Гост 16483.1-84 древесина. метод определения плотности

На что влияет плотность древесины?

Мы уже упомянули, что более плотные породы сложнее обрабатываются, особенно ручными инструментами. Даже металл постепенно сдается после попыток разорвать структурные связи древесных волокон, поэтому режущую кромку приходится так часто затачивать. На это также влияет твердость, которая имеет прямую взаимосвязь с плотностью.

Твердые и плотные породы уместно обрабатывать инструментами с электроприводом (бормашинками, граверами), чтобы значительно ускорить и упростить процесс

Более твердые породы лучше выдерживают нагрузки и сопротивляются повреждениям, однако, как правило, хуже сгибаются и менее упругие.

Твердость определяется разными методами, самые распространенные из которых – это тесты Бринелля, Роквелла, Монин и Янка. Суть их сводится к вдавливанию предмета из металла или других прочных материалов в поверхность доски и высчитыванию коэффициента из размера образовавшейся лунки или силы, которая была приложена для этой манипуляции

Не важно каким из методов определена твердость, главное при сравнении пород ориентироваться на показатели одного и того же тестирования. Впрочем, каноничных значений все равно быть не может, так как невозможно получить абсолютно идентичные по структуре бруски, поэтому всегда есть некоторая погрешность и отличающиеся данные в разных источниках

Также важно понимать, что измерения тангенциального, радиального и торцевого куска дерева дадут разные показатели.

Так выглядит аппарат для проведения теста Янка:

Плотность древесины также влияет на ее способность к впитыванию. Рыхлый и пористый брусок стремительно впитывает влагу из воздуха и разбухает, но зато и лучше принимает защитные масла и пропитки.

Вес древесины (калькулятор)

tehnopost 1.0 V

Калькулятор для расчёта веса дров и древесиныв зависимости от породы дерева+ Кубатурник круглого леса(ГОСТ 2708-75 Лесоматериалы круглые. Таблицы объёмов)

О калькуляторе:

Программа имеет интуитивно понятный интерфейс и проста в использовании
Вычисление веса производится автоматически, после введения величины объёма дров
Удельный вес (плотность) древесины – крайне переменчивая величина, которая может изменяться в широких пределах. Поэтому, окно результатов расчёта показывает сразу три числа: возможный предельно-минимальный, средний и возможный предельно-максимальный вес введённого (указанного) объёма дров или древесины для выбранной породы дерева
Калькулятор работает, как с целыми (без запятой), так и с дробными числами. Ввести число можно в любом дробном формате, вывод результата — с точностью до 0,00. Это потому, что программа создавалась для практической работы в области теплотехники и дровяного отопления
Объём дров или древесины можно задавать, как в кубических метрах, так и в складометрахПеревод плотной меры в складскую и наоборот осуществляется, согласно
Есть возможность указать влажность дров и получить соответствующий результат

Название программы:	tehnopost 1.0 V
Назначение программы:	Расчёт веса дров и древесины в зависимости от породы дерева
Год выпуска:	2014
Версия:	1.0
Операционная система:	All Windows (Все Виндовс)
Платформа:	x86
Язык интерфейса:	только русский
Лицензия:	Free (бесплатно)
Способ установки:	Скачать и пользоваться(портативная версия,работает с любого носителя)
Тип файла:	exe
Размер файла:	495 кБ
	tehnopost1V.exe (cкачиваний: 7308)

АнтивирусПри первом запуске программы, антивирусы типа Аваст длительное время сканируют исполнительный .exe-файл, но это – их проблемы. Вирусов нет и быть не может. Исполнительный .exe-файл проверен на ВирусТотал. Результат проверки файла tehnopost1V.exe на ВирусТотал можно посмотреть здесь или здесь (откроется в новом окне)

Описание программыtehnopost 1.0 V – любительская программа для профессионального расчёта веса дров и древесины в зависимости от породы дерева. В основу программы tehnopost 1.0 V положена работа с , взятая из «Справочника по массам авиационных и других материалов» издательства «МАШИНОСТРОЕНИЕ» Москва 1975г. Таблица была дополнена и откорректирована на основании работы автора: Коломинова М.В., Методические указания для студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело», Ухта УГТУ 2010г

