Proprietățile Lemnului: Care Este Duritatea Sa? Proprietăți Tehnologice și Umiditate. Care Sunt Proprietățile Utile Ale Lemnului?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 05:56

Știind totul despre proprietățile lemnului și nu doar despre ceea ce este în termeni de duritate, este util pentru dezvoltarea generală și pentru organizarea directă a diferitelor industrii. Este imperativ să acordați atenție proprietăților tehnologice și umidității. Dar merită, de asemenea, să vă imaginați din timp ce proprietăți utile are lemnul.

Prezentare generală a proprietăților fizice

Culoare

Culoarea lemnului depinde în mare măsură de gradul de saturație al acestuia cu taninuri. Prin urmare, este clar legat de caracteristicile climatice și de sol ale diferitelor localități. Principala regulă este simplă: cu cât solubilitatea sărurilor minerale este mai mare, cu atât materialul va deveni mai întunecat. Dar de ce culoare are un anumit copac depinde și de:

• aportul de săruri minerale;
• caracteristici de procesare în producție;
• gradul de umiditate;
• caracteristici de iluminare;
• epuizare în timp;
• leziuni fungice.

Strălucire

Fizic, acest parametru exprimă gradul de respingere direcțională a fluxului luminos. Cu cât suprafața unui anumit eșantion este mai netedă, cu atât este mai mare … Nu degeaba plăcile și panourile lustruite în mod corespunzător, aproape indiferent de rasa originală, strălucesc deosebit de puternic. Dar, totuși, caracteristicile rasei lasă întotdeauna o amprentă asupra naturii unei astfel de străluciri.

Și din nou, este necesar să se ia în considerare manifestarea inegală a unui astfel de parametru la diferite niveluri de iluminare.

Textură

În multe privințe, această proprietate este considerată a determina aspectul lemnului în cele din urmă. Textura se referă la un model specific. De obicei, nu se găsește la suprafață, ci pe tăietură. Textura este influențată de:

• culoarea deja menționată;
• caracteristicile fibrelor și localizarea acestora;
• inele de copaci;
• pigmenți în interior.

Miros

Aroma specifică este probabil cea mai plăcută proprietate pe care o are lemnul . Cel mai puternic miros este caracteristic miezului, deoarece există cea mai mare concentrație de substanțe aromatice. Un copac nou doborât miroase mai puternic, apoi mai slab. După ceva timp, este aproape imposibil să prindem acest miros. Este cel mai atractiv pentru astfel de exemplare:

• ienupăr;
• lamai;
• chiparos;
• tec;
• piersică;
• lemn galben.

Macrostructură

Acesta este numele structurii unui copac, detectat fie când este privit cu ochiul liber, fie cu o ușoară creștere, de exemplu, cu o lupă. Puteți observa macrostructura pe orice tăieturi ale trunchiurilor. Miezul, cambiumul și lemnul în sine sunt toate părți ale macrostructurii.

Aceasta include și inelele de creștere, care fac posibilă judecarea vârstei copacului, în ce condiții a crescut și s-a dezvoltat.

Umiditate

Acest indicator trece de obicei ca negativ deoarece cu cât este mai mic, cu atât este mai ușor să lucrați cu lemnul, cu atât ceilalți parametri ai acestuia sunt mai previzibili și produsul finit este mai fiabil . Lemnul proaspăt tăiat are un grad destul de ridicat de umiditate. În condiții normale - o temperatură de 20 de grade - un copac poate absorbi până la 30% din apă în termeni absoluți din mediul extern. Nu poate depăși în mod natural acest indicator, cu excepția cazului în care există unele circumstanțe speciale care cresc saturația cu lichid până la 50 sau chiar până la 100%. În mod remarcabil, depinde cu greu de rasă și chiar de regiunea de origine.

Standardul conform GOST este simplu: dacă conținutul de apă este sub 22% , atunci aceasta este cherestea uscată și, la o concentrație mai mare, este clasificată ca o categorie umedă. Cu toate acestea, în scopuri practice, este, desigur, imposibil să ne limităm la un astfel de nivel standard. În plus, trebuie amintit că, conform GOST, conținutul de apă din lemnul din clasa 4 nu este standardizat. Definiția acestui indicator se face în diferite moduri. În scopuri profesionale, se măsoară folosind un dispozitiv special - un contor electric de umiditate.

Cu toate acestea, tâmplarii și tâmplarii experimentați pot determina conținutul de umiditate prin ochi cu o precizie destul de mare. Desigur, acest lucru nu este suficient pentru a întocmi documentația privind calitatea lotului, ci este suficient pentru selectarea cherestelei pentru construcții sau producția de mobilier.

