Плотность древесины: таблица, виды, от чего зависит, как определить
Плотность любого материала – это соотношение массы к занимаемому объему. Для любого материала это довольно важный параметр, так как он позволяет рассчитать различные виды нагрузок, сложность и затраты при транспортировке и другие факторы.
Однако в случае с древесиной не все так просто, так как у этого материал может быть различной. Зависит она как от породы дерева, так и от условий хранения.
Содержание
Как определить плотность древесины
Плотность любого материала определяется по формуле: p=m/V или плотность равна массе, разделенной на объем. Эта величина выражается в дробных единицах измерения – кг/м. куб.
В определение плотности древесины возникает серьезный вопрос, так как этот материал является неоднородным. Он состоит из множества мелких волокон, которые, в свою очередь, состоят из пор. В зависимости от породы древесина может впитывать больше или меньше влаги.
Очевидно, что чем больше влаги впитывает древесина, тем тяжелее она становится.
От структуры древесины зависит и то, насколько быстро она высыхает, то есть отдает влагу обратно в атмосферу.
Сухое дерево всегда будет легче влажного, так как в его порах содержится воздух, а во влажной древесине – вода.
Зависимость плотности от влажности
Плотность напрямую зависит от массы. Получается, что влажное дерево при том же объеме будет весить больше, а значит иметь и большую плотность. Разница может быть весьма существенна, так как масса дерева занимает промежуточную позицию между массой воды и воздуха.
Интересно! Несмотря на то, что разные породы дерева имеют разные поры и структуру волокон, в своем общем строении волокна схожи. Поэтому в сухом виде большинство пород одного семейства, например, лиственных деревьев или хвойных, имеет схожую плотность. Принципиальное различие имеет плотность во влажном и полувлажном состоянии.
Влажность дерева зависит от многих факторов, а не только от самой породы или пористости волокон. К примеру, более ствол более молодого дерева всегда будет более влажным и плотным, чем древесина старого растения.
Что влияет на влажность древесины:
- влажность окружающего воздуха;
- пористость волокон древесины или их способности впитывать пары воды;
- условия, в которых хранится материал;
- смолистости древесины, так как подобные вещества препятствуют проникновению влаги.
Чтобы более точно рассчитывать плотность дерева, применяют несколько иную, более сложную формулу: плотность равна массе, помноженной на влажность, деленный на объем и снова помноженной на влажность.
Чтобы упростить расчеты за основу всегда берется сухое дерево, влажность которого не превышает 12%.
Стандартная плотность древесины рассчитывается именно от этого показателя влажности. Эта же цифра учитывается, когда разные породы деревьев сравниваются между собой. При этом для некоторых расчетов иногда учитывается и другая влажность, например, для перевозки дерева открытым способом.
Виды влажности древесины
Для удобства измерений и учета плотности дерева принято влажность делить на несколько видов:
- Полностью сухое дерево. Такая древесина имеет процент влажности не более 12%. Именно этот показатель берут за основу для определения общей или стандартной плотности и для сравнения пород между собой.
- Сухая древесина, которая имеет влажность от 12% до 25. Это материалы, которые некоторое время находились в помещении. Их легко обрабатывать и перевозить.
- Полусухая древесина с влажностью от 25% до 35%. Такими свойствами обладает дерево, которое хранится под навесом на улице.
- Сырое дерево. Влажность в пределах 35-50% имеет дерево, которое хранится под открытым небом или транспортируется таким же способом. Этот нюанс учитывают при перевозке.
- Влажный материал с содержанием воды более 50%. Обычно это стволы, которые только что срубили. Плотность здесь настолько большая, что их не транспортируют, а дают отлежаться и подсохнуть.
Эти нюансы влажности и плотности учитываются при транспортировке или хранении древесины.
Плотность сухой древесины
Стандартную плотность сравнивают у совершенно сухого дерева. При этом у разных типов пород она может также различаться. Обычно это зависит как от структуры волокон, так и от наличия смол, эфирных масел.
Для удобства расчетов и выбора материалов все дерево разделяют на три основные группы:
- малая плотность – менее 540 кг/м3;
- средняя плотность – от 540 до 740 кг/м3;
- высокая плотность – от 74- кг/м3.
Обычно хвойные сорта получаются менее плотными, а лиственные – более плотными и тяжелыми.
Плотность древесины разных пород — таблица
Так как у разных пород получается разная плотность древесины, то для удобства расчетов приведена таблица:
Дерево | Плотность кг/м. куб. |
Мягкая древесина | |
Пихта | 390 |
Ель | 400 |
Тополь | 400 |
Секвойя | 410 |
Сосна | 550 |
Ива | 460 |
Ольха | 490 |
Осина | 510 |
Липа | 530 |
Древесина средней плотности | |
Кипарис | 600 |
Черемуха | 610 |
Орех грецкий | 640 |
Береза | 650 |
Вишня | 660 |
Вяз | 660 |
Лиственница | 660 |
Дуб | 690 |
Плотные виды дерева | |
Граб | 750 |
Ясень | 750 |
Слива | 800 |
Пекан | 830 |
Венги | 900 |
Олива | 900 |
Что зависит от плотности древесины
Плотность дерева влияет на самые разные факторы и показатели. От этого зависят затраты на транспортировку, хранение, расчеты по возведению домов из бруса или бревна.
Факторы, на которые влияет плотность дерева:
- Общий вес материала, который учитывается при перевозке. От этого параметра рассчитывается сложность транспортировки, необходимые подъемки, транспорт и стоимость доставки.
- Вес строений из дерева и нагрузка на фундамент. Дома из ели, березы и дуба будут давать разную нагрузку на почву, а значит потребуются разные фундаменты. Степень усадки таких домов также будет различаться.
- Теплопроводность. Этот параметр учитывается при возведении или отделки бань, а также при выборе утеплителя для обычного дома. Древесина с меньшей плотностью хуже проводит тепло, поэтому она лучше подходит для строительства бань.
- Долговечность. Более плотная древесина меньше подвержена атакам насекомых, бактериальному и грибковому заражению.
- Возможность деформаций. Менее плотный материал имеет больше воздушных пор, а значит обладает большей абсорбцией – то есть впитывает больше влаги. Из-за этого он может выгибаться, распухать или, наоборот, ужиматься. Это учитывают, например, при отделке стен и пола в помещения с частым изменением влажности.
- Удобство в обработке. Неплотная древесина легко обрабатывается. Именно поэтому для деревянных поделок обычно используют такие породы, как пихта, ель, сосна или липа.
- Подверженность возгоранию. Лучше всего горит неплотное и сухое дерево. Поэтому для дров часто используют сосну, липу или березу и практически не используют дуб или акацию.
По этим причинам стандартную плотность древесины и возможность ее изменения учитывают многие мастера по дереву, строители, дизайнеры и сотрудники транспортных компаний.
Знание плотности древесины поможет выбрать нужный и удобный материал для отделки помещения или строительства дома, что принесет комфорт и удобство в дальнейшей жизни.
Фото натуральной древесины
Об авторе: эксперт в области электроники и деревообработки
Задать вопрос
Плотность дерева (кг/м3): таблица плотности разных пород деревьев. От чего зависит + инструкция, как самостоятельно измерить
Плотность древесины – это одно из важнейших свойств этого материала. Плотность позволяет рассчитать нагрузку, способы обработки и возможности для бытового использования.
Более плотная древесина используется дуб или бук используется для стен в деревянных домах или мебели, а менее плотная – сосна, ель, береза – для различных отделочных работ. Не плотную древесину проще обрабатывать, а значит из нее легче сделать резные поделки.
Как рассчитывается плотность дерева (кг/м3)
Плотность для любого материала – это соотношение объема и массы, вернее, показатель сколько массы помещается в конкретный объем. В случае с древесиной этот показатель рассчитать не так просто, так как он зависит от структуры дерева.
Древесина – это неоднородный материал, который состоит из пористых волокон. В порах может содержаться вода или воздух, а это уже существенно влияет на вес древесины и ее плотность.
Очевидно, что вода значительно тяжелее дерева, а воздух – наоборот, легче. Поэтому сухое дерево будет значительно легче, а значит менее плотным, чем влажное.
Влажность древесины зависит от многих факторов:
- Влажности воздуха;
- Условий хранения;
- Срока, когда было срублено дерево;
- Структуры волокон самого дерева;
- Возраста дерева;
- Наличие смол в дереве, так как они препятствуют впитыванию влаги;
- Абсорбции древесины, то есть свойства конкретной древесины впитывать влагу.
Так свежесрубленное дерево всегда будет более влажным, чем даже бревно, которое лежало на земле рядом с ним. Перед тем, как поступить в какую-либо обработку дерево проходит специальную сушку.
Но даже после сушки показатель влажности древесины, а значит и плотность может меняться. Поэтому плотность замеряется у сухой древесины.
Различают несколько видов влажности:
- Влажное дерево с показателем влаги более 50% — это все свежесрубленные стволы. Замерять плотность у таких материалов нет смысла.
- Сырое дерево с влажностью в пределах 35-50% будет сырым. Это, как правило, срубленные стволы, которые пролежали некоторое время в естественных условиях.
- Полусухое дерево с насыщенностью влагой в пределах 25-35%. Это материалы, которые содержатся в естественных условиях при сухой погоде под навесом.
- Сухое дерево имеет содержание воды от 12 до 25%. Это древесина, высушенная в помещении или промышленным образом. Она редко деформируется и ее легко транспортировать.
- Абсолютно сухое дерево, показатель влаги в котором менее 12%. Такое дерево высушивается промышленным образом, и именно оно используется для строительства и производства мебели и поделок. Именно у такой древесины замеряется расчетная плотность, которая потом учитывается в любых показателях.
Для определения параметра плотности применяют следующий метод: массу умножают на влажность, это число делят на объем и снова умножают на влажность. Плотность при этом исчисляется в нескольких параметрах:
- Граммах на см в кубе;
- Килограммах на метр в кубе.
Важно! Древесина с высокой абсорбцией всегда будет более плотной, так как после сушки она в любом случае забирает влагу из атмосферы и напитывается ею.
На что влияет плотность дерева
Плотность древесины влияет на значительно большее количество факторов, чем это может показаться сначала.
На что влияет плотность древесины:
- Объемный вес материала, что важно для транспортировки и складирования материала, а также для расчета конечного веса изделия. Например, дом из дубового бруса и из березы потребует разного фундамента.
- Теплопроводность. Чем меньше плотность, тем ниже теплопроводность, так как волокна древесины содержат больше воздушной прослойки. Так для обустройства бани важны менее плотные сорта.
- Горючесть материала. Менее плотная древесина горит лучше, так как она содержит больше кислорода внутри себя. Так береза и ель сгорит быстрее, чем дуб или бук.