Таблица плотности (удельного веса) древесины,в зависимости от породы дерева

Породадерева	Плотность(удельный вес)(кг/м3)	Отклоненияплотности(кг/м3)
Акация	670	580-850
Бакаут	1250	1170-1390
Бальса	120	120-160
Бамбук	400	395-405
Берёза	650	510-770
Бук	680	620-820
Верба	450	420-500
Вяз	660	560-820
Граб	760	740-795
Груша	650	610-730
Дуб	810	690-1030
Ель	450	370-750
Ива	490	460-590
Каштан	650	600-720
Кедр	570	560-580
Клён	650	530-810
Кр. Дерево	800	560-1060
Липа	510	440-800
Лиственница	635	540-665
Ольха	500	470-580
Орех грецкий	560	490-590
Орех лесной	430	420-450
Осина	470	460-550
Пихта	410	350-600
Рябина (дер.)	730	690-890
Сосна	520	310-760
Тополь	400	390-590
Эбеновое дер.	1260	1260
Яблоня	720	660-840
Ясень	750	520-950

Прим. В таблице указана плотность древесины при влажности 12%

Плотность дерева в строительстве и дизайне

Плотность дерева — важная характеристика, которая имеет большое значение как в строительстве, так и в дизайне интерьера и экстерьера. Эта характеристика оказывает влияние на выбор материала, его прочность, структурные свойства и визуальный эффект. Вот как плотность дерева влияет на эти области:

Строительство

Прочность и надежность: Древесные породы с высокой плотностью, такие как дуб, бук или ясень, обеспечивают более прочные конструкции. Они способны выдерживать большие нагрузки и долгое время служить без деформаций или повреждений.
Устойчивость к влаге и насекомым: Некоторые древесные породы с высокой плотностью обладают улучшенной устойчивостью к воздействию влаги и насекомых. Это делает их подходящими для строительства наружных конструкций, таких как деревянные фасады или террасы.
Звукоизоляция: Плотные породы обладают хорошей звукоизоляцией, что делает их привлекательными для использования во внутренних перегородках и полах, где важна уменьшение звуковой передачи.
Дизайн интерьера и экстерьера
Эстетика: Плотные породы обычно имеют более насыщенный и глубокий цвет, что делает их привлекательными для дизайна интерьера и экстерьера. Они могут добавить теплоты и текстуры в пространство.
Декоративные элементы: Плотные породы позволяют создавать сложные декоративные элементы, такие как резные узоры или складки. Они сохраняют свою форму и детали даже при сложной обработке.
Совместимость с другими материалами: Плотные породы дерева могут хорошо сочетаться с другими материалами, такими как металл, стекло или камень. Это позволяет создавать интересные и гармоничные дизайнерские решения.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Плотность ( ρ_W ) каждого образца при влажности W в момент испытания вычисляют в килограммах на кубический метр или в граммах на кубический сантиметр по формуле

где m _W — масса образца при влажности W , кг (г);

a_W , b_W , l_W — размеры образца при влажности W , м (см);

V_W — объем образца при влажности W , м 3 (см 3 ).

Результат вычисляют и округляют до 5 кг/м 3 (0,005 г/см 3 ).

4.1.1. Плотность каждого образца с нормализованной влажностью при необходимости пересчитывают на влажность 12 % по формуле

где K — коэффициент объемного разбухания.

Для ориентировочных расчетов коэффициент K может быть принят равным 0,85·10 -3 ρ_W при измерении плотности в килограммах на кубический метр и 0,85 ρ_W при измерении в граммах на кубический сантиметр.

4.1.2. Плотность каждого образца с влажностью, отличающейся от нормализованной, пересчитывают на влажность 12 % по формуле

где

Коэффициент пересчета (

для древесины белой акации, бука, граба и лиственницы

где W — влажность образца в момент испытания, %.