De asemenea, puteți verifica umiditatea folosind un test de greutate . De obicei, lemnul uscat la aer este considerat normal, al cărui conținut de umiditate nu depășește 15-20%. Cel mai adesea, pentru a obține acest rezultat, este necesară o uscare mai mult sau mai puțin lungă.

Un copac cu un conținut de umiditate mai mare de 100% este considerat umed .(conform coeficientului de adaos de greutate datorat umezelii). Dar acest lucru este posibil numai cu expunerea prelungită la apă. Umiditatea este considerată normală de la 30 la 80% , deși, desigur, nu se străduiesc să atingă limita superioară, ci încearcă să folosească cea mai uscată cherestea posibil, în mod ideal nu mai mult de 12%. Calculul se face după o formulă destul de simplă.

Indicele de umiditate inițial este determinat prin scăderea din masa inițială a masei care va fi într-o stare absolut uscată și apoi împărțirea acesteia la masa absolut uscată și înmulțirea cu 100% . Trebuie să se înțeleagă că, chiar dacă suprafața este uscată, poate exista încă o cantitate echitabilă de umiditate în interior. În unele cazuri, puteți auzi despre așa-numitul conținut de umiditate de echilibru al lemnului. Aceasta implică o astfel de stare atunci când presiunea din mediul extern este complet echilibrată de presiunea din partea lichidului conținut în pori și celule. Acest indicator, ca și alte tipuri de saturație a apei, afectează în mod direct adecvarea materiilor prime pentru anumite scopuri practice.

Cu un conținut crescut de umiditate, cherestea:

• devine semnificativ mai larg;
• se prelungește oarecum;
• în combinație cu o creștere a temperaturii, capătă plasticitate;
• pe o perioadă lungă de timp (comparabilă cu durata de viață normală), se uzează și se degradează mai repede, putrezește mai des și mai activ.

Absorbția umezelii

Dar apa nu este conținută inițial, ci vine și din exterior pe toată perioada de utilizare a produselor. Intensitatea absorbției sale se numește tocmai absorbția umidității. O cantitate de căldură este generată atunci când apa este adsorbită.

Dar acest proces va încetini treptat. Atunci când se apropie de limita de saturație, aceasta se desfășoară în general într-un mod extrem de lent.

Conductivitate la umiditate

Este vorba despre trecerea așa-numitei ape legate. Coeficientul de conductivitate a umidității ia în considerare atât mișcarea lichidului în sine, cât și a fazei de vapori. Se întâmplă prin:

• cavități celulare;
• spații intercelulare;
• sisteme capilare ale membranelor celulare.

Contracție și umflături

Când profesioniștii pronunță cuvântul contracție, acesta este lipsit de orice conotație ironică . Acesta este un termen destul de serios, adică gradul în care dimensiunea lemnului sau a produsului din acesta este redusă prin îndepărtarea umezelii prezente acolo. Pentru fiecare rasă și chiar pentru un anumit nivel de densitate, acest indicator poate diferi semnificativ. În diferite direcții geometrice, contracția este neuniformă. Semnificația fizică a umflării constă în pătrunderea moleculelor de apă în pereții celulari și în separarea fibrilelor de celuloză, acest fenomen este în principal caracteristic lemnului prea uscat sau expus la modificări sezoniere ale conținutului de umiditate.

Tensiuni interne

În starea sa naturală, orice trunchi de copac crește echilibrat, chiar dacă trebuie să se dezvolte strâmb. Dar când același trunchi este tăiat, lemnul „conduce”, deoarece aceste tensiuni scapă de sub control, pierd orice armonie. Cele mai puternice dintre ele se găsesc imediat, de îndată ce trunchiul este tăiat. Cu toate acestea, uneori problema se dezvăluie mult mai târziu, după ce plăcile s-au uscat și s-au fixat la structura creată.

Din punct de vedere vizual, acest lucru se exprimă prin apariția diferitelor fisuri, uscarea industrială corectă se dovedește a fi soluția problemei și de aceea nu se poate considera că crește doar prețul, așa cum se crede adesea.

Densitate

Acesta este un indicator al masei unei anumite unități din volumul unui copac. Important: se calculează ignorând în mod deliberat masa golurilor și a umezelii conținute, contează doar gravitatea netă a materiei uscate . Pentru fiecare rasă, densitatea este strict individuală. Acest indicator este strâns legat de următorii parametri:

• porozitate;
• umiditate;
• rata de absorbție;
• putere;
• susceptibilitate la deteriorarea biologică (cu cât eșantionul este mai dens, cu atât este mai dificil să-l deteriorăm).

