所有關於木材的特性

內容
  1. 物性概述
  2. 機械性能說明
  3. 技術性能特點

了解有關木材特性的所有信息,而不僅僅是了解它的硬度,這對於一般發展和各個行業的直接組織都是有用的。有必要注意工藝性能和濕度。但也值得提前想像一下木材有哪些有用的特性。

物性概述

顏色

木材的顏色很大程度上取決於單寧的飽和程度。因此,它顯然與各個地區的氣候和土壤特徵有關。主要規則很簡單:礦物鹽的溶解度越大,材料顏色越深。 但是特定樹的顏色還取決於:

  • 攝入礦物鹽;
  • 生產加工的特點;
  • 濕度;
  • 照明特性;
  • 隨著時間的推移倦怠
  • 真菌感染。

閃耀

在物理上,該參數表示光通量的定向拒絕程度。 特定樣品的表面越光滑,它就越高。.幾乎不管原始岩石如何,經過適當拋光的木板和麵板都會特別強烈地發光,這並非沒有道理。但是,儘管如此,該品種的特徵總是在這種光彩的本質上留下印記。

再次,我們必須考慮到這個參數在不同光照條件下的不均等表現。

質地

在許多方面,正是這種特性被認為最終決定了木材的外觀。紋理是指特定的圖案。它通常不是在表面上,而是在切口上。 紋理受以下因素影響:

  • 已經提到的顏色;
  • 纖維的特徵及其位置;
  • 年輪;
  • 裡面的顏料。

一種特定的香氣可能是木材最令人愉悅的特性。 最強烈的氣味是核心的特徵,因為芳香物質的濃度最高。一棵新砍伐的樹聞起來更濃,然後更弱。一段時間後,幾乎不可能聞到這種氣味。 在這種情況下最有吸引力:

  • 杜松;
  • 檸檬樹;
  • 柏;
  • 柚木;
  • 黃色樹。

宏觀結構

這是一棵樹的結構的名稱,可以在用肉眼觀察時檢測到,或者稍微增加,例如用放大鏡。您可以注意到樹幹任何部分的宏觀結構。 心材、形成層和木材本身都是宏觀結構的組成部分。

這還包括年輪,它可以判斷一棵樹的年齡,它生長和發育的條件。

濕度

該指標通常以負數通過,因為 它越小,使用木材就越容易,其其他參數越可預測,成品越可靠。 新切割的木材具有相當高的水分。在正常條件下——溫度為 20 度——一棵樹可以從外部環境中吸收高達 30% 的絕對水分。自然是不能超過這個指標的,除非有一些特殊情況將液體飽和度提高到50%甚至100%。值得注意的是,它幾乎不依賴於品種,甚至不依賴於原產地。

根據 GOST 的標準很簡單:如果含水量低於 22%, 則為乾材,濃度較高時歸為濕材。但是,出於實際目的,當然不能將自己限制在這樣一個標準水平。另外,我們必須記住,根據GOST,4級木材的含水量是沒有標準化的。該指標以多種方式確定。出於專業目的,它使用一種特殊的設備 - 電子水分計進行測量。

然而,經驗豐富的木工和木匠可以通過肉眼以相當高的精度確定濕度。當然,這不足以製定批次質量的文件,但對於選擇用於建築或家俱生產的木材來說已經足夠了。

您還可以通過重量測試來檢查濕度。 通常,風乾木材被認為是正常的,其水分含量不超過15-20%。大多數情況下,為了達到這個結果,需要或多或少的長時間乾燥。

水分含量超過 100% 的樹被認為是濕的。 (根據受潮增重係數)。但這只有在水中長時間停留才有可能。 正常濕度在 30% 到 80% 之間。,當然,他們並不努力達到上限,而是盡量使用最乾燥的木材,理想情況下不超過 12%。計算是根據一個相當簡單的公式進行的。

初始水分指數是通過從初始質量中減去將處於完全乾燥狀態的質量,然後將其除以絕對乾燥質量並乘以 100% 來確定的。 必須了解,即使表面乾燥,內部仍會殘留相當數量的水分。在某些情況下,您可以聽到所謂的木材平衡水分含量。它意味著來自外部環境的壓力與來自孔隙和細胞中所含流體的壓力完全平衡的狀態。與其他類型的含水飽和度一樣,該指標直接影響原材料對某些實際用途的適用性。

隨著水分含量的增加,木材:

  • 變得明顯更寬;
  • 有點拉長;
  • 結合溫度的升高,它獲得了可塑性;
  • 長時間(與通常的使用壽命相比)磨損和降解更快,腐爛更頻繁,更活躍。

吸濕性

但水不僅是最初包含的,而且在產品使用的整個過程中都來自外部。它的吸收強度精確地稱為吸濕性。當水被吸附時,會釋放一些熱量。

但逐漸這個過程會放緩。當接近飽和極限時,它通常會非常緩慢地進行。

導濕性

我們正在談論所謂的結合水的傳輸。水分傳導係數考慮了液體本身和氣相的運動。 它通過以下方式發生:

  • 細胞腔;
  • 細胞間隙;
  • 細胞膜的毛細管系統。

收縮和腫脹

當專業人士發音收縮這個詞時,它沒有任何諷刺意味。 這是一個相當嚴肅的術語,意思是當去除那裡的水分時,木材或木材產品的尺寸減小的程度。對於每個品種,甚至對於特定的密度水平,該指標可能會有很大差異。收縮在不同的幾何方向上不均勻地進行。 膨脹的物理意義在於水分子滲透到細胞壁中並推開纖維素原纖維,這種現象主要是過度乾燥的木材或受到濕度季節性變化的木材的特徵。

內應力

在其自然狀態下,任何樹幹都會以平衡的方式生長,即使它必須彎曲地發育。但是當同一根樹幹被砍倒時,木頭“領先”,因為這些張力失控,失去了所有的和諧。一旦看到樹幹,就會立即檢測到其中最強的。然而,有時問題會在很久以後才出現,在木板乾燥並固定在正在創建的結構中之後。

從視覺上看,這表現為各種裂縫的出現,正確的工業乾燥證明是解決問題的方法,這就是為什麼不能像通常認為的那樣認為它只會提高價格。

密度

這是一棵樹的一定單位體積的質量的指標。 重要提示:它是通過故意忽略空隙質量和水分含量來計算的,只有乾物質的純重量很重要。 對於每個品種,密度是嚴格個體的。 該指標與以下參數密切相關:

  • 孔隙率;
  • 濕度;
  • 吸收水平;
  • 力量;
  • 對生物損傷的敏感性(樣品密度越大,損傷就越困難)。

滲透性

不應低估木材通過液體和氣體的能力。 它直接影響乾燥和浸漬制度的發展,以及這種制度的可行性評估。透水性不僅取決於木材的類型,還取決於樹幹中的位置以及液體和氣體的運動方向。沿著纖維的滲透性與穿過纖維的滲透強度顯著不同。還值得考慮樹脂物質乾擾水和其他液體物質流動的重要作用。

氣體滲透率定義為通過的空氣量。它以 1 立方厘米來衡量。見樣品表面。 該指標確定:

  • 壓力;
  • 木材本身的特性;
  • 蒸氣或氣體的性質。

熱的

在天然材料的有用特性中,它們最常被提及。.但實際上,情況比“良好的保溫性”要復雜一些。特定的熱容量水平與岩石和密度的關係並不強烈。它主要由環境溫度決定。它越高,熱容量越大,相關性幾乎是線性的。

熱擴散率和熱導率也值得關注。 這兩種性質都與物質的密度直接相關,因為每個含有空氣的空腔都起著重要作用。木材密度越大,其導熱性越高。但導熱係數卻相反,隨著樣品比質量的增加而急劇下降。

細胞和纖維在縱向上比在橫向上傳遞更多的熱量。

但有時木材也用作燃料。在這種情況下,熱值至關重要。 對於完全乾燥的樹,它的範圍為每 1 公斤 19.7 至 21.5 MJ。 水分的出現,即使是少量的,也會大大降低這個數字。除樺木外,樹皮在與木材本身相同的溫度下燃燒。

當使用木材作為燃料時,木材的熱性能如熱值(熱值)是最重要的,對於絕對乾燥的木材,它是 19.7-21.5 MJ/kg。水分的存在大大降低了它的價值。樹皮的熱值與木材大致相同,但外層為樺樹皮(36 MJ/kg)。

聲音

絕大多數建造者只對樹吸收外來聲音的能力感興趣。它越高,材料就越能保護房子免受街道噪音的影響。然而,在樂器的生產中,共振等特性起著重要的作用。

專業人士仍在研究輻射常數,也稱為聲學常數。正是根據它來評估特定品種甚至特定樣品的實際使用適用性。

電氣

首先,它是 關於電阻和電氣強度.耐電流的程度由纖維的類型和方向決定。然而,可以預見,溫度和濕度水平起著重要作用。在抗電強度下,習慣上理解必要的電場強度,足以擊穿。 木材被加熱得越強,它的溫度越高,對這種擊穿的抵抗力就越低。