Результат вычисляют и округляют до 5 кг/м 3 (0,005 г/см 3 ).

белая акация, береза, бук, граб и лиственница

Схожесть бука и березы

Березовая доска ценится за внешний вид. Считается, что это дерево не содержит ядра, поэтому древесина состоит только из заболони и имеет равномерный желто-белый или розоватый оттенок. Ее ценят за извилистые волокна, которые создают красивую текстуру, поэтому используют березу как декоративный материал. Значения плотности бука и березы очень близки между собой. У последней показатель составляет 650 кг/м3, что позволяет применять ее для изготовления мебели. Она также хорошо поддается обработке, но при этом, опять же, следует учитывать повышенную влажность.

Изделия, находящиеся на улице, быстро покрываются плесенью и гниют. Кроме того, материал подвергается усыханию до 8 %. Особенно ценится березовая фанера. Домашние мастера изготавливают из нее полки, резные подставки и легкую мебель. Немалое значение имеет высокая теплопроводность дерева и выделение большого количества тепла при сгорании.

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

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

При этом удастся не переплачивать как за само дерево, так и за его транспортировку, разгрузку или обработку.

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.

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.

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.

Факторы, влияющие на плотность дерева

Плотность дерева — это характеристика, которая может изменяться под воздействием различных факторов.

Вид дерева

Разные виды деревьев имеют разную плотность. Например, хвойные деревья обычно имеют более высокую плотность, чем лиственные, из-за различий в структуре древесины и количестве смолы.

Возраст дерева

Плотность дерева может изменяться с возрастом. Молодые деревья обычно имеют более низкую плотность из-за более низкой плотности древесины и большего содержания влаги.

Условия роста

Качество почвы, доступность воды, климатические условия и другие факторы окружающей среды могут сильно влиять на плотность дерева. Деревья, растущие в более суровых условиях, могут иметь более плотную древесину.

Плотность посадки

Плотность посадки деревьев на данной площади также может влиять на их плотность. Деревья, выращенные в условиях высокой конкуренции за ресурсы, могут иметь более плотную структуру.

Генетика

Генетические особенности деревьев играют роль в определении плотности и структуры их древесины. Разные сорта одного вида могут иметь различную плотность из-за генетических различий.

Уход за деревьями

Уровень ухода за деревьями, включая подкормки, обрезки и защиту от вредителей, также может влиять на их плотность. Хороший уход может способствовать формированию более плотной древесины.

Годовые кольца

Годовые кольца дерева представляют собой слои роста, которые могут иметь разную плотность в зависимости от условий роста в определенные периоды времени. Эти колебания могут влиять на среднюю плотность древесины.

Все эти факторы взаимодействуют и могут приводить к значительным изменениям в плотности древесины.

название	год	авторы	номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛАВНЫХ НОРМАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ	1992	Белявский Ю.Г. Пискарев В.К. Удалов А.Е.	RU2029084C1
Устройство для измерения скоростей распространения упругих волн и плотности твердых тел	1990		SU1776791A1
СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ВЯЗКОСТИ ПО МУНИ ПОЛИМЕРОВ	2006	Битюков Виталий Ксенофонтович Тихомиров Сергей Германович Хвостов Анатолий Анатольевич Хаустов Игорь Анатольевич Баранкевич Артем Алексеевич Зайчиков Максим Александрович	RU2319956C2
СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИСПЫТАНИЯ ГОДИЧНЫХ СЛОЕВ РАСТУЩЕГО ДЕРЕВА И ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ	2003	Герасимов С.В. Мазуркин П.М.	RU2242866C2
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛА ЛИСТОВОГО ПРОКАТА	2002	Паврос А.С. Паврос С.К. Щукин А.В.	RU2224249C2
СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ПРИ РАЗРЫВЕ ПОЛИМЕРОВ	2006	Битюков Виталий Ксенофонтович Тихомиров Сергей Германович Хвостов Анатолий Анатольевич Баранкевич Артем Алексеевич Зайчиков Максим Александрович	RU2319957C2
Способ выделения границ пропластков в цилиндрическом законсервированном керне	1981	Поляков Евгений Евгеньевич Каргова Наталия Федоровна	SU1022100A1
СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИСПЫТАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ	2005	Мазуркин Петр Матвеевич Ефимов Александр Анатольевич	RU2284032C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛАВНЫХ НОРМАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД	1994	Белявский Ю.Г. Удалов А.Е.	RU2064579C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ	2007		RU2329354C1