Permeabilitate

Nu trebuie subestimată capacitatea lemnului de a transmite lichide și gaze . Aceasta afectează în mod direct dezvoltarea modurilor de uscare și impregnare și evaluarea fezabilității acestor moduri. Permeabilitatea la apă este determinată nu numai de speciile de lemn, ci și de amplasarea în portbagaj și de direcția de mișcare a lichidelor și gazelor. Permeabilitatea de-a lungul bobului este semnificativ diferită de rata de penetrare a bobului. De asemenea, merită luat în considerare rolul important al substanțelor rășinoase care interferează cu fluxul de apă și alte substanțe lichide.

Permeabilitatea la gaz este definită ca cantitatea de aer care a trecut. Se măsoară în termeni de 1 metru cub. vezi suprafața eșantionului. Acest indicator este determinat:

• presiune;
• proprietățile lemnului în sine;
• proprietățile vaporilor sau gazelor.

Termic

Aceștia sunt cei mai des menționați printre proprietățile utile ale materialului natural .… Dar, în realitate, situația este oarecum mai complicată decât simpla „bună reținere a căldurii”. Nivelul specific al capacității de căldură nu depinde atât de puternic de rocă și densitate. Este determinată în primul rând de temperatura ambiantă. Cu cât este mai mare, cu atât este mai mare capacitatea de căldură, dependența este aproape liniară.

De asemenea, merită să acordați atenție difuzivității termice și conductivității termice . Ambele proprietăți sunt direct legate de densitatea substanței, deoarece fiecare cavitate care conține aer joacă un rol important. Cu cât lemnul este mai dens, cu atât conductivitatea termică este mai mare. Dimpotrivă, indicele de conductivitate termică scade brusc odată cu creșterea masei specifice a eșantionului.

Celulele și fibrele transmit mai multă căldură în direcția longitudinală decât în direcția transversală.

Dar uneori lemnul este folosit și ca combustibil. În acest caz, puterea calorică este critică . Pentru un copac complet uscat, acesta variază de la 19,7 la 21,5 MJ la 1 kg. Aspectul de umiditate, chiar și în cantități mici, reduce dramatic acest indicator. Coaja, cu excepția mesteacănului, arde la aceeași temperatură ca și lemnul în sine.

Atunci când se utilizează lemnul ca combustibil, importanța principală este acordată unei proprietăți termice a lemnului precum căldura de ardere (puterea calorică), care pentru lemnul absolut uscat este de 19,7-21,5 MJ / kg. Prezența umezelii îi reduce considerabil valoarea. Puterea calorică a scoarței este aproximativ aceeași cu cea a lemnului, cu excepția stratului exterior de scoarță de mesteacăn (36 MJ / kg).

Sunet

Marea majoritate a constructorilor sunt interesați numai și exclusiv de capacitatea lemnului de a absorbi sunete străine. Cu cât este mai mare, cu atât materialul va proteja casa mai bine de zgomotul străzii. Cu toate acestea, în producția de instrumente muzicale, o astfel de proprietate precum rezonanța joacă un rol important.

Profesioniștii încă studiază constanta radiației, este și constanta acustică. Potrivit ei, se evaluează adecvarea unei anumite rase sau chiar a unui eșantion specific pentru uz practic.

Electric

Este, în primul rând, despre rezistența electrică și rezistența electrică … Gradul de rezistență la curent este determinat de tipul și direcția fibrelor. Cu toate acestea, nivelurile de temperatură și umiditate sunt importante în mod previzibil. Prin puterea electrică, este obișnuit să înțelegem puterea câmpului electric necesar, care este suficientă pentru defecțiune. Cu cât lemnul este mai încălzit, cu atât temperatura este mai mare, cu atât rezistența la o astfel de defecțiune este mai mică.

Se manifestă atunci când este expus la radiații

În cazul radiațiilor infraroșii, suprafețele lemnului pot deveni foarte fierbinți. Cu toate acestea, este necesar un impact foarte puternic de acest fel, astfel încât trunchiul unui copac gros să fie modificat la adâncime maximă . În mod curios, pătrunderea luminii vizibile are loc mult mai adânc - cu 10-15 cm. Trăsăturile reflectării luminii fac posibilă judecarea bine a defectelor materialului. Lumina ultravioletă pătrunde slab în lemn.

Dar provoacă o strălucire specifică - luminescență . Razele X pot detecta chiar și defecte structurale mici. Este adesea folosit pentru diagnosticarea profesională. Radiația beta este utilizată pentru a studia arborii în creștere. Razele gamma pot detecta defecte foarte adânc ascunse, putrezirea și așa mai departe.

Descrierea proprietăților mecanice

Putere

Acesta este numele abilității de a rezista distrugerii atunci când se aplică o sarcină .… Gradul de rezistență depinde de cantitatea de umiditate legată. Cu cât este mai mare, cu atât este mai mică rezistența la solicitări mecanice. Cu toate acestea, după depășirea pragului de higroscopicitate (aproximativ 30%), această dependență dispare. Prin urmare, compararea rezistențelor la tracțiune ale probelor este permisă numai cu un grad identic de umiditate.