- Подверженность гниению. Чем плотнее материал – тем меньше в нем будут распространяться бактерии и грибки. Для плотной древесины влажность волокон – это норма. Именно по этой причине часто древесину вымачивают в соленой или дистиллированной воде, из-за чего она становится более стойкой.
- Стабильность. Более плотный материал стабилен при изменениях влажности воздуха – он не раздувается при повышении влажности и не трескается при резком снижении.
- Возможность обработки. Более плотная древесина сложнее подвергается резьбе.
Плотность древесины поможет сделать верный выбор породы для определенных целей. Например, разгрузочные работы имеют разную стоимость в зависимости от сорта дерева, что обусловлено плотностью и весом. Стоимость создания резных изделий также зависит от сорта и плотности материала.
Виды плотности древесины
Все породы дерева условно делятся на три основные группы по своей плотности. При этом учитываются различные сорта видов деревьев и структуру их волокон.
Плотность древесины зачастую влияет и на ее ценность. Более высокую цену имеют плотные породы, как наиболее долговечные. Но при этом и среди недорогих материалов можно подобрать себе подходящий вариант с учетом его свойств в быту.
Малая
Малой плотностью обладают прежде всего те деревья, которые очень быстро растут и неприхотливы к почвам. Малая плотность древесины составляет от 300 до 540 кг на куб. метр. В эту группу входят такие сорта деревьев:
- Ель – 400-500
- Сосна – 400-500
- Ольха – 380 — 500
- Орех – 450 — 600
- Ива – 460
- Липа – 320- 560
- Пихта – 390 — 430
Часто невысокой плотностью обладают сорта, которые растут в северных широтах.
Средняя
Этот вид древесины обладает золотой серединой. Такой материал не слишком тяжелый, но и не слишком нежный. Он обладает низкой теплопроводностью, хорошо обрабатывается и при этом не сильно горит.
К этой группе относятся деревья, обладающие плотностью в пределах 540 – 750 кг на метр кубический:
- Береза – 600
- Бук — 700
- Вяз – 670-710
- Каштан — 560
- Кедр – 580 – 770
- Кипарис – 600
- Ясень – 660-700
Как видно, некоторые виды деревьев могут иметь разную плотность, в зависимости от сорта.
Высокая
Высокой плотностью древесины обычно обладают виды деревьев, которые произрастают в южных широтах. Деревья с высокой плотностью оболони и ядра обычно растут очень долго, из-за чего считаются весьма ценными. Их плотность – выше 740 кг на метр кубический.
К таким видам древесины относятся:
- Акция – 830
- Бамбук – 870
- Венге – 900
- Граб — 820
- Дуб – 900
- Лиственница – 950 — 1020
- Олива – 900
- Сандал — 900
- Слива – 800
- Эбеновое дерево — 1100
Зная стандартную плотность древесины, можно выбрать необходимую породу для строительства, создания мебели, отделки разных помещений, в том числе и влажных.
При этом удастся не переплачивать как за само дерево, так и за его транспортировку, разгрузку или обработку.
Фото-инструкция, как определить плотность дерева (кг/м3)
Что такое плотность древесины
Плотность древесины — это отношение массы древесины к объёму древесины, то есть плотность определяется массой древесного вещества в единице своего объёма.
Выражается плотность в кг/м³
Обычно, в строительстве значение плотности древесины нужно для того, чтобы расчитать массу (вес) древесины.
Плотность у древесины напрямую зависит от её влажности — чем больше влажность, тем больше значение плотности.
Так же как и все остальные показатели физико-механических свойств древесины, плотность определяется при влажности 12 %. При определении плотности древесного вещества его массу определяют взвешиванием, а объём рассчитывают по разнице объёма образца древесины и объёма жидкости, заполнившей пустоты в этом образце.
Очень тесная связь существует между плотностью и прочностью древесины. Более плотная (тяжёлая) древесина, как правило, является более прочной.
По плотности древесины при влажности 12 % все породы делят на три группы:
- с малой плотностью (540 кг/м³ и меньше-) — ель, сосна, тополь, бальза, пихта, кедр, можжевельник, осина, ива, липа, ольха, каштан;
- средней плотности (540…740 кг/м³) — лиственница, берёза, бук, дуб, клён, ясень, орех грецкий, рябина, яблоня, груша, вяз, лещина;
- высокой плотности (750 кг/м³ и более+) — акация, граб, берёза железная, дуб, ясень, керуинг, самшит, фисташка.
Стоит отметить, что почти вся древесина у хвойных пород деревьев, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.
Таблица плотности древесины
Согласно последней правке «СП 64.13330.2017» от 2017 года сделанной в «СНиП II-25-80 Деревянные конструкции» раздел касающийся плотностей древесины имеет такой вид:
Плотность древесины и древесных материалов
- Для определения собственного веса конструкций плотность древесины различных пород следует принимать по следующей таблице:
Порода древесины | Плотность древесины, кг/м³, в конструкциях для условий эксплуатации по таблице 1 | |
---|---|---|
1А, 1 и 2 | 3 и 4 | |
Хвойные: | ||
лиственница | 650 | 800 |
сосна, ель, кедр, пихта | 500 | 600 |
Твердые лиственные: | ||
дуб, береза, бук, ясень, клен, граб, акация, вяз, и ильм | 700 | 800 |
Мягкие лиственные: | ||
осина, тополь, ольха, липа | 500 | 600 |
- Плотность свежесрубленной древесины хвойных и мягких лиственных пород следует принимать равной 850 кг/м³, твёрдых лиственных пород — 1000 кг/м³.
- Плотность клееной древесины следует принимать как неклееной.
- Плотность обычной фанеры следует принимать равной плотности древесины шпонов, а бакелизированной — 1000 кг/м³.
- Плотность древесины из однонаправленного шпона 500-600 кг/м³, зависит от породы древесины шпонов.
Таблица справочных значений плотности для пород деревьев
Так как стандартизированные значения плотности для древесины имееют групповой вид, пришлось полазить по англоязычным справочникам, чтобы собрать значения плотности по породам деревьев. Получилась следующая таблица:
Плотность древесины наиболее встречаемых пород деревьев
Порода дерева | Плотность древесины кг/м³ |
---|---|
Бальса (Бальза) | 120-160 |
Пихта сибирская | 390-430 |
Ель северная | 400-450 |
Секвойя вечно-зелёная | 410 |
Тополь | 400-500 |
Ива | 460 |
Сосна | 450-500 |
Ольха | 490 |
Осина | 510 |
Липа | 530 |
Красное дерево | 540 |
Конский каштан | 560 |
Каштан съедобный | 590 |
Кипарис | 600 |
Черемуха | 610 |
Сапелли | 620 |
Лещина | 630 |
Орех грецкий | 640 |
Берёза | 650 |
Вишня | 660 |
Вяз гладкий | 660 |
Лиственница | 660 |
Клен полевой | 670 |
Тиковое дерево | 670 |
Груша | 690 |
Дуб | 690 |
Афрормозия | 700 |
Свитения (махагони) | 700 |
Платан | 700 |
Жостер (крушина) | 710 |
Бук | 720 |
Граб | 750 |
Падук | 750 |
Тисс | 750 |
Ясень | 750 |
Дуссия | 800 |
Кемпас | 800 |
Слива | 800 |
Сирень | 800 |
Боярышник | 800 |
Палисандр | 800 — 1000 |
Пекан (кария) | 830 |
Ярра | 830 |
Мербау | 840 |
Ятоба (мареил) | 840 |
Керуинг | 850 |
Кулахи | 850 |
Мутения | 850 |
Венге | 900 |
Лапачо | 900 |
Олива | 900 |
Сандаловое дерево | 900 |
Панга-панга | 950 |
Самшит | 960 |
Лим | 970 |
Сукупира | 1 000 |
Кумару | 1 100 |
Эбеновое дерево (Хурма) | 1 080 |
Черное дерево | 1 160 |
Квебрахо | 1 210 |
Гваякум или бакаут | 1 280 |
Что такое плотность древесины
Плотность древесины — это отношение массы древесины к объёму древесины, то есть плотность определяется массой древесного вещества в единице своего объёма.
Выражается плотность в кг/м³
Обычно, в строительстве значение плотности древесины нужно для того, чтобы расчитать массу (вес) древесины.
Плотность у древесины напрямую зависит от её влажности — чем больше влажность, тем больше значение плотности.
Так же как и все остальные показатели физико-механических свойств древесины, плотность определяется при влажности 12 %. При определении плотности древесного вещества его массу определяют взвешиванием, а объём рассчитывают по разнице объёма образца древесины и объёма жидкости, заполнившей пустоты в этом образце.
Очень тесная связь существует между плотностью и прочностью древесины. Более плотная (тяжёлая) древесина, как правило, является более прочной.
По плотности древесины при влажности 12 % все породы делят на три группы:
- с малой плотностью (540 кг/м³ и меньше-) — ель, сосна, тополь, бальза, пихта, кедр, можжевельник, осина, ива, липа, ольха, каштан;
- средней плотности (540…740 кг/м³) — лиственница, берёза, бук, дуб, клён, ясень, орех грецкий, рябина, яблоня, груша, вяз, лещина;
- высокой плотности (750 кг/м³ и более+) — акация, граб, берёза железная, дуб, ясень, керуинг, самшит, фисташка.
Стоит отметить, что почти вся древесина у хвойных пород деревьев, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.
Одним из важнейших факторов при организации перевозки леса является плотность дерева. Она является важным показателем при расчете стоимости перевозки и подбора лесовоза.
Вес дерева бывает удельный и объемный. Удельный вес — масса единицы объема дерева без учета породы, влаги и других факторов — составляет 1540 кг/м 3 . Объемный вес — масса единицы объема дерева с учетом влаги и породы. Исходя из объемного веса, можно определить плотность дерева. Плотность деревьев разных пород различна. Также, весьма изменчива плотность дерева одной породы, в зависимости от географического месторасположения и типа леса.
С увеличением влажности дерева плотность увеличивается. Например, плотность сосны при влажности 15 % – 0,51 т/м 3 , а при влажности 70 % – 0,72 т/м 3 . По степени влажности дерево разделяют: абсолютно сухое (влажность — 0%,только в лабораторных условиях), комнатно-сухое (влажность до 10%), воздушно – сухое (влажность – 15-20%), свежесрубленное (влажность 50-100%), мокрое (свыше 100%, при хранении дерева в воде).
Калькулятор расчета объемного веса дерева.
Таблица плотности дерева различной влажности (кг/м 3 ).