Стандарты ольховой древесины по Госту

Сорт ольховой, уже находящейся в процессе заготовки древесины определяется несколькими параметрами. Это гладкость ствола, количество сучков и определенных пороков развития, к самым главным из которых относят трещины, искривления ствола.

Сорт ольховой, заготовленной древесины во многом зависит и от того, где произрастает заготавливаемое дерево, и соблюдаются ли все условия стандартной обработки дерева в процессе изготовления из него пиломатериалов.

Цена на ольховую древесину и пиломатериал из нее оценивается специалистами на 4 балла. Стоимость этой древесины позволяет получать из нее экономически выгодные изделия, используемые в разных сферах жизни человека.

Заготовка, сушка и лекарственные свойства ольхи:

Преимущества использования мензурки с водой

Простота и доступность. Для проведения измерений с использованием мензурки с водой не требуется специальное оборудование или сложные приборы. Методика может быть применена практически в любых условиях и не требует больших затрат.

Высокая точность результатов. Мензурка с водой позволяет получить достоверные и точные значения плотности древесины

Это особенно важно при проведении научных исследований или когда требуется точная оценка качества древесины.

Быстрота измерений. Процесс измерения плотности древесины с помощью мензурки с водой занимает немного времени и не требует особых навыков или подготовки

Результаты могут быть получены оперативно.

Возможность массовых измерений. Мензурка с водой может быть использована для проведения измерений на большом объеме древесины. Это особенно удобно для лесозаготовительных компаний или организаций, занимающихся производством и переработкой древесины.

Минимальные финансовые затраты. Для использования методики с мензуркой с водой не требуется значительных финансовых вложений. Измерительные инструменты доступны и недороги, а также не требуют сложного технического обслуживания.

Использование методики с мензуркой с водой является эффективным и надежным способом определения плотности древесины, который позволяет получить точные результаты при минимальных затратах времени и ресурсов.

Как определяется плотность

Из всего сказанного можно сделать вывод, что дерево имеет переменную плотность. На этот параметр влияют разные факторы, но основным является влажность. Большое количество пустот снижает плотность, но если они заполнены влагой, плотность, вычисленная стандартным способом, значительно повышается. Проще говоря, влажная древесина обладает большей плотностью, чем сухая.

Влажность древесины определяется специальным прибором – влагомеромИсточник amazon.com

По степени влажности древесину подразделяют на 3 категории.

Сырая – с содержанием влаги более 35 %.
Полусухая или воздушно-сухая имеет влажность 25-35 %.
Сухая – менее 25 %.

К первой категории относится свежесрубленная древесина, ко второй – пролежавшая на открытом воздухе определенное время и потерявшая часть древесных соков. Чтобы получить сухую древесину, её нужно длительное время выдерживать под навесом.

Но определять плотность принято для материалов, практически полностью лишенных естественной влаги: влажность не должна превышать 12 %. Чтобы этого добиться, дерево сушат в специальных сушильных камерах.

Во всех справочниках указана конкретная плотность древесины, таблица, в которой этот параметр указан для разных пород, перед вами:

Значения плотности разных древесных породИсточник okrovlenadom.ru

Как видите, никакого разброса значений, меняющихся в зависимости от влажности. По умолчанию эти цифры верны для образцов с влажностью 12 %.

