所有关于木材的特性

内容
  1. 物性概述
  2. 机械性能说明
  3. 技术性能特点

了解有关木材特性的所有信息,而不仅仅是了解它的硬度,这对于一般发展和各个行业的直接组织都是有用的。有必要注意工艺性能和湿度。但也值得提前想象一下木材有哪些有用的特性。

物性概述

颜色

木材的颜色很大程度上取决于单宁的饱和程度。因此,它显然与各个地区的气候和土壤特征有关。主要规则很简单:矿物盐的溶解度越大,材料颜色越深。 但是特定树的颜色还取决于:

  • 摄入矿物盐;
  • 生产加工的特点;
  • 湿度;
  • 照明特性;
  • 随着时间的推移倦怠
  • 真菌感染。

闪耀

在物理上,该参数表示光通量的定向拒绝程度。 特定样品的表面越光滑,它就越高。.几乎不管原始岩石如何,经过适当抛光的木板和面板都会特别强烈地发光,这并非没有道理。但是,尽管如此,该品种的特征总是在这种光彩的本质上留下印记。

再次,我们必须考虑到这个参数在不同光照条件下的不均等表现。

质地

在许多方面,正是这种特性被认为最终决定了木材的外观。纹理是指特定的图案。它通常不是在表面上,而是在切口上。 纹理受以下因素影响:

  • 已经提到的颜色;
  • 纤维的特征及其位置;
  • 年轮;
  • 里面的颜料。

一种特定的香气可能是木材最令人愉悦的特性。 最强烈的气味是核心的特征,因为芳香物质的浓度最高。一棵新砍伐的树闻起来更浓,然后更弱。一段时间后,几乎不可能闻到这种气味。 在这种情况下最有吸引力:

  • 杜松;
  • 柠檬树;
  • 柏;
  • 柚木;
  • 黄色树。

宏观结构

这是一棵树的结构的名称,可以在用肉眼观察时检测到,或者稍微增加,例如用放大镜。您可以注意到树干任何部分的宏观结构。 心材、形成层和木材本身都是宏观结构的组成部分。

这还包括年轮,它可以判断一棵树的年龄,它生长和发育的条件。

湿度

该指标通常以负数通过,因为 它越小,使用木材就越容易,其其他参数越可预测,成品越可靠。 新切割的木材具有相当高的水分。在正常条件下——温度为 20 度——一棵树可以从外部环境中吸收高达 30% 的绝对水分。自然是不能超过这个指标的,除非有一些特殊情况将液体饱和度提高到50%甚至100%。值得注意的是,它几乎不依赖于品种,甚至不依赖于原产地。

根据 GOST 的标准很简单:如果含水量低于 22%, 则为干材,浓度较高时归为湿材。但是,出于实际目的,当然不能将自己限制在这样一个标准水平。另外,我们必须记住,根据GOST,4级木材的含水量是没有标准化的。该指标以多种方式确定。出于专业目的,它使用一种特殊的设备 - 电子水分计进行测量。

然而,经验丰富的木工和木匠可以通过肉眼以相当高的精度确定湿度。当然,这不足以制定批次质量的文件,但对于选择用于建筑或家具生产的木材来说已经足够了。

您还可以通过重量测试来检查湿度。 通常,风干木材被认为是正常的,其水分含量不超过15-20%。大多数情况下,为了达到这个结果,需要或多或少的长时间干燥。

水分含量超过 100% 的树被认为是湿的。 (根据受潮增重系数)。但这只有在水中长时间停留才有可能。 正常湿度在 30% 到 80% 之间。,当然,他们并不努力达到上限,而是尽量使用最干燥的木材,理想情况下不超过 12%。计算是根据一个相当简单的公式进行的。

初始水分指数是通过从初始质量中减去将处于完全干燥状态的质量,然后将其除以绝对干燥质量并乘以 100% 来确定的。 必须了解,即使表面干燥,内部仍会残留相当数量的水分。在某些情况下,您可以听到所谓的木材平衡水分含量。它意味着来自外部环境的压力与来自孔隙和细胞中所含流体的压力完全平衡的状态。与其他类型的含水饱和度一样,该指标直接影响原材料对某些实际用途的适用性。

随着水分含量的增加,木材:

  • 变得明显更宽;
  • 有点拉长;
  • 结合温度的升高,它获得了可塑性;
  • 长时间(与通常的使用寿命相比)磨损和降解更快,腐烂更频繁,更活跃。

吸湿性

但水不仅是最初包含的,而且在产品使用的整个过程中都来自外部。它的吸收强度精确地称为吸湿性。当水被吸附时,会释放一些热量。

但逐渐这个过程会放缓。当接近饱和极限时,它通常会非常缓慢地进行。

导湿性

我们正在谈论所谓的结合水的传输。水分传导系数考虑了液体本身和气相的运动。 它通过以下方式发生:

  • 细胞腔;
  • 细胞间隙;
  • 细胞膜的毛细管系统。

收缩和肿胀

当专业人士发音收缩这个词时,它没有任何讽刺意味。 这是一个相当严肃的术语,意思是当去除那里的水分时,木材或木材产品的尺寸减小的程度。对于每个品种,甚至对于特定的密度水平,该指标可能会有很大差异。收缩在不同的几何方向上不均匀地进行。 膨胀的物理意义在于水分子渗透到细胞壁中并推开纤维素原纤维,这种现象主要是过度干燥的木材或受到湿度季节性变化的木材的特征。

内应力

在其自然状态下,任何树干都会以平衡的方式生长,即使它必须弯曲地发育。但是当同一根树干被砍倒时,木头“领先”,因为这些张力失控,失去了所有的和谐。一旦看到树干,就会立即检测到其中最强的。然而,有时问题会在很久以后才出现,在木板干燥并固定在正在创建的结构中之后。

从视觉上看,这表现为各种裂缝的出现,正确的工业干燥证明是解决问题的方法,这就是为什么不能像通常认为的那样认为它只会提高价格。

密度

这是一棵树的一定单位体积的质量的指标。 重要提示:它是通过故意忽略空隙质量和水分含量来计算的,只有干物质的纯重量很重要。 对于每个品种,密度是严格个体的。 该指标与以下参数密切相关:

  • 孔隙率;
  • 湿度;
  • 吸收水平;
  • 力量;
  • 对生物损伤的敏感性(样品密度越大,损伤就越困难)。

渗透性

不应低估木材通过液体和气体的能力。 它直接影响干燥和浸渍制度的发展,以及这种制度的可行性评估。透水性不仅取决于木材的类型,还取决于树干中的位置以及液体和气体的运动方向。沿着纤维的渗透性与穿过纤维的渗透强度显着不同。还值得考虑树脂物质干扰水和其他液体物质流动的重要作用。

气体渗透率定义为通过的空气量。它以 1 立方厘米来衡量。见样品表面。 该指标确定:

  • 压力;
  • 木材本身的特性;
  • 蒸气或气体的性质。

热的

在天然材料的有用特性中,它们最常被提及。.但实际上,情况比“良好的保温性”要复杂一些。特定的热容量水平与岩石和密度的关系并不强烈。它主要由环境温度决定。它越高,热容量越大,相关性几乎是线性的。

热扩散率和热导率也值得关注。 这两种性质都与物质的密度直接相关,因为每个含有空气的空腔都起着重要作用。木材密度越大,其导热性越高。但导热系数却相反,随着样品比质量的增加而急剧下降。

细胞和纤维在纵向上比在横向上传递更多的热量。

但有时木材也用作燃料。在这种情况下,热值至关重要。 对于完全干燥的树,它的范围为每 1 公斤 19.7 至 21.5 MJ。 水分的出现,即使是少量的,也会大大降低这个数字。除桦木外,树皮在与木材本身相同的温度下燃烧。

当使用木材作为燃料时,木材的热性能如热值(热值)是最重要的,对于绝对干燥的木材,它是 19.7-21.5 MJ/kg。水分的存在大大降低了它的价值。树皮的热值与木材大致相同,但外层为桦树皮(36 MJ/kg)。

声音

绝大多数建造者只对树吸收外来声音的能力感兴趣。它越高,材料就越能保护房子免受街道噪音的影响。然而,在乐器的生产中,共振等特性起着重要的作用。

专业人士仍在研究辐射常数,也称为声学常数。正是根据它来评估特定品种甚至特定样品的实际使用适用性。

电气

首先,它是 关于电阻和电气强度.耐电流的程度由纤维的类型和方向决定。然而,可以预见,温度和湿度水平起着重要作用。在抗电强度下,习惯上理解必要的电场强度,足以击穿。 木材被加热得越强,它的温度越高,对这种击穿的抵抗力就越低。

