Что такое плотность древесины – Таблица значений: отношение массы к обьему

Что такое плотность древесины?

Плотность древесины – это отношение массы древесины к объему древесины. То есть плотность определяется массой древесного материала в единице его объема.

Плотность выражается в кг/м³

Для строительства обычно требуется значение плотности древесины для расчета массы (веса) древесины.

Плотность древесины напрямую зависит от ее влажности. Чем выше влажность, тем выше значение плотности.

Плотность, как и все другие показатели физико-механических свойств древесины, определяют при влажности 12 %. При определении плотности древесного вещества его массу определяют взвешиванием и вычисляют объем по разности между объемом образца древесины и объемом жидкости, заполняющей пустоты этого образца.

Существует очень тесная связь между плотностью древесины и прочностью. Плотная (более тяжелая) древесина обычно более прочная.

По плотности древесину влажностью 12% все породы можно разделить на три группы:

• Низкая плотность (до 540 кг/м³) – ель, сосна, тополь, бальза, пихта, кедр, можжевельник, осина, ива, липа, ольха, каштан.
• Средняя плотность (540,740 кг/м³) – лиственница, береза, бук, дуб, клен, ясень, орех, рябина, яблоня, груша, вяз, лещина.
• Высокая плотность (>750 кг/м³) – акация, граб, береза ​​железистая, дуб, ясень, келлин, самшит, фисташка.

Отметим, что почти все хвойные леса имеют низкую плотность, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны.

Плотность, как и все другие показатели физико-механических свойств древесины, определяют при влажности 12 %. При определении плотности древесного вещества его массу определяют взвешиванием и вычисляют объем по разности между объемом образца древесины и объемом жидкости, заполняющей пустоты этого образца.

Существует очень тесная связь между плотностью древесины и прочностью. Плотная (более тяжелая) древесина обычно более прочная

По плотности древесину влажностью 12% все породы можно разделить на три группы:

• Низкая плотность (до 540 кг/м³) – ель, сосна, тополь, бальза, пихта, кедр, можжевельник, осина, ива, липа, ольха, каштан.
• Средней плотности (540…740 кг/м³) – лиственница, береза, бук, дуб, клен, ясень, орех, рябина, яблоня, груша, вяз, лещина.
• Высокая плотность (>750 кг/м³) – акация, граб, береза ​​железистая, дуб, ясень, келлин, самшит, фисташка.

Отметим, что почти все хвойные леса имеют низкую плотность, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны

Удельный вес деревянных столов ГОСТ 10704 91

Одним из важнейших факторов при организации перевозки древесины является плотность древесины. Это важный показатель при расчете транспортных расходов и выборе лесовоза.

Вес дерева конкретный и объемный. Удельный вес – масса единицы объема древесины без учета породы, влажности и других факторов – составляет 1540 кг/м 3 . Объемный вес – масса единицы объема древесины с учетом влаги и семян. Определить плотность дерева можно исходя из его объемного веса. Разные породы деревьев имеют разную плотность. Кроме того, плотность деревьев одного вида сильно различается в зависимости от географического положения и типа леса.

По мере увеличения влажности древесины ее плотность увеличивается. Например, сосна при влажности 15 % имеет плотность 0,51 т/м 3 , а при влажности 70 % — 0,72 т/м 3 . В зависимости от влажности древесина классифицируется следующим образом: абсолютно сухая (влажность -0 %, только лабораторные условия), высушенная в помещении (влажность до 10 %), воздушно-сухая (влажность -15-20 %), свежесрубленная ( влажность 50-100%), влажная (100% и более, при хранении древесины в воде).

Физические свойства древесины и древесинного вещества

Это немного отличается в зависимости от того, как вы определяете значение d. По данным разных авторов, d колеблется от 1,499 до 1,564, в среднем 1,54. Плотность древесины определяется по формуле: mw – масса образца древесины при влажности W, кг. Vw – влажность W, объем древесины в м3.

Для экспериментального определения плотности древесины используют образцы в виде прямоугольных призм с основанием 20×20 мм и высотой (по волокнам) 30 мм. Массу образца можно определить только путем его взвешивания на весах. Взвешивание производят на весах с точностью до 0,001 г, объем образца можно определить двумя способами: тремя линейными измерениями (ширина, толщина, высота) и специальным прибором – объемным. Кроме того, следует установить влажность образца во время испытания и, возможно, объемный коэффициент набухания. Для этого образец необходимо полностью высушить в печи и определить его массу (и, возможно, объем).