Влияние влажности на плотность древесины

Влияние влажности на плотность древесины
Эффект на плотность
Пояснение и последствия
Увеличение влажности
Плотность уменьшается
Древесина впитывает влагу, становится менее плотной
Снижение влажности
Плотность увеличивается
Древесина теряет влагу, становится более плотной
Изменение межслоевых связей
Влага разрушает межслоевые связи
Может привести к деформации, трещинам и слабости
Воздействие на механические свойства
Влажность снижает прочность и жесткость
Увеличение влажности ухудшает механические свойства
Зависимость от породы древесины
Различные породы реагируют по-разному
Некоторые породы менее подвержены изменениям
Влияние на обработку и использование
Влажность влияет на работу с древесиной
Важно учитывать при обработке и конструкции

Влажность влияет на структуру и свойства древесины, что имеет значительное значение при использовании древесины в различных проектах.

Модуль упругости древесины

В наше время во всём мире возводятся здания и сооружения с применением деревянных клееных конструкций, имеющие пролеты от 20 до 120 м! При расчете таких конструкций (определении внутренних усилий от действия внешних нагрузок и воздействий) в обязательном порядке учитывается их деформированное состояние. Как правило, расчеты выполняются с использованием программных комплексов, где одной из многих исходных данных является величина модуля упругости древесины. В зависимости от величины модуля упругости можно получать различные значения внутренних усилий в сжатых и сжато-изгибаемых элементах деревянных конструкций и, как следствие, размеры поперечных сечений. Обоснованный выбор величины модуля упругости древесины является одной из важных задач при проектировании деревянных конструкций, который усугубляется еще и такими ее свойствами, как анизотропия и ползучесть.

В СНиП II-В.4–71 величина модуля упругости древесины вдоль волокон для конструкций, защищенных от нагрева при относительной влажности окружающего воздуха W≤75% и находящихся под действием постоянной и временной нагрузок, принималась равной Еk,0 = 10000 МПа. Такое ее значение применялось в расчетах деревянных конструкций по предельным состояниям второй группы. Что же касалось расчета на устойчивость, то здесь использовался безразмерный параметр в виде отношения кратковременного модуля упругости к временному сопротивлению сжатию.

В нормах поновее (СНиП II–25–80 §5.6) при расчете деревянных конструкций по предельным состояниям второй группы, как и в предыдущих нормах, было принято Еk,0 = 10000 МПа, и это значение умножается на коэффициенты mв (условия эксплуатации), mт (температура воздуха) и mд (% нагрузок). В расчетах элементов на прочность по деформированной схеме и на устойчивость было сделано допущение, что отношение Е/Rc = 300 и, таким образом, зависит от породы и сорта древесины, а так же и от влажности материала (mв), длительности действия нагрузки (mд), температуры (mт), размеров сечения элементов. То есть в расчетах по деформированной схеме модуль упругости определяется из выражения Е1 = 300 Rc, где Rc – расчетное сопротивление сжатию древесины вдоль волокон.

В этом случае при значениях расчетного сопротивления древесины сосны и ели первого сорта Rc = 14–16 МПа модуль упругости Е1 = 4200–4800 МПа.

Практика эксплуатации деревянных конструкций показывает, что использование кратковременного модуля упругости древесины, равного Ек = 10000 МПа, в условиях длительной эксплуатации приводит к занижению расчетных прогибов конструкций. И наоборот, заниженное значение модуля упругости в расчетах по деформированной схеме приводит к неоправданно завышенным сечениям деревянных элементов.

Плотность как характеристика древесины

Из школьной программы по физике мы знаем, что плотностью называют отношение массы вещества или тела к занимаемому им объему.

Формула для вычисления плотностиИсточник works.doklad.ru

Если говорить про дерево, то логично предположить, как вычислить его плотность: нужно взять деревянный брусок (его объем рассчитать проще всего), взвесить его и подставить полученные значения в формулу.

Но если вы возьмете второй брусок такого же размера и из той же породы дерева, и повторите вычисления, результат может оказаться иным. И тому есть объяснение. Даже несколько.

Если посмотреть на срез дерева в микроскоп, можно увидеть, что его структура очень неоднородна. Древесные волокна разделены множеством пустот, размеры которых отличаются на разных участках от сердцевины к коре. Поэтому у брусков, вырезанных из разных частей ствола, плотность дерева в кг/м³ будет разной.

