關於木材密度
木材的密度是材料最重要的特性,它可以讓您計算木質原材料或物體在運輸、加工和使用過程中的負荷。該指標以克每立方厘米或千克每立方米來衡量,但問題在於這些指標不能被認為是穩定的。
它是什麼,它取決於什麼?
用枯燥的定義語言來說,木材的密度是 物質的質量與其體積之比。 乍一看,確定指標並不難,但密度很大程度上取決於特定木材種類的孔隙數量及其保持水分的能力。由於水比許多乾燥的木材密度更大,並且比纖維之間的空隙自然密度更大,所以水的百分比對底線有很大的影響。
綜上所述,區分了木材密度的兩個指標,接近最一般的定義,但同時也更加準確。
- 比重。 該標準也稱為基礎或條件密度。為了測量,採用了所謂的木質物質——它不再是原始形式的天然材料,而是一種干塊,在高壓下壓制以消除均勻的空隙。事實上,這個指標表徵了木纖維的真實密度,但在自然界中,如果沒有事先乾燥和壓制,你不會找到這樣的材料。因此,在大多數情況下,木材的密度仍然高於比重。
- 體積重量。 該指標已經更接近現實,因為估計了甚至沒有乾燥但原木的質量。無論如何,這種方法更合適,因為在我們國家,原則上不可能有理想的干燥木材 - 乾燥的材料往往會吸收大氣中缺少的水分,再次變得更重。鑑於此,習慣上確定具有一定、明確標記的水分水平的木材的體積重量,這對於特定品種來說是正常的。在這種狀態下,新鮮物質仍然需要乾燥,但任務不是實現零濕度 - 它們停留在與空氣接觸時仍將由物理定律提供的指標處。
木材的密度與其他一些物理特性有關。例如,孔隙的存在意味著在樹的厚度中存在氣泡 - 很明顯它們的重量更輕,佔據相同的體積。因此,具有多孔結構的木材的密度總是低於沒有大量孔隙的木材。
同樣,密度與濕度和溫度之間也存在關係。 如果材料的孔隙中充滿了重水,那麼棒本身就會變得更重,反之亦然 - 乾燥時,材料的體積只會略微收縮,但質量會顯著減少。這裡的溫度涉及到一個更複雜的方案——當它上升時,一方面它會迫使水膨脹,增加工件的體積,另一方面它會引起更快的蒸發。同時,溫度降低到零以下會將水分變成冰,在沒有增加重量的情況下,體積會略有增加。 木結構中水分的蒸發和凍結都充滿了鋼筋的機械變形。
由於我們談論的是濕度,因此值得澄清的是 根據其級別,砍伐的木材分為三類。 同時,新鮮切割的材料通常具有至少 50% 的水分含量。超過 35% 的指標被認為是潮濕的,25-35% 範圍內的指標允許材料被認為是半乾燥的,絕對乾燥的概念始於 25% 或更少的含水量。
即使在頂篷下自然乾燥,也可以使原材料達到絕對乾燥,但為了達到更低的含水量,必須使用特殊的干燥室。在這種情況下,應使用木材進行測量, 其濕度不超過 12%。
密度也與 吸收,即特定品種的木材從大氣中吸收水分的能力。具有高吸收率的材料會先驗地緻密 - 僅僅是因為 它不斷地從大氣中吸取水分,在正常情況下不會有一點乾燥。
知道一棵樹的密度參數,就可以大致判斷它的導熱係數。 道理很簡單:如果木頭不緻密,說明里面有很多氣孔,木製品就會有很好的保溫隔熱性能。如果空氣的導熱率低,那麼水正好相反。因此,高密度(以及因此的水分含量)表明特定類型的木材完全不適合隔熱!
在一般可燃性方面,觀察到類似的趨勢。充滿空氣的孔隙不能自行燃燒,但不會干擾過程,因此鬆散類型的木材通常燃燒得很好。 由於含水量高,高密度是火勢蔓延的直接屏障。
有點自相矛盾,但密度較小的木材類型的特點是抗衝擊變形能力增強。原因在於這種材料由於大量未填充的內部空隙而更容易壓縮。這不適用於茂密的樹 - 隨之而來的是重纖維的位移,因此大多數情況下工件會因強烈的打擊而破裂。
最後,在大多數情況下,緻密的木材不易腐爛。 這種材料的厚度根本沒有自由空間,纖維的濕潤狀態是它的常態。有鑑於此,在加工木材時,有時甚至會使用普通蒸餾水浸泡,以此作為防止不良生物因素影響的一種方法。
它是如何確定的?