Для определения объема по первому способу измеряют ширину и толщину образца в центре высоты, а высоту измеряют от центра к центру на основании. Измерения производят измерительными приборами (микрометрами, штангенциркулем, индикаторами часового типа и др.) с точностью до 0,01 мм. Объем пробы равен произведению трех полученных значений, выраженных в долях кубических метров. Понятно, что точность определения объема образца с помощью описанного метода зависит от осторожности при изготовлении образца и может быть снижена, если образец имеет форму, отличную от прямоугольной. При использовании мерного прибора форма образца может быть любой, так как прибор основан на измерении объема не смачивающей древесной жидкости после замачивания образца. Объем пробы рассчитывается с точностью до 0,01 см3 по следующей формуле: где n — цена одного деления круговой шкалы держателя.

Подставив полученные значения mw и Vw в формулу, плотность рассчитывают с точностью до 1 кг/м3. Плотность сильно зависит от влажности древесины. В справочных материалах обычно приводятся данные о плотности древесины при 15% влажности (стр.15). В расчет могут быть включены значения плотности полностью высушенной древесины. Часто приходится работать с данными о плотности и других значениях влажности. Эти показатели могут быть непосредственно определены экспериментально по массе и объему образца, соответствующих определенной влажности.

Однако часто мы определяем плотность при любой влажности ниже или выше предела влагопоглощения, а затем по формуле пересчета получаем сначала значение p15, а затем искомое значение плотности при заданной влажности, достаточно просто получить его. Если в момент испытаний влажность образца колебалась от нуля до предела гигроскопичности (то есть до 30 %), то найденное значение плотности можно использовать для расчета плотности при 15 % влажности. Используйте формулу:

Где р15 – плотность древесины при влажности 15 %. pw – плотность древесины на момент испытаний. W – влажность образца, варьируется от 0 до 30 %. Кр.об — объемный коэффициент набухания, %.

Если точное фактическое значение коэффициента набухания при испытаниях не определяется, используется формула. Если влажность древесины при испытании превышает 30 %, переводят найденную плотность в р15 по следующей формуле: Для древесины акации, березы, бука, граба и лиственницы

Для других пород дерева:

Для многих расчетов очень полезно иметь свойство плотности древесины, не зависящее от ее влажности, т. е. условную плотность древесины. Условная плотность древесины определяется по формуле:

Где mo – масса полностью высушенного образца древесины, кг. Vmax – объем образца при влажности выше предела влагопоглощения m3.

Экспериментально условную плотность древесины определяют на образцах (20 X20 X 30 мм), выпиленных из заготовок, предварительно выдержанных в воде (до получения максимального объема). Измерьте длину, ширину и толщину каждого образца и определите Vmax по этим данным. Затем высушите образец и установите массу в режим полного высыхания. Подставляя найденное значение в формулу, канал рассчитывается с точностью до 1 кг/м3. Значения условной плотности очень близки к плотности древесины в ее абсолютно сухом состоянии.

Соотношение этих показателей выражается следующей формулой: где Y – общая усадка. Условные плотности для древесины белой акации, березы, бука, граба и лиственницы также можно рассчитать, если известно значение р15, по следующей формуле:

Условная плотность остальных горных пород – по формуле:

Значения плотности для разных пород древесины варьируются в очень широких пределах. Среди наших пород наиболее плотную древесину имеют пихта сибирская (380), ива белая (420) и др., самшит (970), береза ​​железная (980), саксол (1050), фисташковое ядро ​​(1110). Все породы можно разделить на три группы по плотности древесины при 15% влажности.

Породы низкой плотности (плотность ≤ 550); к этой группе хвойных относятся сосна, ель (все виды), пихта (все виды), кедр (все виды), можжевельник обыкновенный, лиственные деревья – тополь (все), липа (все виды). ), ива (все виды), тополь, ольха черная и белая, каштан костяной, орех белый, серый и маньчжурский, бархат амурский.

Породы средней плотности (плотность 560-750); к этой группе относятся породы из хвойных пород лиственницы (все виды) тиса, лиственных пород – березы бородавчатой, пушистой, желтой и черной, бука восточного и европейского, вяза, груши, дуба летнего, восточных , болотный, монгольский, вяз, карагач, клен (все сорта), лещина, грецкий орех, платан, рябина, хурма, яблоня, ясень обыкновенный, маньчжурский.

Плотные породы (плотность 760 и выше): акация белая и песчаная, береза, акация каспийская, глоговина, гикори белая, граб, дзелькова, лист каштана, дуб араксинский, железное дерево, земляничное дерево, кизил, макрула, саксол белый, самшит, фисташка, хмель