暴露于辐射时表现出来

当暴露在红外线辐射下时,木材的表面区域会变得非常热。 然而,为了将一棵厚树的树干改变到最大深度,这种非常强烈的冲击是必要的。 奇怪的是,可见光的穿透发生得更深——10-15厘米。光反射的特性使得可以很好地判断材料缺陷。紫外线不能很好地穿透木材。

但它会激发一种特定的辉光——发光。 X 射线辐射可以检测甚至很小的结构缺陷。它通常用于专业诊断。 Beta 辐射用于研究正在生长的树木。伽马射线可以检测到非常深的隐藏缺陷、腐烂等。

机械性能说明

力量

这是施加载荷时抗断裂能力的名称。.强度的程度取决于结合水分的量。它越高,对机械应力的抵抗力越低。但是,在克服吸湿性阈值(约 30%)后,这种依赖性就消失了。因此,仅允许在相同湿度的情况下比较样品的拉伸强度。

不仅必须沿光纤测量电阻,还必须沿径向和切向测量电阻。

硬度

几乎每个人都知道木材有不同的硬度,而且 这是为特定目的选择它的主要指标之一。 专家将硬度定义为抵抗外来物体(包括硬件)引入的力量。除了针叶树和落叶树种的名录或等级外,还有按硬度区划分的分类。 结尾 硬度是通过在120秒内将具有一定直径和端部形状的金属棒平滑地推到给定的半径深度来设置的。估计以千克每平方厘米计算。

还要区分 径向和切向硬度。 它在硬木板的横向平面上的指标比从末端低近 30%,而对于针叶阵列,差异通常为 40%。但很大程度上取决于具体的品种、条件和储存特性。在某些情况下,硬度是使用布氏体系测量的。此外,专家总是考虑在加工和使用过程中硬度会如何变化。

世界上最强的树是:

  • 贾托巴;
  • 苏库皮拉;
  • 亚马逊亚拉;
  • 浊度;
  • 核桃;
  • 印茄;
  • 灰;
  • 橡木;
  • 落叶松。

质量因素

但是仅仅弄清楚哪棵树可以承受最大的负荷而不会倒塌是远远不够的。有必要注意其他重要方面。首先,关于力学参数与体积密度的关系。 木材越重,其力学性能通常越好。.对应关系由许多复杂的公式来描述。但为了考虑到某些生长条件和地点,引入了额外的修正因素。

权重盈利能力由以下系数反映:

  • 一般质量;
  • 静态质量;
  • 具体质量。

技术性能特点

木材的主要技术特性以及已经提到的硬度是:

  • 冲击强度;
  • 硬件的保留效率;
  • 弯曲性;
  • 分裂倾向;
  • 耐磨性。

粘度表征了在冲击时吸收的功,它不会导致材料的破坏。

测试是在特殊样品上进行的。为了实现它,使用了摆锤式冲击器。

处于上升状态的钟摆储存势能。在不受阻碍的运动中释放后,它上升到一个高度,并用部分冲力破坏样品,到另一个高度,这使得可以确定努力量。

仪器通常配备有特殊的刻度。读取读数后代入公式,由此得到冲击强度指标。必须理解,我们谈论的是样品质量的比较,而不是木结构的计算。 已经确定硬木比针叶树更粘稠。 至于硬件的保留,它取决于材料与引入其中的紧固件之间发生的摩擦力。

另外,确定所谓的拔出电阻值。除了密度之外,它还取决于木材的类型以及硬件是进入端部还是穿过纤维。通过润湿树木,可以简化相同的钉子打入过程,但干燥的材料会使它们变得更糟。主要在技术上需要弯曲以获得特定产品的情况下,必须评估抗弯曲力。尚未开发出用于评估该指标的标准化方法。

耐磨性几乎总是被定义为对摩擦的抵抗力。只有在极少数情况下,抵抗其他磨损影响才会发挥重要作用。重要的是要了解它是由表层估算的。如果破坏已经达到核心,那么进一步研究这个话题就没有意义了——后果已经很清楚了。 评估耐磨性的标准方法在 1981 年的 GOST 16483 中提供。

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