№ | Порода дерева | Процент влажности, % | ||||||||||
15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 100 | Свеж.* | ||
1 | Лиственница | 670 | 690 | 700 | 710 | 770 | 820 | 880 | 930 | 990 | 1100 | 940 |
2 | Тополь | 460 | 470 | 480 | 500 | 540 | 570 | 610 | 650 | 690 | 760 | 700 |
3 | Бук | 680 | 690 | 710 | 720 | 780 | 830 | 890 | 950 | 1000 | 1110 | 960 |
4 | Вяз | 660 | 680 | 690 | 710 | 770 | 820 | 880 | 930 | 990 | 1100 | 940 |
5 | Дуб | 700 | 720 | 740 | 760 | 820 | 870 | 930 | 990 | 1050 | 1160 | 990 |
6 | Граб | 810 | 830 | 840 | 860 | 930 | 990 | 1060 | 1130 | 1190 | 1330 | 1060 |
7 | Ель обыкновенная | 450 | 460 | 470 | 490 | 520 | 560 | 600 | 640 | 670 | 750 | 740 |
8 | Орех грецкий | 600 | 610 | 630 | 650 | 700 | 750 | 800 | 850 | 900 | 1000 | 910 |
9 | Липа | 500 | 530 | 540 | 540 | 580 | 620 | 660 | 710 | 750 | 830 | 760 |
10 | Акация белая | 810 | 830 | 840 | 860 | 930 | 990 | 1060 | 1190 | 1300 | 1330 | 1030 |
11 | Ольха | 530 | 540 | 560 | 570 | 620 | 660 | 700 | 750 | 790 | 880 | 810 |
12 | Клен | 700 | 720 | 740 | 760 | 820 | 870 | 930 | 990 | 1050 | 1160 | 870 |
13 | Ясень обыкновенный | 690 | 710 | 730 | 740 | 800 | 860 | 920 | 930 | 1030 | 1150 | 960 |
14 | Пихта сибирская | 380 | 390 | 400 | 410 | 440 | 470 | 510 | 540 | 570 | 630 | 680 |
15 | Сосна обыкновенная | 510 | 520 | 540 | 550 | 590 | 640 | 680 | 720 | 760 | 850 | 820 |
16 | Пихта кавказская | 440 | 450 | 460 | 480 | 510 | 550 | 580 | 620 | 660 | 730 | 720 |
17 | Сосна кедровая | 440 | 450 | 460 | 480 | 510 | 550 | 580 | 620 | 660 | 730 | 760 |
18 | Береза | 640 | 650 | 670 | 680 | 730 | 790 | 840 | 890 | 940 | 1050 | 870 |
19 | Осина | 500 | 510 | 530 | 540 | 580 | 620 | 660 | 710 | 750 | 830 | 760 |
- vss_logistics
- [email protected]
- +38(063) 655 13 99
- +38(098) 502 23 40
- +38(050) 080 43 24
- +38(044) 247 57 97
- Меcсенджеры
- +380985022340
- Статистика
- Автотранспорт
- Документы
- Новости
Источник
Физические свойства древесины
и древесинного вещества. В зависимости от способа определения значения d несколько различаются. По данным различных авторов, d находится в пределах 1,499—1,564 и в среднем принимается равной 1,54. Плотность древесины определяется по формуле: где pw — плотность древесины при данной влажности W, кг/см3; mw — масса образца древесины при влажности W, кг; Vw — объем древесины при влажности W, м3.
Для экспериментального определения плотности древесины используют образцы в виде прямоугольной призмы основанием 20X20 мм и высотой (вдоль волокон) 30 мм. Массу образца можно установить единственным методом — взвешиванием на рычажных весах. Взвешивание проводится на весах с точностью до 0,001 г. Объем образца может быть определен двумя способами: по трем линейным измерениям (ширине, толщине и высоте) и специальным прибором — объемомером. Кроме того, необходимо установить влажность образца в момент испытаний и иногда коэффициент объемного разбухания. Для этого приходится образец доводить в сушильном шкафу до абсолютно сухого состояния и измерять его массу (иногда объем).
Для определения объема по первому методу ширину и толщину образца измеряют посередине высоты, а высоту — между центрами оснований. Измерение проводят каким-либо мерительным инструментом (микрометром, штангенциркулем, прибором с индикаторами часового типа и т. д.) с точностью до 0,01 мм. Объем образца равняется произведению полученных трех величин и выражается в долях кубического метра. Вполне очевидно, что точность определения объема образца по описанному способу зависит от тщательности изготовления образца и может снижаться, если образец по форме отличается от прямоугольного параллелепипеда. При использовании объемомера образец может иметь любую форму, так как прибор основан на измерении объема несмачивающей древесины жидкости после погружения в нее образца. Объем образца вычисляется с точностью 0,01 см3 по формуле: где п — цена одного деления круговой шкалы на обойме.
Подставив найденные значения mw и Vw в формулу, плотность вычисляют с точностью до 1 кг/м3. Плотность существенно зависит от влажности древесины. В справочной литературе обычно приводятся данные о плотности древесины при влажности 15% (p15). Иногда в расчетах участвуют значения плотности древесины в абсолютно сухом состоянии. Часто приходится оперировать данными о плотности и при других значениях влажности. Указанные показатели можно определить непосредственно экспериментальным путем по массе и объему образца, соответствующей заданной влажности.
Однако часто бывает достаточно определить плотность при любой влажности ниже или выше предела гигроскопичности, а затем, используя пересчетные формулы, получить сначала значение р15, а затем искомую величину плотности при заданной влажности. Если в момент испытаний влажность образца находилась в диапазоне от нуля до предела гигроскопичности (т. е. до 30%) по любому найденному значению плотности можно вычислить плотность при влажности 15% по формуле:
где p15 — плотность древесины при влажности 15%; pw — плотность древесины в момент испытаний; W — влажность образца, изменяющаяся в диапазоне от 0 до 30%; Кр.об — коэффициент объемного разбухания, %. Принимая в среднем для древесины белой акации, березы, бука, граба и лиственницы Kр.0б , равным 0,6, получим из формулы следующее выражение:
Для остальных пород при Кр.об, равном 0,5, плотность р15 можно вычислить но формуле:
Формулы используются в том случае, если в процессе испытаний не определяется точного фактического значения коэффициента разбухания. Если влажность древесины в момент испытаний составляет более 30%, для пересчета найденной плотности к p15 используют следующие формулы: для древесины белой акации, березы, бука, граба и лиственницы:
для древесины остальных пород:
Для многих расчетов очень удобно иметь характеристику плотности древесины, не зависящую от ее влажности,— условную плотность древесины. Условная плотность древесины определяется по формуле:
где mо — масса образца древесины в абсолютно сухом состоянии, кг; Vmax — объем образца при влажности выше предела гигроскопичности, м3.
Экспериментальным путем условную плотность древесины определяют на образцах (20X20X30 мм), выпиленных из предварительно выдержанных в воде (до приобретения максимального объема) заготовок. Измеряют длину, ширину и толщину каждого образца и на основании этих данных определяют Vmax. Затем образцы сушат и устанавливают массу в абсолютно сухом состоянии— mо. Подставив найденные значения в формулу, вычисляют русл с точностью до 1 кг/м3. Величина условной плотности очень близка к величине плотности древесины в абсолютно сухом состоянии. Соотношение между этими показателями выражается формулой:
где У — полная усушка. Условную плотность древесины белой акации, березы, бука, граба и лиственницы можно вычислить также, если известно значение p15 по формуле:
Условную плотность остальных пород — по формуле:
Величина плотности древесины различных пород изменяется в очень широких пределах: среди наших пород древесину с очень малой плотностью имеет пихта сибирская (380), ива белая (420) и др., а наиболее плотную — самшит (970), береза железная (980), саксаул (1050) и ядро фисташки (1110). По плотности древесины при 15% -ной влажности все наши породы можно разделить на три группы:
породы малой плотности (плотность 550 и менее); к этой группе из хвойных пород относятся сосна, ель (все виды), пихта (все виды), кедр (все виды), можжевельник обыкновенный, из лиственных — тополь (все виды), липа (все виды), ива (все виды), осина, ольха черная и белая, каштан посевной, орех белый, серый и маньчжурский, бархат амурский;
породы средней плотности (плотность 560—750); в эту группу входят из хвойных пород лиственница (все виды) тисс, из лиственных — береза бородавчатая, пушистая, желтая и черная, бук восточный и европейский, вяз, груша, дуб летний, восточный, болотный, монгольский, ильм, карагач, клен (все виды) , лещина, орех грецкий, платан, рябина, хурма, яблоня, ясень обыкновенный и маньчжурский;
породы высокой плотности (плотность 760 и выше): акация белая и песчаная, береза железная, гледичия каспийская, глоговина, гикори белый, граб, дзельква, дуб каштанолистный и араксинский, железное дерево, земляничное дерево, кизил, маклюра, саксаул белый, самшит, фисташка и хмелеграб.
Среди иноземных пород есть как с очень малой (например, бальза из тропической зоны Южной Америки, 100—130), так и с очень высокой плотностью (например, бакаут с плотностью 1350). Средние значения плотности p15 и русл для наиболее распространенных пород приведены в табл. 19.
Таблица: Средние значения плотности р15 и русл.
Порода | Плотность p15 кг/м3 | Условная плотность Русл кг/м3 | Порода | Плотность p15 кг/м3 | Условная Русл кг/м3 |
Лиственница | 670 | 520 | Клен | 700 | 550 |
Сосна обыкновенная | 510 | 400 | Ясень обыкновенный | 690 | 550 |
Ель | 450 | 360 | Бук | 680 | 530 |
Кедр (сосна кедровая) | 440 | 350 | Вяз Береза |
660 640 |
520 500 |
Пихта сибирская | 380 | 300 | Орех грецкий | 600 | 470 |
Граб | 810 | 630 | Ольха | 530 | 420 |
Акация белая | 810 | 630 | Осина | 500 | 400 |
Груша | 720 | 570 | Липа | 500 | 400 |
Дуб | 700 | 550 | Тополь | 460 | 360 |
Есть более подробные таблицы плотности древесины с указанием вида древесной породы и района ее произрастания. Приводимые в них данные представляют собой средние показатели, вычисленные по сильно изменчивым величинам.
Иногда необходимо определить пористость древесины, характеризующую объем внутренних пустот (полостей клеток, межклеточных пространств), выраженный в процентах от объема древесины в абсолютно сухом состоянии. Зная относительную плотность древесинного вещества (1,54) и плотность древесины в абсолютно сухом состоянии ро, можно подсчитать величину пористости П по формуле:
С увеличением плотности от 300 до 800 кг/м3 пористость снижается от 81 до 55%.
Таблица значений плотности древесины
Крайне нестабильной является величина, определяющая плотность дерева. Она может измеряться в широком диапазоне даже для одного сорта или состава древесины в зависимости от определенных факторов. Обычно, когда указывается объемный вес древесины, то подразумеваются обобщенные цифры. Нередко эмпирический результат способен отличаться от справочных данных.
Таблица веса 1 м3 сосны в зависимости от ее влажности.
