Продольное коробление наблюдается двух видов: в форме выгибания (по длине), когда прямая доска после высыхания становится дугообразной, и в форме перекручивания, когда плоская доска принимает форму винтовой поверхности. Первый вид коробления вызывается разницей усушки вдоль волокон между двумя зонами древесины (например, если в бруске одновременно имеется заболонь и ядро или нормальная и креневая древесина), второй является следствием наклона волокон. На рис. 38 показаны разные виды продольного и поперечного коробления.
Влажность древесины и свойства, связанные с ее изменением
Для количественной характеристики содержание воды в древесине используют показатель влажности. 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;
где m0 – масса образца абсолютно сухой древесины, г.
Измерение влажности осуществляется прямыми и косвенными методами. Прямые методы основаны на выделении тем или иным способом воды из древесины, например, высушиванием . Эти методы простые, надежные и точные, но имеют недостаток: основаны на довольно продолжительной процедуре. Этого недостатка лишены косвенные методы, основанные на измерении показателей других физических свойств, которые зависят от содержания воды в древесине. Наибольшее распространение получил кондуктометрические электровлагомеры, измеряющие электропроводность древесины. Однако и эти способы имеют свои недостатки: дают надежные 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 находится в клеточных стенках, а свободная содержится в полостях клеток и межклеточных пространствах. Связанная вода удерживается в основном физико-химическими связями, изменение ее содержания существенно отражается на большинстве свойств древесины. Свободная вода, удерживаемая только механическими связями, удаляется легче, чем связанная, и оказывает меньше влияние на свойства древесины.
При испытаниях с целью определения показателей физико-механических свойств древесины ее кондиционируют, приводя к нормализованной влажности. Если нет особых примечаний, то показатель равен 12%.
На практике по степени влажности различают древесину:
- мокрую, длительное время находившуюся в воде(W>100%);
- свежесрубленную, сохранившую влажность растущего дерева
(W=50-100%);
- воздушно-сухую, выдержанную на открытом воздухе(W15-20%);
- комнатно-сухую, долгое время находившуюся в отапливаемом помещении(W=8-12%);
- абсолютно-сухую, высушенную при температуре(103 ±2) 0С (W=0).
Уменьшение линейных размеров и объема древесины при удалении из нее
связанной воды называется усушкой. Удаление свободной воды не вызывает усушки. Чем больше клеточных стенок в единице объема 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, или максимальной усушкой (В_max,%), понимают уменьшение линейных размеров и объема древесины при удалении всего количества связанной воды:
B_max = (a_max-a_min)\a_max*100,
Где а_max и a_min – размер(объем) образца, соответственно, при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок и в абсолютно сухом состоянии, мм (мм3).
Полная линейная усушка древесины наиболее распространенных отечественных пород в тангенциальном направлении составляет 8-10%, в радиальном –3-7%, 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 объеме тела при сушке (сушильные напряжения), пропитке и в процессе роста дерева.
Полные сушильные напряжения представляют собой 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 ее полного завершения.
Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжение поперек 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 различия усушки по разным структурным направлениям. Различают поперечную и продольную покоробленность. Продольная покоробленность: по кромке, по пласти и крыловатость.
Коробление может возникать при механической обработке сухих пиломатериалов: при несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.
Влагопоглощение – это способность древесины вследствие ее гигроскопичности поглощать влагу (пары воды) 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.
Размещение рекламы