По пустотам в древесине разносятся питательные вещества и вода, всасываемые корнями из земли. Если дерево росло у реки или болота, эти каналы будут больше заполнены влагой, чем у такого же дерева, росшего в степи. Соответственно, его масса и плотность будут выше.

Количество жидкости в тканях живого дерева может превышать 50% от его массыИсточник wpcdn.pl

У разных пород плотность также отличается. Если древесные волокна сильно сжаты, количество твердого вещества на единицу объема будет выше, чем у более рыхлых пород. Хвойные деревья, за исключением некоторых пород, обладают плотностью меньшей, чем лиственные. Например, плотность сосны в кг/м³ почти в 1,5 раза ниже плотности дуба или ясеня.

Высокоплотной также является древесина большинства тропических деревьев. Во многом это объясняется климатическими условиями произрастания, количеством влаги и питательных веществ в почве.

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

Массу образцов определяют с погрешностью не более 0,01 г. Для пересчета плотности при влажности в момент испытания к плотности при влажности 12 % массу образцов определяют в бюксах с погрешностью не более 0,001 г. Размеры поперечного сечения и длину измеряют с погрешностью не более 0,1 мм по осям симметрии образцов. Допускается определять объем образцов другим способом с погрешностью не более 0,01 см 3 .

Влажность образцов определяют по ГОСТ 16483.7. Пробой на влажность является весь образец.

При определении парциальной плотности влажность образцов должна быть меньше предела насыщения клеточных стенок. Массу и размеры образцов определяют по п. 3.1. Образцы высушивают до постоянной массы по ГОСТ 16483.7 и охлаждают в эксикаторе. Повторно определяют массу и размеры образцов по п. 3.1.

3.3. Определение базисной плотности

Влажность образцов должна быть больше предела насыщения клеточных стенок. Допускается вымачивать образцы в воде при комнатной температуре до прекращения изменения размеров. После измерения размеров образцов по п. 3.1 образцы высушивают согласно п. 3.2 и взвешивают по п. 3.1.

Преимущества бруса из сосны

Чаще всего при выборе древесины для строительства останавливаются на сосне, так как она широко распространена практически в любом регионе, обладает прекрасными характеристиками и отличается низкой стоимостью.

Преимущества соснового бруса:

Изготавливается различной толщины. Чем толще брус, тем выше теплоизоляционные свойства конструкции.
В доме из соснового бруса тепло может сохраняться более 15 часов.
Брус как наиболее плотная часть бревна практически не подвержен растрескиванию.
Если материал высушен с соблюдением всех норм, он не будет меняться в размерах, давать усадку.
Очень прочный и легкий в обработке материал. С помощью него можно быстро проводить все работы.
Натуральный, экологически чистый материал, безвреден для человека и животных.
Не подвергается деформации при условии правильной сушки и правильного распила.
Устойчив к процессам гниения.
Всегда проходит обработку против огнеопасности.
Материал дышит, вследствие этого в доме всегда сохраняется комфортный микроклимат.
Долгий срок службы.
Красивый, естественный внешний вид.

Благодаря своим многочисленным достоинствам применяется не только в строительстве, но и для производства мебели.

Наиболее часто используемыми размерами являются:

5х5 см — чаще всего применяется для отделочных работ.
10х10 см — применяется для возведения стен, строительства беседок, мансард, лестниц.
20х20 см — применяется при строительстве крыш или полов в частных домах.

Интерпретация полученных результатов

Полученные результаты позволяют определить плотность древесины с помощью 1 мензурки с водой. Процедура измерения плотности древесины с использованием данной методики включает несколько этапов:

Определение объема древесины: для этого необходимо закрепить образец древесины на мензурке с помощью прилагаемого крепления. Затем следует заполнить мензурку водой до отметки и зафиксировать уровень воды.
Измерение массы древесины: после определения объема древесины следует взвесить образец на весах с высокой точностью и записать полученное значение.
Расчет плотности древесины: с помощью полученного значения объема и массы древесины можно рассчитать ее плотность по формуле: плотность = масса / объем.