暴露於輻射時表現出來

當暴露在紅外線輻射下時,木材的表面區域會變得非常熱。 然而,為了將一棵厚樹的樹幹改變到最大深度,這種非常強烈的衝擊是必要的。 奇怪的是,可見光的穿透發生得更深——10-15厘米。光反射的特性使得可以很好地判斷材料缺陷。紫外線不能很好地穿透木材。

但它會激發一種特定的輝光——發光。 X 射線輻射可以檢測甚至很小的結構缺陷。它通常用於專業診斷。 Beta 輻射用於研究正在生長的樹木。伽馬射線可以檢測到非常深的隱藏缺陷、腐爛等。

機械性能說明

力量

這是施加載荷時抗斷裂能力的名稱。.強度的程度取決於結合水分的量。它越高,對機械應力的抵抗力越低。但是,在克服吸濕性閾值(約 30%)後,這種依賴性就消失了。因此,僅允許在相同濕度的情況下比較樣品的拉伸強度。

不僅必須沿光纖測量電阻,還必須沿徑向和切向測量電阻。

硬度

幾乎每個人都知道木材有不同的硬度,而且 這是為特定目的選擇它的主要指標之一。 專家將硬度定義為抵抗外來物體(包括硬件)引入的力量。除了針葉樹和落葉樹種的名錄或等級外,還有按硬度區劃分的分類。 結尾 硬度是通過在120秒內將具有一定直徑和端部形狀的金屬棒平滑地推到給定的半徑深度來設置的。估計以千克每平方厘米計算。

還要區分 徑向和切向硬度。 它在硬木板的橫向平面上的指標比從末端低近 30%,而對於針葉樹陣列,差異通常為 40%。但很大程度上取決於具體的品種、條件和儲存特性。在某些情況下,硬度是使用布氏體系測量的。此外,專家總是考慮在加工和使用過程中硬度會如何變化。

世界上最強的樹是:

  • 賈托巴;
  • 蘇庫皮拉;
  • 亞馬遜亞拉;
  • 濁度;
  • 核桃;
  • 印茄;
  • 灰;
  • 橡木;
  • 落葉松。

質量因素

但是僅僅弄清楚哪棵樹可以承受最大的負荷而不會倒塌是遠遠不夠的。有必要注意其他重要方面。首先,關於力學參數與體積密度的關係。 木材越重,其力學性能通常越好。.對應關係由許多複雜的公式來描述。但為了考慮到某些生長條件和地點,引入了額外的修正因素。

權重盈利能力由以下係數反映:

  • 一般質量;
  • 靜態質量;
  • 具體質量。

技術性能特點

木材的主要技術特性以及已經提到的硬度是:

  • 衝擊強度;
  • 硬件的保留效率;
  • 彎曲性;
  • 分裂傾向;
  • 耐磨性。

粘度表徵了在衝擊時吸收的功,它不會導致材料的破壞。

測試是在特殊樣品上進行的。為了實現它,使用了擺錘式衝擊器。

處於上升狀態的鐘擺儲存勢能。在不受阻礙的運動中釋放後,它上升到一個高度,並用部分衝力破壞樣品,到另一個高度,這使得可以確定努力量。

儀器通常配備有特殊的刻度。讀取讀數後代入公式,由此得到衝擊強度指標。必須理解,我們談論的是樣品質量的比較,而不是木結構的計算。 已經確定硬木比針葉樹更粘稠。 至於硬件的保留,它取決於材料與引入其中的緊固件之間發生的摩擦力。

另外,確定所謂的拔出電阻值。除了密度之外,它還取決於木材的類型以及硬件是進入端部還是穿過纖維。通過潤濕樹木,可以簡化相同的釘子打入過程,但乾燥的材料會使它們變得更糟。主要在技術上需要彎曲以獲得特定產品的情況下,必須評估抗彎曲力。尚未開發出用於評估該指標的標準化方法。

耐磨性幾乎總是被定義為對摩擦的抵抗力。只有在極少數情況下,抵抗其他磨損影響才會發揮重要作用。重要的是要了解它是由表層估算的。如果破壞已經到了核心,那麼進一步研究這個話題就沒有意義了——後果已經很清楚了。 評估耐磨性的標準方法在 1981 年的 GOST 16483 中提供。

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