Очень сложно определить процентное соотношение влаги подручными средствами. А это очень важный показатель для определения такого параметра, как удельный вес кубометра сосны. Обычно, данные процедуры проходят в специальных технологичных лабораториях.
Легче всего, при покупке материала, уточнить в составе влажность от производителя. После чего, с помощью представленной таблицы, узнать вес куба сосны при флажность от 5% до 90% и плотность материала:
Удельный вес и плотность сосны в зависимости от влажности
Процент влажности сосны | Удельный вес (кг/м3) | Плотность (г/см3) |
Стандартная, от 10 до 12 % | 500 – 505 | 0,5 – 0,505 |
1 – 5 % | 480 | 0,48 |
12 % | 505 | 0,505 |
15 % | 510 | 0,51 |
20 % | 520 | 0,52 |
25 % | 540 | 0,54 |
30 % | 550 | 0,55 |
40 % | 590 | 0,59 |
50 % | 640 | 0,64 |
60 % | 680 | 0,68 |
70 % | 720 | 0,72 |
78 – 90 % | 750 – 820 | 0,75 – 0,82 |
80 % | 760 | 0,76 |
100 % | 850 | 0,85 |
Базовые понятия
В физике есть понятие, при котором удельный вес древесины рассчитывается с пустотами и без них, как для объемного цельного физического объекта. Вещество, входящее в состав дерева, практически не зависит от разных пород. Справочники используют расчетное значение 1,54 г/см 3 . Таким образом в 1 м 3 плотно сжатого вещества без оставления пустот будет 1540 кг материала.
Плотность дерева определяется по формуле, известной еще со школьного курса физики
Если определять плотность дерева с учетом пористости, то здесь помогает знание удельного веса. На условный объем в данном случае не оказывает влияние коэффициент усушки, и он не нуждается в перерасчете с включением влажности 10-17%. Подход помогает не усложнять расчет, а получать цельный результат во время сверки нескольких разных образцов.
Классификатор пород
Необходимо знать, что плотности древесины различных пород значительно разнятся между собой по значениям.
Традиционно принято делить заготовляемые объемы на три условных группы по плотности:
- Малая – ниже 530 кг/м 3 . К данной группе деревьев относится много промышленных хвойных пород, например, ель, сосны, кедровые сорта, все сорта лип и ив, а также посевной каштан, подавляющее большинство осиновых сортов, белый и серый орехи.
Ангарская сосна хотя и считается эталонной по твердости, на самом деле относится к неплотным породам древесины
- Средняя – не более 740. Группе соответствует плотность березы сухой повислой, всех разновидностей лиственницы, популярные сорта груши, бука и вяза. Обязательно стоит включить сорта лещины, кленов известных разновидностей, рябины, хурмы и яблонь разных сортов. Не будет список полным без грецкого ореха и обыкновенного ясеня.
Показатель удельной плотности березы повислой относится к средней группе
- Плотная – от 740 и далее. Плотность дров данной группы является востребованной для прочных долговечных конструкций. Не зря сюда причисляют железное дерево, самшитовое и фисташковое. Список окажется неполным без белой акации, граба и каштанолистного дуба.
Какой может быть плотность леса
У разных пород деревьев примерно одинаковый состав, поэтому в сухом виде абсолютный удельный вес для всех будет условно одинаковым. Его среднее значение – 1,54 (безразмерная величина). Но в таблице плотности древесины для разных пород приведены свои числа. Дело в том, что в совершенно сухом состоянии измерить абсолютный параметр практически невозможно. Для этого необходимо полностью избавиться от влаги в исследуемом образце, устранить воздушные пустоты. На практике, как оказалось, параметр зафиксировать сложно, да и для расчетов он непригоден.
Для определения плотности пиломатериала более подходит расчет его удельного веса.
На него влияют:
- влажность;
- пористость пород.
Удельный вес древесины имеет вид среднего значения расчетов плотности в разных ее состояниях. В источниках этот показатель может незначительно отличаться. Разница обусловлена изменением уровня влаги внутри ствола. Чтобы не возникало путаницы, мы представляем таблицу со средними значениями удельного веса при каждом отдельном уровне влажности разных пород древесины в порядке возрастания показателей.
Таблица плотности дерева различной влажности (кг/м3)
Обычно табличное значение плотности бруса и других пиломатериалов измеряется при влажности 12%. В зависимости от полученной величины, породы деревьев делят на 3 группы:
- С малой объемной массой (менее 540 кг/м3). К ним относятся деревья хвойных пород: сосна, ель, пихта, кедр и некоторые лиственные. Это все виды ольхи, тополь, липа, осина, каштан.
- Со средним удельным весом 550–740 кг/м3: бук, вяз (карагач), лиственница, все виды клена, рябина, яблоня, ясень.
- С высоким уровнем плотности свыше 750 кг/м3: береза, дуб (араксинский, каштанолистный), граб, кизил, фисташка.
Разумеется, это неполный список пород. По указанным значениям плотности древесины в таблице можно определить принадлежность вида к группе.
В любом пиломатериале есть вода. Её количество в основном и определяет плотность бруса и другого сырья: чем больше влаги в изделии, тем выше показатель веса в измеряемом объеме.
Удельный вес древесины в таблице приведен в средних значениях, поскольку количество влаги в одном объеме постоянно меняется – это относительная величина.
Изменения происходят из-за:
- внешних погодных условий (дождь, туман, снег);
- антропогенного фактора (намокание вследствие деятельности человека).
Таким образом, совершенно сухой доска практически не бывает. Влажность древесины всегда выше 0%. Определить этот показатель можно с помощью специального прибора – влагомера.
Средний удельный вес является основной характеристикой сырья при проведении расчетов, поскольку величина заключает в себе усредненную оценку испытаний пиломатериала в разных состояниях водонасыщения.
По законам физики, расчетная плотность напрямую связана с прочностью материала: чем выше удельная масса объема изделия, тем большую нагрузку он сможет выдержать. Это правило распространяется и на древесину.
Рассмотрим на примере:
- Дуб обладает большим удельным весом и славится своей надежностью и долговечностью. У него почти отсутствуют пустые поры, весь объем заполнен крепкими древесными волокнами и влагой. Из дуба изготавливают несущие конструкции домов и промышленных объектов. Древесина с высоким удельным весом жесткая, практически не гнется.
- Кедровый и березовый брус отличается малым объемным весом, потому их не используют для создания несущих элементов остова конструкций. Эти породы подходят, скорее, для отделочных работ, где нагрузка на изделия минимальная. Древесина с малой пористостью пластична, поддается изгибу.
Теплопроводность:
Этот показатель важен для выбора дерева при заготовке дров. Зависимость прямая: чем выше показатель плотности, тем больше в чурках топлива, тем дольше они будут гореть. Древесные породы с высоким значением отношения массы к объему называются твердым топливом. Они долго горят, дают хороший жар, но из-за плотной структуры трудно колются. Преимущество дров и топлива из легких пород деревьев – их податливость в распиле и рубке, но они имеют сравнительно небольшой запас энергии. Гореть поленья будут значительно меньшее количество времени.
Что такое плотность древесины
Единицей измерения плотности древесины является гм/см 3 или кг/м 3 (в системе СИ). Этот показатель определяется по формуле: р = mb/Vb. Символ m обозначает массу материала, b – параметр влажности, Vb – объем влажного вещества. Выделяют следующие виды плотности древесины:
- Удельный вес (условная или базисная плотность): характеризует отношение массы сухого древесинного вещества к его объему.
- Объемный вес (средняя плотность): определяет отношение массы структурированного физического тела во влажном состоянии к его объему.
В древесине присутствует большое количество межклеточных пространств, называемых пустотами. Древесинное вещество получается при помощи спрессовывания дерева. В результате пустоты полностью исчезают. Плотность спрессованной древесины меньше удельного веса древесинного вещества. Чем выше величина этого показателя, тем прочнее материал. Древесина с большим удельным весом труднее поддается обработке и не пропитывается антисептиками.
Измерение плотности осуществляется по следующему алгоритму:
- Выдержать измеряемый образец до влажности не менее 11 %.
- Расчет размерных характеристик и веса деревянной заготовки.
- На основе проведенных измерений производится расчет объема древесины. Заготовка увлажняется в дистиллированной воде в течение 3 суток, пока ее толщина не увеличится на 0,1 мм.
- Повторно измеряются размер и вес увлажненной древесины. На основе новых данных производится расчет максимального объема.
- Заготовка высушивается и повторно взвешивается. Масса сухого образца делится на максимальный объем. Результат вычислений будет являться базисной плотностью.
- Повторно измеряется масса сухой заготовки. На основе этих значений вычисляется удельный вес древесины.
Классификация пород деревьев по плотности
Выделяют следующие разновидности древесины по показателю плотности:
- Породы с малой плотностью: от 1 до 540 кг/м3.
- Породы со средней плотностью: от 541 до 740 кг/м3.
- Породы с высокой плотностью: от 750 кг/м3.
Самое большое количество деревьев с плотной древесины растет на территории Европы, Северной и Южной Америки. Наивысшей плотностью обладает бакаут (до 1300 кг/м3). Самые плотные породы древесины указаны в Государственной системе справочных данных, контролируемой Госстандартом Российской Федерации.
Взаимосвязь с другими параметрами
Плотность древесины связана со следующими физическими свойствами дерева:
- Пористость: структура деревянных брусков имеет неоднородную структуру и состоит из большого количества пор. Чем больше пустых пространств в составе деревянной заготовки, тем меньше плотность ее материала.
- Вес: чем больше вес бруска, тем больше его масса. Этот показатель напрямую связан с плотностью вещества. Чем тяжелее пиломатериалы, тем они более плотные.
- Влажность: чем больше жидкости содержится в деревянном бруске, тем выше отношение массы материала к его объему. Этот показатель зависит от температуры окружающей среды и автоматически снижается при сушке дерева. При испарении влаги возможна механическая деформация деревянной заготовки.
- Абсорбция: это свойство характеризует способность дерева поглощать влагу. Чем выше впитывающая способность материала, тем выше его плотность. Если древесина поглощает большое количество жидкости, то на поверхности бруска будет присутствовать малое число пор. Степень абсорбции выше на поперечном срезе бруска, где основные поры не закрыты.
- Теплопроводность: характеризует способность вещества проводить тепловую энергию. Материалы с небольшой плотностью проводят тепло с меньшей интенсивностью. Это обусловлено большим количеством пор, заполненных кислородом. Они изолируют поверхность дерева от воздействия тепла. В результате материал нагревается в течение длительного промежутка времени. По этой причине в помещениях, где осуществляется термообработка материалов, используют пиломатериалы с высокой прочностью.
- Горючесть: чем меньше отношение массы древесины к объему, тем быстрее она воспламеняется. Это связано с большим количеством пор, заполненных жидкостью. Мягкие породы древесины горят с наибольшей интенсивностью.