Интерпретация полученных результатов включает оценку качества древесины и ее пригодности для различных целей. Чем выше плотность древесины, тем более качественный материал она является. Плотные породы древесины обычно более прочные и долговечные, поэтому они часто используются в строительстве и производстве мебели. Однако, в некоторых случаях, более легкая древесина с низкой плотностью может быть предпочтительнее для некоторых видов изделий, например, для создания легких конструкций или для использования в ремесленном производстве.

Таким образом, методика определения плотности древесины с помощью 1 мензурки с водой позволяет провести быстрый и простой анализ качества древесины. Полученные результаты могут быть использованы для принятия решений о выборе и использовании древесины в различных областях промышленности и ремесленного производства.

Плотность древесины — ликбез от Лесопилки Юркова

Плотность древесины — одно из важнейших физических свойств, которое во многом определяет пригодность той или иной породы древесины для решения конкретной задачи. Каждый плотник, столяр, токарь и резчик по дереву знает разницу между ясенем и пиленой древесиной и то, как их инструменты с ней справляются. Опытные столяры, просто повертев кусок дерева в руках, могут определить, как он будет гнуться, стоит ли его резать ручным инструментом и какие нагрузки выдержит полученное изделие. На все это влияет плотность, но что это за показатель и как его определить?

Древесина высокой плотности определяется как вид древесины, волокнистая структура которой сильно уплотнена, т.е. концентрация клеток древесины на квадратный сантиметр древесины выше, чем в менее плотном виде древесины. Плотная древесина подобна переполненному автобусу — она сопротивляется любому движению внутри и поэтому с ней сложнее работать. Чтобы предсказать гибкость древесины до того, как она подорвет режущую кромку инструмента, необходимо уметь определять ее плотность.

Вопреки распространенному мнению о древесине, некоторые доски быстро тонут в воде. Кстати, это один из методов определения плотности — погружение в воду, но мы советуем вам не зацикливаться на нем, поскольку есть и менее радикальные методы. В конце концов, древесина не очень любит влагу.

На уроках физики нам говорили, что плотность — это отношение массы тела к его объему. Если мы взвесим брусок дерева и разделим результат на величину умножения его сторон, мы узнаем его плотность. Если мы сделаем то же самое с палкой из другой породы дерева того же размера, мы сможем определить, какая древесина плотнее. Но все не так просто.

Древесина — чрезвычайно неоднородный материал. Она состоит из древесных волокон и сети полостей разного размера, которые образовались под воздействием различных факторов. Эти полости, подобно каналам, проводят воду и минералы, поглощаемые корнями из земли.

Посмотрите на поперечный срез дуба — годовые кольца идут волнисто и на разном расстоянии друг от друга, поры то тут, то там сливаются в непрерывную линию, сердцевинные лучи также геометрически неравномерны. Очевидно, что это неоднородная масса:

В зависимости от условий, повлиявших на рост волокон, даже соседние части одного и того же дерева могут быть в разной степени перемежены проводящими каналами. В сухой древесине они более или менее заполнены неиспарившимися маслами, и чем их больше, тем меньше масса древесины и, следовательно, ее плотность. Различия могут быть значительными даже между образцами одного и того же дерева. Как же быть с разными деревьями одной породы, выращенными в разных условиях? Поскольку стандарта не существует, значения являются лишь приблизительными и могут значительно отличаться.

Поскольку мы говорим о сухой древесине, следует уточнить, что речь идет только о материале, высушенном до влажности около 12%, чтобы не учитывать воду, которая все равно не остается в обработанной древесине.

Чем меньше пор имеет кусок древесины по отношению к древесной субстанции, тем выше его плотность. Например, хотя пористость мербау видна невооруженным глазом с верхней стороны и на первый взгляд липа кажется однородной, волокна древесины мербау плотно связаны между собой, в то время как структура древесины мербау рыхлая и в крошечных пространствах много воздуха. Поэтому плотность не всегда можно определить визуально, она зависит не только от количества пор, но и от сцепления волокон между собой.