Rezistența este măsurată în mod necesar nu numai de-a lungul fibrelor, ci și în direcțiile radiale și tangențiale.

Duritate

Aproape toată lumea știe că lemnul poate avea o duritate diferită și că acesta este unul dintre principalii indicatori atunci când îl selectați în scopuri specifice . Experții definesc duritatea ca fiind forța de rezistență la introducerea de obiecte străine, inclusiv hardware. În plus față de lista sau scara pentru speciile de arbori de conifere și foioase, există și clasificarea acesteia în funcție de zona de duritate. Sfârșit duritatea se stabilește prin indentarea unei tije metalice cu un anumit diametru și formă a capătului la o adâncime de rază dată fără probleme în 120 de secunde. Estimările se fac în kilograme pe centimetru pătrat.

De asemenea, distinge duritatea radială și tangențială . Indicatorul său în planul lateral al unei scânduri din lemn de esență tare este cu aproape 30% mai mic decât de la capăt, iar pentru un masiv de conifere diferența este de obicei de 40%. Dar mult depinde de rasa specifică, de starea și caracteristicile de depozitare. În unele cazuri, duritatea este măsurată conform sistemului Brinell. În plus, specialiștii țin întotdeauna cont de modul în care duritatea se poate modifica în timpul procesării și în timpul utilizării.

Cel mai puternic copac din lume este:

• jatoba;
• sucupira;
• Yarra amazoniană;
• turbiditate;
• Nuc;
• merbau;
• frasin;
• stejar;
• zada.

Factori de calitate

Dar doar a afla ce copac poate rezista cel mai mult la sarcini fără a se prăbuși este departe de a fi suficient. Este necesar să se acorde atenție altor aspecte semnificative. În primul rând, cu privire la relația dintre parametrii mecanici și densitatea în vrac. Cu cât lemnul este mai greu, cu atât mecanica acestuia este mai bună .… Relația corespunzătoare este descrisă de o serie de formule complexe. Dar, pentru a lua în considerare anumite condiții și locuri de creștere, se introduc factori de corecție suplimentari.

Rentabilitatea ponderală este reflectată de coeficienții:

• calitate generală;
• calitatea statică;
• calitate specifică.

Caracteristicile proprietăților tehnologice

Principalele proprietăți tehnice ale lemnului, împreună cu duritatea deja menționată, sunt:

• puterea impactului;
• eficiența păstrării hardware-ului;
• flexibilitate;
• predispus la scindare;
• rezistenta la uzura.

Vâscozitatea caracterizează lucrarea absorbită la impact, care nu duce la distrugerea materialului.

Testul se efectuează pe probe speciale. Pentru realizarea acestuia se folosesc copiatoare cu pendul.

Pendulul în starea ridicată stochează energia potențială. După eliberare în mișcare fără obstacole, se ridică la o înălțime și, după ce a petrecut o parte din impulsul de a distruge proba, la o altă înălțime, acest lucru ne permite să determinăm cheltuielile eforturilor.

Dispozitivele sunt de obicei echipate cu o scară specială. După numărarea citirilor, acestea sunt înlocuite în formule și în acest fel se obține indicatorul de rezistență la impact. Trebuie înțeles că vorbim despre compararea calității probelor și nu despre calculele structurilor din lemn. S-a constatat că speciile de foioase sunt mai vâscoase decât masivul de conifere . În ceea ce privește reținerea hardware-ului, aceasta depinde de forța de frecare care apare între material și elementele de fixare introduse în acesta.

În plus, se determină așa-numita valoare a rezistenței la extragere. În plus față de densitate, este, de asemenea, determinat de tipul de lemn și dacă hardware-ul intră în capăt sau peste fibră. Umezind lemnul, va fi posibil să se simplifice aceeași acționare a cuielor, dar materialul uscat le ține mai rău. Rezistența la forța de îndoire trebuie evaluată în principal în cazurile în care îndoirea este necesară din punct de vedere tehnologic pentru a obține un anumit produs. Nu există o metodă standardizată pentru evaluarea acestui indicator.

Rezistența la uzură este aproape întotdeauna definită ca rezistența la frecare. Numai în cazuri rare rezistența la alte influențe de uzură joacă un rol important. Este important să înțelegem că este măsurat de stratul de suprafață. Dacă distrugerea a atins nucleul, nu are rost să studiem în continuare subiectul - consecințele sunt deja clare. O metodă standard pentru evaluarea rezistenței la uzură este furnizată în GOST 16483 din 1981.