Свойства древесины

Древесина – ярко выраженный анизотропный волокнистый материал. Механические характеристики у всех пород вдоль и поперек волокон значительно отличаются.

С возрастом прочность оболочки резко повышается, а проницаемость снижается вследствие превращения ее в высокомолекулярные органические соединения: целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. Различают клетки механические (волокна либроформа), проводящие (сосуды и трахеиды) и запасающие (паренхимные).

Породы деревьев, у которых крупные полости (сосуды) расположены в ранней зоне годичных слоев и образуют сплошное кольцо на поперечном срезе, относятся к кольцесосудистым (клен, ясень и др.), а породы, у которых сосуды распределены по годичному слою равномерно, к рассеянно-сосудистым (береза, осина, ольха, граб и т. д.). Они занимают до 40 % объема и обеспечивают повышенную проницаемость жидкостями и газами.

Волокна либроформа являются основной составной частью древесины и занимают до 70 % общего объема.

По химическому составу древесина разных пород практически одинакова и содержит: углерода – 50,9 %; кислорода – 43 %; водорода – 6,4 %; азота – 0,1 %.

Ель по физико-механическим свойствам и стойкости против гниения только немного уступает сосне, но имеет значительно больше сучков, затрудняющих механическую обработку еловой древесины. Условия переменной влажности способствуют загниванию еловой древесины. Еловые пиломатериалы также используются для изготовления деталей грузовых платформ автомобилей.

Дуб обладает высокой твердостью и прочностью, стойкостью против гниения и способностью к загибу. При низких температурах дубовая древесина сравнительно хрупка и склонна к растрескиванию.

Береза отличается хорошей упругостью, вязкостью и достаточной твердостью. В условиях переменной влажности березовые материалы, особенно тонкие, склонны к короблению. Береза является основным материалом для производства фанеры.

Целлюлоза (клетчатка) представляет собой линейный стерорегулярный полисахарид, состоящий из глюкозных остатков С6 Н1005. Молекулярная масса ее составляет от 200 000 до 2 000 000 и более. Степень полимеризации колеблется в весьма широких пределах (от 50…200 до 5000…10 000).

Гемицеллюлозы представляют группу нецеллюлозных полисахаридов (пентозаныигексозаны) клеточных стенок, способных извлекаться из них водными растворами щелочей и гидролизоваться разбавленными кислотами при кипячении.

Пентозаны (С5Н804)И и гексозаны (С6Н1005)и обычно рассматриваются как полимеры пентоз и гексоз. Степень полимеризации гемицеллюпоз в среднем 100…200. Кроме этого, древесина содержит 5…25 % экстрактивных веществ. К ним относятся алифатические углеводороды и кислоты, терпены, фенолы, смолы, эфирные масла, жиры, стеарины и т. д.

Физико-механические свойства древесины

Влажность — количество содержащейся в древесине воды, выраженное в процентах от массы абсолютно сухой древесины. Воздушно-сухое состояние древесины, достигнутое при сушке на воздухе в течение летних месяцев, соответствует 15…18 %, комнатно-сухое – 8…9 %.

Объемная масса – масса 1 м3 древесины (кг/м3). Объемная масса древесины той или иной породы зависит от влажности.

Механические свойства древесины неодинаковы в различных направлениях приложения деформирующей силы и зависят от породы деревьев, их возраста, наличия пороков, влажности и температуры. С увлажнением механическая прочность древесины снижается.