- Прочность: при низкой плотности материал приобретает устойчивость к физическим деформациям. Крепкие бруски быстро раскалываются и изменяют свою форму при соударениях с инородными предметами.
- Биологические факторы: пиломатериалы с высокой плотностью материала не поддаются гниению. Это обусловлено большим количеством пор, поглощающих влагу. При выдержке материала в дистиллированной воде можно улучшить его устойчивость к воздействию биологических факторов.
Одним из главных свойств, связанных с плотностью, является твердость древесины. Она характеризует способность дерева выдерживать сильные нагрузки. Чем больше объемный вес деревянного бруска, тем больше его твердость. Мягкие породы имеют высокую теплопроводность и не подвергаются механическим деформациям. Твердая древесина воспламеняется с меньшей интенсивностью.
Твердость определяется тестом по Бринеллю. Для осуществления расчетов требуется металлический шарик диаметром 1 мм. Он вдавливается в поверхность деревянной заготовки. Проделанное отверстие измеряется при помощи линеек и штангенциркулей. Глубина измеряемой лунки является коэффициентом Бринелля, использующимся для оценки твердости материала.
При самостоятельном определении коэффициента Бринелля могут возникнуть погрешности, что приведет к неточности измерении. Поэтому для оценки устойчивости материала применяется таблица твердости разных пород древесины:
Коэффициент Бринелля пород древесины
Разновидность древесины | Коэффициент Бринелля | Особенности материала и область применения |
Акация | 7,1 кгс/мм² | Произрастает в Северной Америке. Используется для изготовления паркета и мебели. |
Бук | 3,8 кгс/мм² | Растет на территории Европы, Западной Азии, Северной и Южной Америки. Бук обладает мягкой фактурой легко обрабатывается режущими инструментами. |
Бамбук | 4,7 кгс/мм² | Растет в Юго-Восточной Азии. Устойчив к высоким перепадам температур, эффективно впитывает влагу. Используется в медицине. |
Берёза | 3,3 кгс/мм² | Произрастает в Европе. Имеет низкую устойчивость к воздействию высоких температур. Применяется при производстве элементов декора. |
Вишня | 3,6 кгс/мм² | Растет в Европе, Азии и Северной Америке. Имеет ровноволокнистую структуру и легко поддается обработке. |
Граб | 3,5 кгс/мм² | Произрастает на юге России. Обладает скрученными волокнами и высокой прочностью. |
Дуб | 3,8 кгс/мм² | Растет в Европе и Северной Америке. Устойчив к механическим деформациям, имеет долгий срок эксплуатации. Используется при изготовлении дощатых полов. |
Ель | 1,3 кгс/мм² | Произрастает на территории Европы и Северной Америки. Отличается неоднородностью цвета и низкой степенью абсорбции. Применяется в строительном секторе. |
Клён | 4,8 кгс/мм² | Произрастает в Северной Америке и Европе. Склонен к образованию трещин. Применяется при изготовлении мебели. |
Орех грецкий | 5 кгс/мм² | Произрастает на территории Южной Европы, Средней Азии и Ближнего Востока. Отличается высокой влажностью и прочностью структуры. Применяется в медицине. |
Ольха | 3,0 кгс/мм² | Растет в Западной Азии. Европе и Северной Африке. Имеет тонкую структуру и поддается деформации. Применяется при производстве паркета. |
Сосна | 1,6 кгс/мм² | Растет в Европе, Северной Америке и Азии. Имеет низкую теплопроводность и не воспламеняется. По этой причине данный материал активно используется при строении помещений, где проводится термическая обработка. |
Ясень | 4,1 кгс/мм² | Произрастает в Европе. Эластичен, легко поддается механической обработке. Используется для изготовления спортивных снарядов. |
Таблица твердости используется на промышленных предприятиях. Она позволяет работникам выбрать оптимальные материалы для проведения физико-математических измерений.
Зависимость от влажности
Влажность древесины является одним из главным параметров, влияющих на плотность этого материала. При наличии большого количества влаги повышается вес бруска. В результате масса заготовки увеличивается. Поэтому плотность дерева, где отсутствует влага, ниже. Влажные образцы имеют высокую прочность и твердость.
Выделяют 3 основных категории древесины по влажности:
- Абсолютно сухая: значение влажности составляет менее 25 %.
- Воздушно-сухая (полусухая): влажность составляет от 25 до 35 %.
- Сырая: значение влажности составляет свыше 35 %.
Влажность свежесрубленной древесины составляет не менее 50 %. Поэтому сырье подвергается естественной сушке под навесом. Эта процедура позволяет снизить количество влаги до 25 %. Для дальнейшего снижения этого показателя требуется поместить дерево в сушильные камеры. Измерение можно проводить при влажности не более 12 %.
Измерение показателя твердости
Для определения твердости используются 3 основных метода:
- По коэффициенту Бринелля: в поверхность бревна или бруска вбивается шарик из металлических материалов. Диаметр вставляемого предмета составляет не более 1 см. Степень нагрузки на шарик определяется по следующей формуле: F = K × D 2 . K – отношение массы материала к его объему, D – диаметр шарика. Глубина полученного отверстия измеряется. Для определения твердости нужно разделить длину образованной лунки и степень нагрузки на шарик.
- По шкале Янка: в поверхность бревна или бруска вбивается стальной шарик с диаметром 11,3 см. После этого рассчитывается сила, с которой предмет был вдавлен в поверхность древесины. Важно, чтобы шарик углубился в заготовку на 50 % своего диаметра.
- По шкале Роквелла: в поверхность дерева вбивается индентор, представляющий собой алмазный конус. Измеряется глубина проделанного отверстия. Полученный результат сравнивается с табличными значениями. Оценка твердости осуществляется при помощи единицы измерения HR, равной 0,0002 мм.
Основные методы расчета показателя твердости описаны в ГОСТ 16483.17-81. В справочных материалах величина этого показателя указывается в 1 кгс/мм 2 = 9,81 Н/мм 2 .
Источник
Практическое значение и важность.
Среди хвойных строительных материалов ценятся влажная, вяленая, сухая и сырая сосны. Однако эти термины не дают определенное точное значение влажности, поэтому знать четкие цифры крайне важно. Так, например, требования к использованию валеной сосны не предусмотрено законодательными актами. Но, при выполнении определенных работ, ГОСТ устанавливает нормы влажности, например:
- при изготовлении конструкций и изделий, предназначенных для размещения на отрытом участке, используется древесина с влажностью от 11 до 14%;
- для изготовления конструкций и изделий жилого типа используется древесина с влажностью от 8 до 10%;
- для паркета – древесина с влажностью от 6 до 8%.
Сколько весит куб (кубометр) древесины?
Вес кубометра древесины зависит от породы дерева и влажности.
- Самым тяжелым деревом является снейквуд (пиpатинеpа гвианская, бросинум гвианский, «змеиное дерево», «крапчатое дерево»), его объемный вес составляет в сухом виде 1300 килограмм на кубометр.
- Самым легким деревом является бальза (бальса, охрома пирамидальная, «хлопковое дерево»), его объемный вес составляет в сухом виде от 130 килограмм на кубометр.
В таблице приведены данные о весе кубометра (куба) 170-ти различных пород древесины при стандартной влажности 12%.
- Порода древесины
- Вес кубометра (куба) древесины в килограммах
Абачи | 420 |
Абрикос | 780 |
Аводире | 690-750 |
Азоби | 960-1120 |
Айва | 640 |
Айлант | 680 |
Акация | 690-750 |
Амазаку | 850 |
Амарант | 800-950 |
Анегри | 510-570 |
Анчар | 550 |
Афрормозия | 710 |
Багасса | 800 |
Бакаут | 1300 |
Балау | 880-950 |
Бальза (бальса) | 130-225 |
Бамбук | 510 |
Бархат | 160 |
Белиан (битис) | 1200-1300 |
Береза | 640 |
Береза карельская | 600-750 |
Биболо | 580 |
Билинга | 740-810 |
Бокоте | 650 |
Боярышник | 760 |
Бубинго | 800-960 |
Бук | 650 |
Венге | 850-1000 |
Вера | 1100 |
Вереск | 840 |
Вишня | 530 |
Вяз | 650 |
Габон | 450 |
Гарапа | 830 |
Гевея | 650-800 |
Гойябао | 650 |
Гомбейра | 1150 |
Гонкало | 850-950 |
Граб | 800 |
Гренадилл | 1200-1500 |
Груша | 700-750 |
Гуарея | 640 |
Дабема | 560-710 |
Дару | 850-960 |
Денья (окан) | 960 |
Джелутонг | 450 |
Доксия | 650-1050 |
Дуб | 700 |
Дуб красный | 650 |
Дуб мореный | 950-1100 |
Дуб пробковый | 140 |
Дугласия | 480-540 |
Дуссия | 800-830 |
Ель | 450 |
Зебрано | 690-740 |
Зирикоте | 900 |
Ива | 450 |
Ипе (лапачо) | 960-1200 |
Ироко | 660 |
Карагач | 660 |
Кассия | 900-1300 |
Каури | 380-560 |
Каштан | 600-720 |
Каштан конский | 470-580 |
Кедр | 580 |
Келтис | 800 |
Кемпас | 880 |
Керуинг | 640-860 |
Кингвуд | 1200 |
Кипарис | 460-485 |
Кладрастас | 450 |
Клен | 530-650 |
Клен сахарный | 740 |
Кокоболо | 990 |
Кокос | 690 |
Косипо | 640 |
Кото | 580-650 |
Кулим | 750 |
Кумару | 1100 |
Кумьер | 1010-1150 |
Курупай | 1000 |
Лайсвуд | 550-580 |
Лаурен | 710 |
Лимба (офрам) | 560 |
Липа | 380 |
Лиственница | 650-800 |
Лоро-прето | 680 |
Магнолия | 500-560 |
Мадрона | 620-660 |
Майсамса | 950 |
Макассар | 850-900 |
Маклюра | 850 |
Макоре | 640 |
Мансония | 610 |
Мараулла | 700 |
Марфим | 850-930 |
Махогони | 620-650 |
Меранти | 500-700 |
Мербау | 830 |
Мироксилон | 850-1050 |
Мирт | 950 |
Моаби | 800 |
Мовингу | 690 |
Можжевельник | 920 |
Морадо | 870 |
Муирапиранга | 800-1060 |
Ниове | 880 |
Олива | 850-950 |
Ольха | 420-640 |
Орех | 600-650 |
Орех черный | 660 |
Ормозия | 740 |
Осина | 480 |
Падуб | 640 |
Падук | 750 |
Палисандр | 770-830 |
Парротия | 900-1050 |
Пекан (хикори) | 900 |
Пероба | 750 |
Пинкадо | 990 |
Пихта | 450 |
Платан клинолистный | 620-660 |
Гонистилус крупнолистный | 670-710 |
Ред гам | 500 |
Розевуд | 860-1030 |
Росул | 960 |
Рябина обыкновенная | 600 |
Самшит вечнозеленый | 830-1100 |
Санбау | 760 |
Сантал | 660-720 |
Сапелли | 600-650 |
Сассафрас беловатый | 480 |
Секвойя вечнозелёная | 290 |
Сен | 560 |
Ситка | 430 |
Слива домашняя | 750-850 |
Снейквуд (пиpатинеpа гвианская ) | 1300 |
Сосна | 460-620 |
Сосна кедровая | 450 |
Сапупира | 990 |
Тали | 910 |
Тамо | 720 |
Тауари | 620 |
Тик | 620-750 |
Тис ягодный | 620 |
Тополь черный | 380 |
Туя | 510 |
Тьяма | 560 |
Тюлипея | 480 |
Улин | 860-980 |
Умнини | 990-1050 |
Фернамбук | 620 |
Фисташка | 860 |
Фрамир | 480-625 |
Хемлок | 490 |
Хурма | 830 |
Цедер | 480 |
Че | 1200-1300 |
Черемуха | 720 |
Черешня | 580 |
Шелковица | 800 |
Эбен | 1200-1300 |
Эвкалипт | 650 |
Этимое | 580 |
Яблоня | 780 |
Явор | 650 |
Якаранда | 830 |
Ярра | 850-1100 |
Ясень высокий | 700 |
Ятоба | 840 |
Искусственная и естественная просушка
В идеале, пиломатериал должен просушиваться в естественных условиях, то есть в вентилируемом помещении с крышей или на открытом воздухе под навесом.
