличивать линейные размеры и объем при нагревании. Коэффициент теплового расширения древесины в 3-10 раз меньше, чем у металла, бетона, стекла.

Звукопроводность — это свойство материала проводить звук. В древесине скорость распространения звука выше вдоль волокон (5000 м/с), ниже в радиальном направлении (2000 м/с), еще ниже в тангентальном (1500 м/с). Звукопроводность древесины в продольном направлении в 16, а в поперечном в 3-4 раза выше звукопроводности воздуха. Это свойство древесины и ее способность резонировать звук используют в производстве музыкальных инструментов. Лучший материал для них — древесина ели, пихты кавказской, кедра сибирского.

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.

Электрическая прочность — способность древесины противостоять пробою, т. е. снижению сопротивления при больших напряжениях. Диэлектрические свойства характеризуют поведение древесины в переменном электрическом поле. Диэлектрическая* проницаемость равна отношению емкости конденсатора с прокладкой из древесины к емкости конденсатора с воздушным зазором между электродами. Пьезоэлектрические свойства проявляются в том, что под действием механических усилий на поверхности древесины возникают электрические заряды.

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.