如果我們純粹根據數學公式來考慮木材密度的定義,那麼 產品的質量乘以水分參數,除以體積,也乘以相同的參數。 濕度參數包含在公式中是因為乾燥的樹在吸水時會膨脹,即體積增加。肉眼可能不明顯,但對於大多數任務而言,重要的是要考慮到每增加一毫米和一公斤。
考慮到測量的實際方面,我們從以下事實開始 在測量之前,您必須首先達到水分平衡 - 通過乾燥去除木材中多餘的水分,但材料不會太乾,不會從空氣中吸收水分。對於每個品種,推薦的水分參數會有所不同, 但總的來說,這個數字不應低於 11%。
之後,進行必要的初步測量 - 測量工件的尺寸並根據這些數據計算體積,然後對實驗木塊進行稱重。
接下來,將工件在蒸餾水中浸泡三天,儘管停止浸泡還有另一個標準 - 必須確保工件的厚度至少增加 0.1 毫米。達到預期結果後,再次測量和稱重腫脹的碎片,獲得最大體積。
下一步是對木材進行長時間的干燥,以下一次稱重結束。
乾燥工件的質量除以最大體積,這是同一工件的特徵,但因水分而膨脹。結果是相同的基本密度(kg / m³)或比重。
所描述的行動是俄羅斯在州一級認可的指示,- GOST 16483.1-84 中規定了操作和結算的順序。
由於每一克和每一毫米都很重要,該標準甚至規定了對工件的要求——它是長方形的木材,長寬為 2 厘米,高 3 厘米。同時,為了最大的測量精度,開始實驗前必須對工件進行仔細加工。突起和粗糙度不應影響讀數。
不同品種的密度
從上述內容可以得出一個可預測的結論,即測量和評估木材密度的過程是一項相當複雜的任務,需要非常準確的測量。 在大多數情況下,消費者的所有復雜工作都由製造商和供應商完成。 - 在同一個鑲邊或鑲木地板的包裝上,必須標明材料的所有主要特性。
如果一個人自己採伐各種木材,情況會更加複雜,因為這樣就不會有信息包裝,但是您可以在互聯網上找到每種木材的近似密度指標,並從中編制整張表格。重要的是要記住 每個棒的水分含量受許多因素的影響,如上所述,這意味著在特定情況下,質量波動的可能性很大。
在某些情況下,另一種情況是可能的:當主人只被賦予一個任務,但仍然沒有實現它的木材。原材料必須獨立購買,但同時有必要弄清楚哪個品種最有效。
鑑於密度會影響木材的許多其他實用品質,您可以立即剔除不合適的申請者的主要部分,專注於特定類別的材料。專門為此分配的 按密度劃分的三個主要木材等級。
馬來亞
低密度是實用的,只要從輕質木材更容易收穫和運輸的角度來看,裝載機將感謝消費者選擇這種樹。按照常見的分類, 低密度木材的密度上限為 540,通常為 530 kg / m³。
正是這一類別包括了大部分工業針葉樹,如雲杉和松樹、白楊以及許多類型的核桃、栗子和雪松、柳樹和菩提樹。櫻桃和榿木,視具體品種和條件而定,可能屬於低密度和中等密度的品種,櫻桃多為中等密度。由於相對容易運輸,這種木材更便宜。另一個支持其廉價和需求的明顯論據是 國內森林的很大一部分正是由這些物種組成。
專家指出, 樹幹密度低的樹木在北部地區最常見.這是因為相應物種的森林生長的區域並不總是能為植物世界提供大量的水分。
適應現有條件,木材密度低的植物形成濕度相對較低的樹幹,最終影響質量。
中等的
中密度木材是選擇材料時的“中庸之道”,它沒有任何明顯的優點,除了它也沒有明顯的缺點。這種材料雖然不太重,但具有良好的抗壓強度,沒有緻密岩石的明顯缺點,例如良好的導熱性。
中等密度的類別包括來自落葉松和樺木、蘋果和梨、山灰和楓木、榛子和核桃、白蠟木和楊樹、鳥櫻桃、山毛櫸和榆木的鋸材。櫻桃和榿木在密度方面有顯著提升,這使我們無法自信地將該品種的所有代表都歸入一個類別——兩者都在低密度和中等密度之間波動,而榿木更接近於低密度。 允許該品種被列入中等密度類別的指標是 540-740 kg / m³。
如您所見,這些也是我們地區非常常見的樹種,在各個行業都有很大的需求,不僅在實用方面,而且在裝飾領域都具有很高的品質。
高的
木材密度的增加似乎是一個缺點,因為用它製成的產品非常重和龐大,不能吹噓良好的隔熱性能,甚至會因撞擊而裂開。
同時,該材料能夠承受顯著的恆定載荷而不變形。, 也不同 相對較低的可燃性和驚人的耐用性.除此之外,這種木材也相對不易腐爛。
要屬於密集物種的類別,木材密度至少需要 740 kg / m3。³.在常見的木材類型中,橡木和金合歡,以及鵝耳櫪和黃楊木,主要被記住了。這還應該包括一些不在我們緯度地區生長的物種,例如開心果和鐵樹。
請注意:幾乎所有列出的品種都被歸類為昂貴和有聲望的品種。即使它們非常大的重量也不能阻止某些等級的材料從另一個半球運輸,這只會對成本產生更大的影響。
由此只能得出一個結論: 儘管存在所有缺點,但這種木材有許多值得慷慨付出的優點。
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