Так как сухой пиломатериал востребован больше, чем материал естественной влажности, используются методы ускоренной просушки. Вопрос о том, насколько это безопасно для материала остается спорным. Есть мнение, что искусственная просушка приводит к слишком быстрому испарению влаги, которое вызывает изменение геометрических размеров досок. За счет микроскопических повреждений волокон образуется искривления и неровности. В особо запущенных случаях появляются трещины.
Впрочем, сушка с применением принудительного обдува, в том числе и теплым воздухом, выполняемая без фанатизма, вряд ли приведет к таким явным негативным последствиям.
Влажность дерева следует учитывать при организации перевозки. Допустим, вы купили сухие доски, но во время хранения они попали под дождь и не полностью просохли. Вес их, естественно, будет уже не таким, как при доставке.
занимается заготовкой и переработкой древесины хвойных пород — сибирской лиственницы, кедра и ангарской сосны на территории Красноярского края. Мы является производством полного цикла деревопереработки: от лесозаготовки и распиловки круглого леса до изготовления пиломатериалов и поставок готовой продукции в Санкт-Петербург и Ленинградскую область.
Усредненные значения удельного веса (УВ) лиственницы, при двенадцати процентах относительной влажности — принято считать эталонным показателем, причем без какой-либо привязки к сортности древесины. Величина в неразбавленном виде не имеет прикладного значения, только с учетом влажности и сортности. То есть просто голословным будет утверждение о том, что какое-либо влияние УВ может оказать на качественные показатели изделия. И тем более нельзя точно рассчитать стабильный показатель, беря во внимание только куб сухой лиственницы, это вам не пластик и влажность (соответственно и УВ) в ней постоянно изменяется.
Практическое применение удельный вес имеет лишь при расчетах (опять же средней) массы конкретной партии лиственницы. Крайне редко к этому показателю может обратиться столяр-экспериментатор, чтобы просчитать возможность склейки древесины разных пород.
Наша позиция по этому вопросу несколько отличается от устоявшейся: если проект делают специалисты, да и грузоперевозки тоже не доступны дилетантам, так зачем пичкать заказчика данными по поводу того, каким может быть вес лиственницы сухой, ведь потенциального клиента интересуют совсем иные показатели.
Вот для удовлетворения непосредственного интереса к нашей продукции, мы можем сделать многое: заготовить лес на территории Красноярского края, там же переработать его на собственном производстве. После чего, привезти разнообразный сортимент в Питер и распродать его по ценам ниже среднегородских. Если вы решили купить сухую лиственницу или естественной влажности в нашей компании, то мы можем даже доставить, приобретенный вами, лес в любую точку Ленинградской области и, при необходимости, оказать помощь в исполнении деревянного проекта.
А вот попытки любопытного клиента самостоятельно связать в единое целое прочность и удельный вес лиственницы сухой, приведут лишь к смешанным чувствам (в силу того, что пропорции изменения влажности в древесине не однозначны и зависят от самых разнообразных факторов). В лучшем же случае, возникнет желание досконально изучать физические характеристики древесины, для того, чтобы точно знать удельный вес лиственницы естественной влажности, в зависимости от сортности конкретной древесины.
Как и в случае с УВ, использование заказчиком информации о том, сколько весит лиственница сухая, оправдано очень редко. Например, если осуществляется самостоятельный расчет фундамента. Но не стоит забывать, что сама лиственница исключительно сухой будет оставаться не очень долго (как в условиях улицы, так и внутри помещения). А проектно-сметную документацию лучше всего оформят узкопрофильные специалисты. Соответственно и вес куба лиственницы сухой не имеет практического смысла, так как лес может быть доставлен и установлен нашими силами, причем в кратчайшие сроки.
Таблицы пиломатериалов
Ниже находятся подробные данные, которые сразу же позволят определить необходимое количество пиломатериалов длиной от 3 до 6 метров. Пользоваться этими таблицами очень легко – находим нужные размеры продукции и видим количество материала и объем одного элемента.
Полезная информация.
Помните, что в данных таблицах используются приблизительные результаты. Самостоятельные вычисления более точны. К тому же, разные производители подходят к укладке пиломатериалов в штабели по-своему, поэтому плотность прилегания продукции может сильно отличаться. Поэтому, делайте запас в размерах около 10-20%, в противном случае, придется заново платить за доставку.
Таблица 1.
Количество досок в 1 кубометре материалов.
Таблица 2.
Количество бруса в 1 кубометре материалов.
Таблица 3.
Количество вагонки в 1 кубометре материалов.
Таблица сколько весит куб доски
- Порода дерева
- Плотность, кг/м3
Легкая | |
Бальса | 150 |
Пихта сибирская | 390 |
Ель | 450 |
Ива | 460 |
Верба | 470 |
Ольха | 460-640 |
Осина | 510 |
Сосна | 520 |
Липа | 530 |
Тополь серый | 550 |
Средняя плотность | |
Конский каштан | 560 |
Вишня | 580 |
Тис обыкновенный | 600 |
Тик | 620-750 |
Орех грецкий | 640 |
Груша | 650 |
Клён белый(явор) | 650 |
Клён виргинский (птицеглазный) | 650 |
Береза | 650 |
Вишня | 660 |
Лиственница | 660 |
Тиковое дерево | 670 |
Бук | 680 |
Дуб | 690 |
Свитения (махагони) | 700 |
Платан (чинар) | 700 |
Плотные породы | |
Ясень | 750 |
Слива | 800 |
Граб | 800 |
Пекан (кария) | 830 |
Оливковое дерево (маслина) | 850-950 |
Яблоня | 900 |
Самшит | 960 |
Цейлонское эбеновое (черное дерево) | 1080 |
ВЕС 1 КУБИЧЕСКОГО МЕТРА (ОБЪЕМНЫЙ ВЕС) БРУСА, ДОСКИ И ПОГОНАЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Вес пиломатериалов (бруса, доски, бревна), погонажных изделий (вагонки, наличников, плинтусов и т.п.) и других изделий из дерева зависит в основном от влажности древесины и от ее породы.
В таблице представлены значения веса 1 кубического метра древесины (объемного веса) в зависимости от породы дерева и ее влажности.
Таблица веса 1 куб. м (объемного веса
) бруса, доски, вагонки из древесины различных пород и влажности
В зависимости от показателя влажности, измеряемом в процентом отношении массы воды, содержащейся в древесине, к массе сухой древесины, древесина подразделяется на следующие категории влажности:
- Сухая древесина (влажность 10-18%) — это древесина, прошедшая технологическую сушку или долгое время хранившаяся в теплом сухом помещении;
Воздушно-сухая древесина (влажность 19-23%) — это древесина с равновесной влажностью, когда влажность самой древесины уравновешивается с влажностью окружающего воздуха. Такая степень влажности достигается при длительном хранении древесины в естественных условиях, т.е. без применения специальных технологий сушки;
Сырая древесина (влажность 24-45%) — это древесина, находящаяся в процессе высыхания от свежесрубленного состояния до равновесного;
Свежесрубленная и мокрая древесина (влажность более 45%) — это древесина, недавно срубленная или долгое время находившаяся в воде.
КОЛИЧЕСТВО БРУСЬЕВ, ДОСОК И ВАГОНКИ В 1 КУБ. М
Количество штук какого-либо пиломатериала или погонажного изделия в 1 кубическом метре зависит от его размеров: ширины, толщины и длины. Данные о количестве пиломатериалов в 1 кб. м представлены в таблице. — 58.50 Кб
Проведение расчетов отходов от вырубки деревьев и кустарников
Исходные данные для расчета
Согласно акта обследования, сохранения (сноса), пересадки зеленых насаждений и расчета размера их восстановительной стоимости от 26.07.2011 года, дело 197/11 попадают в зону производства работ и подлежат сносу:
Деревья – ели (до 20 лет) – 13 шт.
Кусты свободно-растущие разных пород (до 15 лет) -172 шт. Согласованный акт УСПХ предоставлен (см. Приложение).
Отходы от корчевки пней составляют от объема ствола ~ 16,0%
Плотность сырой древесины — 0,72 т/м 3
Коэффициент полнодревесности:
- для сучьев, ветвей, и кроны — 0,12;
- для стволов и отходов корчевки пней — 0,57.
Расчетные складочные объемы деревьев объемы надземной фито-массы деревьев (диаметры стволов, высоты деревьев, объем сучьев и ветвей) приняты по ТЕРр-2001-68. Сборник №68. «Благоустройство. Техническая часть» по справочной таблице 1.
