Физические свойства древесины

Влажность. Влажность древесины измеряется в процентах и определяется по формуле:

где G₁ – вес образца до высушивания;

G₂ – вес образца после высушивания до постоянного веса.

По степени влажности древесина может быть абсолютно сухой (влажность равна 0%), комнатно-сухой (влажность от 8 до 15%), воздушно-сухой (влажность от 16 до 20%), полусухой (влажность от 21 до 23%), сырой (влаги более 23%, но менее 39%), свежесрубленной (40 – 75%) и мокрой (влажность более 75%).

Строительные нормы ограничивают влажность древесины как материала (до 25%), а в клееных конструкциях – до 15%.

При изменении влажности от нуля до предела насыщения клеточных оболочек объем древесины увеличивается (разбухает), а снижение влажности в этих пределах уменьшает его размеры (усушка). Чем плотнее древесина, тем больше ее разбухание и усушка.

Установлено, что линейная усушка вдоль волокон, в радиальном и тангенциальном направлениях существенно различаются. Усушка вдоль волокон древесины обычно так мала, что ею пренебрегают, усушка в радиальном направлении колеблется в пределах 2-8, 5%, а в тангенциальном – 2, 2-14%. Следствием такой неравномерности усушки является коробление досок при высыхании. Непостоянство объема является крупным недостатком древесины как строительного материала.

Объемный вес. Существенно зависит от влажности древесины. Для сравнимости объемного веса различных пород их вес определяют при одной и той же влажности, обычно при 15%. Оказывается, что объемный вес древесины одинаковой влажности зависит также от породы, количества годовых слоев, процентного содержания летней древесины и т.д. В общем, наиболее употребительные в строительстве хвойные породы – ель, сосна, пихта (500-600 кг/м³) легче лиственных – дуба, бука, березы (700-800 кг/м³).

Температурное расширение. Коэффициент линейного температурного расширения a_Т зависит от направления волокон: расширение древесины меньше вдоль волокон и больше всего в тангенциальном направлении. Численно a_Т:

вдоль волокон – 1, 7× 10^-6¸ 3, 6× 10^-6 °С^-1

в радиальном направлении – 24, 2× 10^-6¸ 29, 3× 10^-6 °С^-1

в тангенциальном – 26, 7× 10^-6¸ 41, 9× 10^-6 °С^-1.

Так как расширение древесины вдоль волокон в 3-4 раза меньше, чем у стали и бетона, то в деревянных сооружениях отпадает необходимость устройства температурных швов, особенно, если учесть неизбежные неплотности в стыковых соединениях обычных типов.

Теплопроводность. Трубчатое строение клеток древесины превращает ее в плохой проводник тепла. Теплопроводность вдоль волокон больше, чем поперек волокон. Чем больше плотность и влажность древесины, тем больше ее теплопроводность. Малая теплопроводность древесины (хвойные породы вдоль волокон l@0, 33ккал/м× час× °С, поперек волокон l@0, 13ккал/м× час× °С) является основой широкого применения ее в ограждающих частях отапливаемых зданий, в результате чего толщина деревянных стен по сравнению с кирпичными значительно меньше. Так деревянная стена толщиной 11 см эквивалентна по теплопроводности кирпичной стене в два кирпича (толщиной 51 см).