Таблица 1
сучьев | ветвей | крона | общий | ||||||
10-30 | 11,2-13,3 | 0,304 | 0,022 | 7,4 | 0,45 | 0,15 | 0,89 | 1,04 | 1,49 |
30-50 | 13,39-18,90 | 1,079 | 0,109 | 10,1 | 1,59 | 0,47 | 2,63 | 3,1 | 4,69 |
50-70 | 18,91-24,20 | 2,481 | 0,283 | 11,4 | 3,65 | 0,99 | 5,29 | 6,28 | 9,93 |
70-90 | 24,27-28,10 | 4,567 | 0,571 | 12,5 | 6,71 | 1,98 | 8,78 | 10,76 | 17,47 |
90-110 | 28,15-30,60 | 7,510 | 0,999 | 13,3 | 11,04 | 2,89 | 13,25 | 16,14 | 27,18 |
110-130 | 30,67-33,20 | 11,253 | 1,587 | 14,1 | 16,54 | 3,7 | 18,56 | 22,26 | 38,8 |
130-150 | 33,28-35,30 | 13,8 | 2,029 | 14,7 | 20,29 | 4,44 | 23,15 | 27,59 | 47,88 |
Расчет отходов вырубки и корчевания
Отходы сучьев, ветвей от лесоразработок 00 5)
Согласно акта обследования, сохранения (сноса), пересадки зеленых насаждений ости подлежат вырубке деревья высотой возрастом от 13 до 20 лет и высотой от 2,0 до 10 м в количестве 13 шт. и кустов различных пород возрастом до 15 лет в количестве -172 шт. Данный вид отходов включает: отходы стволов, сучьев, ветвей и кроны деревьев, подлежащих сносу, без их селективного сбора.
1) Отходы от вырубки елей
V = V общ. ´ N, м 3
V = 1,49 м 3 /шт. ´ 13 шт. = 19,37 м 3
B = V ´ ρ ´ (к 1 ´ m 1 + к 2 ´ m 2), т
B = 19,37 м 3 ´ 0,72 т/м 3 ´ (0,178 ´ 0,57+ 0,822 ´ 0,12)= 2,791 т
Где:
V (м 3) –складочный объем отходов, стволов, сучьев, ветвей и кроны деревьев, подлежащих сносу, без их селективного сбора;
B (т) – масса отходов, стволов, сучьев, ветвей и кроны деревьев, подлежащих сносу, без их селективного сбора;
N (шт.) – количество деревьев высотой от 2,0 до 10 м, подлежащих сносу;
V общ. (м 3 /шт.) – объем отходов, стволов, сучьев, ветвей и кроны одного дерева высотой от 2,0 до 10 м, подлежащего сносу сносу;
к 1 (доли ед.) – доля стволов в общем складочном объеме деревьев, подлежащих сносу;
к 2 (доли ед.) – доля сучьев, ветвей и кроны в общем складочном объеме деревьев, подлежащих сносу;
m 1 (доли ед.) – коэффициент полнодревесности для стволов и отходов от корчевки пней;
M2 (доли ед.) – коэффициент полнодревесности для сучьев, ветвей, и кроны.
2) Отходы от вырубки кустарников
V = V общ. ´ N, м 3
V = 0,15 м 3 /шт. ´ 172 шт. = 25,8 м 3
B = V ´ ρ ´ к 2 ´ m 2 , т
B = 25,8 м 3 ´ 0,72 т/м 3 ´ 0,822 ´ 0,12= 1,832 т
Где:
V (м 3) –складочный объем отходов, сучьев, ветвей и кроны кустов, подлежащих сносу, без их селективного сбора;
B (т) – масса отходов, сучьев, ветвей и кроны кустов, подлежащих сносу, без их селективного сбора;
N (шт.) – количество кустов, подлежащих сносу;
V общ. (м 3 /шт.) – объем отходов, сучьев, ветвей и кроны одного куста, подлежащего сносу сносу;
ρ (т/м 3) — плотность сырой древесины;
к 2 (доли ед.) – доля сучьев, ветвей и кроны в общем складочном объеме кустов, подлежащих сносу;
m 2 (доли ед.) – коэффициент полнодревесности для сучьев, ветвей, и кроны.
Общее количество отходов сучьев, ветвей от лесоразработок составит 45,17 м
3или 4,623 т.
Отходы корчевания пней 00 5)
Данный вид отходов включает отходы от корчевки пней деревьев, подлежащих сносу, без их селективного сбора.
V = V ств.д ´ к 3 ´ N д + V ств.к ´ к 3 ´ N к, м 3
V = 0,304 м 3 /шт. ´ 0,16 ´ 13 шт. + 0,15 м 3 /шт. ´ 0,16 ´ 172 шт. = 4,76 м 3
B = V ´ ρ ´ к 1 ´ m 1 , т
B = 4,76 м 3 ´ 0,72 т/м 3 ´ 0,57 = 1,953 т
Где:
V (м 3) – складочный объем отходов от корчевки пней деревьев, подлежащих сносу, без их селективного сбора;
B (т) – масса отходов, от корчевки пней деревьев, подлежащих сносу, без их селективного сбора;
N д (шт.) – количество деревьев высотой от 2,0 до 10 м, подлежащих сносу;
N д (шт.) – количество кустов, подлежащих сносу;
V ств.д (м 3 /шт.) – объем ствола одного дерева высотой от 2,0 до 10 м, подлежащего сносу сносу;
V ств.к (м 3 /шт.) – объем ствола одного куста, подлежащего сносу сносу;
ρ (т/м 3) — плотность сырой древесины;
к 1 (доли ед.) – доля отходов от корчевки пней в общем складочном объеме деревьев или кустов, подлежащих сносу;
к 3 (доли ед.) – доля отходов от корчевки пней составляют от объема ствола, подлежащего сносу;
m 1 (доли ед.) – коэффициент полнодревесности для отходов от корчевки пней.
Краткое описание
Согласно акта обследования, сохранения (сноса), пересадки зеленых насаждений и расчета размера их восстановительной стоимости от 26.07.2011 года, дело 197/11 попадают в зону производства работ и подлежат сносу: -деревья – ели (до 20 лет) – 13 шт. — кусты свободно-растущие разных пород (до 15 лет) -172 шт. Согласованный акт УСПХ предоставлен (см. Приложение). Отходы от корчевки пней составляют от объема ствола ~ 16,0%
При организации грузоперевозки леса, плотность дерева является важным показателем при подборе лесовоза и расчета стоимости транспортировки. Это поможет избежать перегруза, что соответственно упасет от штрафа.
На вес м3 древесины особое значение оказывает плотность материала, соответственно, для правильного решения поставленных вопросов необходимо определиться со значением плотности. Различают два вида плотности: объемный вес
(плотность структурированного физического тела) и
удельный вес
(плотность древесинного вещества).
Что влияет на вес?
Порода древесины обеспечивает определенную плотность материала. Этот показатель прямо влияет на вес. Доски из сосны довольно плотные, а поэтому тяжелые. Есть и другие факторы, которые имеют значение.
- Влажность. Дерево может впитывать и удерживать в себе воду даже из воздуха. Влажность будет повышать вес доски. Случается, что пиломатериал имеет естественную влажность или был плохо просушен, неправильно хранился. Все эти факторы сделают его тяжелее. Поэтому даже доски одной породы дерева могут иметь разный фактический вес. Очень влажные доски обычно не используются в строительстве. Они сильно усаживаются и вовсе могут начать гнить.
- Поражение паразитами. Есть вредители, которые селятся внутри дерева и проедают в нем ходы. В результате материал становится более рыхлым, уменьшается плотность, а вместе с ней и вес. Этот факт позволяет сразу отказаться от покупки некачественной сосновой доски. Если куб материала существенно легче, чем должен быть по нормативам, значит, внутри живут паразиты.
- Внутренние дефекты. Этот фактор чем-то схож с предыдущим. При этом дефекты могут быть естественными или приобретенными в результате неправильной обработки пиломатериала. Итог плачевный: снижается плотность древесных волокон. От этого пиломатериал становится легче.
Таким образом, вес доски из сосны зависит от ее влажности и качества.
Первый фактор изменяемый. Слишком влажный пиломатериал можно просушить и использовать по назначению. При этом доска низкого качества не может применяться в строительстве, снижение плотности влияет не только на вес. Такая доска сильно теряет в прочности и надежности, а значит, постройка из нее вряд ли простоит долго.
Плотность древесины – физическое свойство, характеризующее отношение массы сухого материала к его объему. Этот показатель учитывается при перевозке, обработке и применении дерева. Плотность древесины используется при проведении физико-математических расчетов во время сортировки пиломатериалов.
Что такое плотность древесины
Единицей измерения плотности древесины является гм/см3 или кг/м3 (в системе СИ). Этот показатель определяется по формуле: р = mb/Vb. Символ m обозначает массу материала, b – параметр влажности, Vb – объем влажного вещества. Выделяют следующие виды плотности древесины:
- Удельный вес (условная или базисная плотность): характеризует отношение массы сухого древесинного вещества к его объему.
- Объемный вес (средняя плотность): определяет отношение массы структурированного физического тела во влажном состоянии к его объему.
В древесине присутствует большое количество межклеточных пространств, называемых пустотами. Древесинное вещество получается при помощи спрессовывания дерева. В результате пустоты полностью исчезают. Плотность спрессованной древесины меньше удельного веса древесинного вещества. Чем выше величина этого показателя, тем прочнее материал. Древесина с большим удельным весом труднее поддается обработке и не пропитывается антисептиками.
Измерение плотности осуществляется по следующему алгоритму:
- Выдержать измеряемый образец до влажности не менее 11 %.
- Расчет размерных характеристик и веса деревянной заготовки.
- На основе проведенных измерений производится расчет объема древесины. Заготовка увлажняется в дистиллированной воде в течение 3 суток, пока ее толщина не увеличится на 0,1 мм.
- Повторно измеряются размер и вес увлажненной древесины. На основе новых данных производится расчет максимального объема.
- Заготовка высушивается и повторно взвешивается. Масса сухого образца делится на максимальный объем. Результат вычислений будет являться базисной плотностью.
- Повторно измеряется масса сухой заготовки. На основе этих значений вычисляется удельный вес древесины.
Алгоритм вычисления данного показателя указан в ГОСТ 16483.1-84. Проводить измерения рекомендуется на заготовках в форме прямоугольной линзы. Длина основания измеряемого образца должна равняться 20 мм, ширина – 20 мм, высота – 30 мм. Грани заготовки необходимо тщательно обработать перед измерением плотности древесины.
В большинстве стран Европы, вместо плотности древесины, используется показатель прироста. Он характеризует среднюю толщину слоев роста. Этот параметр используется при расчете величины изменения объема дерева в течение некоторого промежутка времени. Главным преимущества параметра прироста является легкость расчета, что позволит снизить затраты на проведение математических измерений. Согласно мнению профессиональных специалистов, этот параметр не характеризует физические свойства древесины. Поэтому он не связан с плотностью вещества. В Российской Федерации показатель прироста используется центрами по экспертизе и стандартизации лесоматериалов.
Взаимосвязь с другими параметрами
Плотность древесины связана со следующими физическими свойствами дерева:
- Пористость: структура деревянных брусков имеет неоднородную структуру и состоит из большого количества пор. Чем больше пустых пространств в составе деревянной заготовки, тем меньше плотность ее материала.
- Вес: чем больше вес бруска, тем больше его масса. Этот показатель напрямую связан с плотностью вещества. Чем тяжелее пиломатериалы, тем они более плотные.
- Влажность: чем больше жидкости содержится в деревянном бруске, тем выше отношение массы материала к его объему. Этот показатель зависит от температуры окружающей среды и автоматически снижается при сушке дерева. При испарении влаги возможна механическая деформация деревянной заготовки.
- Абсорбция: это свойство характеризует способность дерева поглощать влагу. Чем выше впитывающая способность материала, тем выше его плотность. Если древесина поглощает большое количество жидкости, то на поверхности бруска будет присутствовать малое число пор. Степень абсорбции выше на поперечном срезе бруска, где основные поры не закрыты.
- Теплопроводность: характеризует способность вещества проводить тепловую энергию. Материалы с небольшой плотностью проводят тепло с меньшей интенсивностью. Это обусловлено большим количеством пор, заполненных кислородом. Они изолируют поверхность дерева от воздействия тепла. В результате материал нагревается в течение длительного промежутка времени. По этой причине в помещениях, где осуществляется термообработка материалов, используют пиломатериалы с высокой прочностью.
- Горючесть: чем меньше отношение массы древесины к объему, тем быстрее она воспламеняется. Это связано с большим количеством пор, заполненных жидкостью. Мягкие породы древесины горят с наибольшей интенсивностью.
- Прочность: при низкой плотности материал приобретает устойчивость к физическим деформациям. Крепкие бруски быстро раскалываются и изменяют свою форму при соударениях с инородными предметами.
- Биологические факторы: пиломатериалы с высокой плотностью материала не поддаются гниению. Это обусловлено большим количеством пор, поглощающих влагу. При выдержке материала в дистиллированной воде можно улучшить его устойчивость к воздействию биологических факторов.
Одним из главных свойств, связанных с плотностью, является твердость древесины. Она характеризует способность дерева выдерживать сильные нагрузки. Чем больше объемный вес деревянного бруска, тем больше его твердость. Мягкие породы имеют высокую теплопроводность и не подвергаются механическим деформациям. Твердая древесина воспламеняется с меньшей интенсивностью.
Твердость определяется тестом по Бринеллю. Для осуществления расчетов требуется металлический шарик диаметром 1 мм. Он вдавливается в поверхность деревянной заготовки. Проделанное отверстие измеряется при помощи линеек и штангенциркулей. Глубина измеряемой лунки является коэффициентом Бринелля, использующимся для оценки твердости материала.
При самостоятельном определении коэффициента Бринелля могут возникнуть погрешности, что приведет к неточности измерении. Поэтому для оценки устойчивости материала применяется таблица твердости разных пород древесины:
Разновидность древесины | Коэффициент Бринелля | Особенности материала и область применения |
Акация | 7,1 кгс/мм² | Произрастает в Северной Америке. Используется для изготовления паркета и мебели. |
Бук | 3,8 кгс/мм² | Растет на территории Европы, Западной Азии, Северной и Южной Америки. Бук обладает мягкой фактурой легко обрабатывается режущими инструментами. |
Бамбук | 4,7 кгс/мм² | Растет в Юго-Восточной Азии. Устойчив к высоким перепадам температур, эффективно впитывает влагу. Используется в медицине. |
Берёза | 3,3 кгс/мм² | Произрастает в Европе. Имеет низкую устойчивость к воздействию высоких температур. Применяется при производстве элементов декора. |
Вишня | 3,6 кгс/мм² | Растет в Европе, Азии и Северной Америке. Имеет ровноволокнистую структуру и легко поддается обработке. |
Граб | 3,5 кгс/мм² | Произрастает на юге России. Обладает скрученными волокнами и высокой прочностью. |
Дуб | 3,8 кгс/мм² | Растет в Европе и Северной Америке. Устойчив к механическим деформациям, имеет долгий срок эксплуатации. Используется при изготовлении дощатых полов. |
Ель | 1,3 кгс/мм² | Произрастает на территории Европы и Северной Америки. Отличается неоднородностью цвета и низкой степенью абсорбции. Применяется в строительном секторе. |
Клён | 4,8 кгс/мм² | Произрастает в Северной Америке и Европе. Склонен к образованию трещин. Применяется при изготовлении мебели. |
Орех грецкий | 5 кгс/мм² | Произрастает на территории Южной Европы, Средней Азии и Ближнего Востока. Отличается высокой влажностью и прочностью структуры. Применяется в медицине. |
Ольха | 3,0 кгс/мм² | Растет в Западной Азии. Европе и Северной Африке. Имеет тонкую структуру и поддается деформации. Применяется при производстве паркета. |
Сосна | 1,6 кгс/мм² | Растет в Европе, Северной Америке и Азии. Имеет низкую теплопроводность и не воспламеняется. По этой причине данный материал активно используется при строении помещений, где проводится термическая обработка. |
Ясень | 4,1 кгс/мм² | Произрастает в Европе. Эластичен, легко поддается механической обработке. Используется для изготовления спортивных снарядов. |
Таблица твердости используется на промышленных предприятиях. Она позволяет работникам выбрать оптимальные материалы для проведения физико-математических измерений.
Зависимость от влажности
Влажность древесины является одним из главным параметров, влияющих на плотность этого материала. При наличии большого количества влаги повышается вес бруска. В результате масса заготовки увеличивается. Поэтому плотность дерева, где отсутствует влага, ниже. Влажные образцы имеют высокую прочность и твердость.
Выделяют 3 основных категории древесины по влажности:
- Абсолютно сухая: значение влажности составляет менее 25 %.
- Воздушно-сухая (полусухая): влажность составляет от 25 до 35 %.
- Сырая: значение влажности составляет свыше 35 %.
Влажность свежесрубленной древесины составляет не менее 50 %. Поэтому сырье подвергается естественной сушке под навесом. Эта процедура позволяет снизить количество влаги до 25 %. Для дальнейшего снижения этого показателя требуется поместить дерево в сушильные камеры. Измерение можно проводить при влажности не более 12 %.
Измерение показателя твердости
Для определения твердости используются 3 основных метода:
- По коэффициенту Бринелля: в поверхность бревна или бруска вбивается шарик из металлических материалов. Диаметр вставляемого предмета составляет не более 1 см. Степень нагрузки на шарик определяется по следующей формуле: F = K × D2. K – отношение массы материала к его объему, D – диаметр шарика. Глубина полученного отверстия измеряется. Для определения твердости нужно разделить длину образованной лунки и степень нагрузки на шарик.
- По шкале Янка: в поверхность бревна или бруска вбивается стальной шарик с диаметром 11,3 см. После этого рассчитывается сила, с которой предмет был вдавлен в поверхность древесины. Важно, чтобы шарик углубился в заготовку на 50 % своего диаметра.
- По шкале Роквелла: в поверхность дерева вбивается индентор, представляющий собой алмазный конус. Измеряется глубина проделанного отверстия. Полученный результат сравнивается с табличными значениями. Оценка твердости осуществляется при помощи единицы измерения HR, равной 0,0002 мм.
Основные методы расчета показателя твердости описаны в ГОСТ 16483.17-81. В справочных материалах величина этого показателя указывается в 1 кгс/мм2 = 9,81 Н/мм2.
Классификация пород деревьев по плотности
Выделяют следующие разновидности древесины по показателю плотности:
- Породы с малой плотностью: от 1 до 540 кг/м3.
- Породы со средней плотностью: от 541 до 740 кг/м3.
- Породы с высокой плотностью: от 750 кг/м3.
Самое большое количество деревьев с плотной древесины растет на территории Европы, Северной и Южной Америки. Наивысшей плотностью обладает бакаут (до 1300 кг/м3). Самые плотные породы древесины указаны в Государственной системе справочных данных, контролируемой Госстандартом Российской Федерации.
Табличные значения плотности древесины
В следующей таблице представлена плотность различных пород древесины:
Таблица плотности древесины | |
Наименование дерева | Плотность кг/м3 |
Акация | 830 |
Бамбук | 870 |
Берёза | 540-700 |
Бук | 650-700 |
Вишня американская | 490-670 |
Вяз | 670-710 |
Граб | 500-820 |
Дуб | 600-930 |
Ель | 400-500 |
Кедр | 580-770 |
Липа | 320-560 |
Лиственница | 950-1020 |
Ольха | 380-640 |
Орех грецкий | 500-650 |
Сосна | 400-500 |
Эвкалипт | 690-1110 |
Ясень | 660-700 |
Бальса (Бальза) | 120-160 |
Пихта сибирская | 390-430 |
Секвойя | 410 |
Тополь | 400-500 |
Ива | 460 |
Сосна | 450-500 |
Красное дерево | 540 |
Конский каштан | 560 |
Каштан съедобный | 590 |
Кипарис | 600 |
Черемуха | 610 |
Сапелли | 620 |
Лещина | 630 |
Клен полевой | 670 |
Тиковое дерево | 670 |
Груша | 690 |
Афрормозия | 700 |
Свитения (махагони) | 700 |
Платан | 700 |
Жостер (крушина) | 710 |
Падук | 750 |
Тисс | 750 |
Дуссия | 800 |
Кемпас | 800 |
Слива | 800 |
Сирень | 800 |
Боярышник | 800 |
Палисандр | 800-1000 |
Пекан (кария) | 830 |
Ярра | 830 |
Мербау | 840 |
Ятоба (мареил) | 840 |
Керуинг | 850 |
Кулахи | 850 |
Мутения | 850 |
Венге | 900 |
Лапачо | 900 |
Олива | 900 |
Сандаловое дерево | 900 |
Панга-панга | 950 |
Самшит | 960 |
Лим | 970 |
Сукупира | 1 000 |
Кумару | 1 100 |
Эбеновое дерево (Хурма) | 1 080 |
Черное дерево | 1 160 |
Квебрахо | 1 210 |
Гваякум или бакаут | 1 280 |
Наименьшей плотностью обладают хвойные породы деревьев. Наибольшее отношение массы к объему наблюдается твердых лиственных и тропических деревьев. Это обусловлено климатическими условиями. Хвойные деревья произрастают в лесных зонах и тундрах, где наблюдается недостаток влаги. По этой причине масса у них ниже, чем у тропических или лиственных пород. На плотность этих пиломатериалов могут оказывать влияние следующие факторы:
- Коробление – искажение формы дерева в результате внутренних напряжений.
- Наличие масел и смол в структуре древесины.
- Мягкость фактуры.
Плотность свежесрубленных хвойных деревьев составляет не более 850 кг/м³. Для твердых твёрдых лиственных пород значение этого показателя составляет 1000 кг/м³. Плотность клееной древесины равна плотности неклееной. Значение этого показателя для фанеры равен отношению массы древесных шпонов к его объему.