Вес 1м3 древесины. Плотность дерева различной влажности. Плотность древесины - как строительного сырья. древесина

Различают удельный вес древесины (твердой древесной массы без пустот) и удельный вес древесины как физического тела. Удельный вес древесинного вещества выше единицы и мало зависит от породы дерева; в среднем его принимают равным 1,54. Удельный вес древесинного вещества имеет значение при определении пористости древесины. Условный объемный вес имеет перед объемным весом то преимущество, что он не зависит от величины усушки и не требует пересчета на 15% влажности. Это позволяет значительно упростить расчеты и обеспечивает более единообразные результаты при определении γусл нескольких образцов.

    Классификация пород по плотности

    Значения плотности разных пород древесины отличаются весьма существенно. По плотности древесины при стан­дартной влажности породы принято делить на три группы:

    –             породы с малой плотностью (540 кг/м3 и менее): из хвойных — сосна, ель (все виды), пихта (все виды), кедр (все виды), можжевельник обыкновенный; из лиственных — то­поль (все виды), липа (все виды), ива (все виды), осина, оль­ха черная и белая, каштан посевной, орех белый, серый и маньчжурский, бархат амурский;Вес 1м3 древесины
    –             породы средней плотности (540-740 кг/м3): из хвой­ных — лиственница (все виды), тис; из лиственных — береза повислая, пушистая, черная и желтая; бук восточный и евро­пейский, вяз, груша, дуб летний, восточный, болотный, мон­гольский; ильм, карагач, клен (все виды), лещина, орех грец­кий, платан, рябина, хурма, яблоня, ясень обыкновенный и маньчжурский;

    –             породы высокой плотности (750 кг/м3 и выше): ака­ция белая и песчаная, береза железная, гледичия каспий­ская, гикори белый, граб, дуб каштанолистный и араксинский, железное дерево, самшит, фисташка, хмелеграб.

           Среди иноземных пород имеются такие, древесина кото­рых имеет как очень малую плотность (бальса — 120 кг/ м3), так и очень высокую (бакаут — 1300 кг/м3).

    В таблицах Государственной системы стандартных спра­вочных данных (ГСССД), издаваемых Госстандартом Рос­сии («Древесина. Показатели физико-механических свойств малых образцов без пороков»), приводятся более подробные сведения о плотности древесины с указанием вида древесной породы и района ее произрастания.
    Плотность коры исследована гораздо меньше, чем древе­сины. Имеющиеся данные отличаются большой пестротой.
    Сравнение этих данных со средней плотностью древесины при стандартной влажности показывает, что плотность ко­ры сосны на 30-35% больше, чем древесины, ели – на 60-65%, а березы - на 15-20%.               

    Влияние структуры древесины на ее свойства

    На плотность древесины также сильно влияет содержащаяся в ней вода. Во-первых, она увеличиваетмассу образца, а во-вторых, набухание клеточных стенок в воде вызывает изменение объема образца. Поэтому плотность древесины определяют либо при отсутствии воды, либо при ее определенной массовой доле в древесине. Полностью высушенные образцы активно поглощают пары воды из окружающего воздуха и в ряде случаев более удобно обращаться с образцами древесины, содержащими известное количество воды и находящимися в относительном равновесии с окружающей атмосферой. В технологических расчетах иногда используют базисную плотность древесины, представляющую собой отношение массы абсолютно сухого образца древесины к его объему в максимально набухшем состоянии. Такое состояние характерно для свежесрубленной древесины и древесины, находившейся длительное время в контакте с водой. В этом случае фактически определяют базисную относительную плотность; однако приравнивая 1 г вытесненной воды к объему 1 см3, превращают ее из безразмерной величины в величину, имеющую размерность.

    Древесные породы характеризуются определенными значениями плотности древесины, на которые влияют условия произрастания. В зависимости от ботанического вида плотность древесины меняется в широких пределах. Например, для распространенных в России древесных пород плотность абсолютно сухой древесины изменяется от 350 кг/м3 у пихты сибирской до 920 кг/м3 у березы железной.

    По плотности древесины при влажности 12% все отечественные породы делят на три группы: с малой плотностью (540 кг/м3 и меньше) — ель, пихта, сосна, сосна кедровая, тополь, осина, ива, липа, ольха; средней плотности (550...740 кг/м3) — лиственница, береза, бук, дуб, вяз, клен, ясень; высокой плотности (750 кг/м3 и более) — акация, граб, отдельные виды березы, дуба, ясеня. Необходимо отметить, что древесина хвойных пород, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.Вес дерева
    Со структурой древесины тесно связано и такое свойство, как проницаемость жидкостями и газами. Проницаемость древесины характеризует ее способность пропускать жидкость или газы под давлением, что очень важно для процессов переработки древесины. Проницаемость древесины обусловлена существованием в древесине системы сообщающихся через поры полостей клеток и межклетников. Сухая клеточная стенка, как уже отмечалось, имеет низкую пористость, а ее компоненты или входят в кристаллические участки, или находятся в стеклообразном состоянии, что делает клеточную стенку практически непроницаемой для неполярных сред. В полярных жидкостях клеточные стенки сильно набухают и пористость их увеличивается. Для технологических целей наиболее важны водопроницаемость и газопроницаемость. Поскольку между этими характеристиками имеется хорошая корреляция, а испытания древесины на газопроницаемость требуют значительно меньше времени, то на практике для оценки проницаемости древесины часто определяют ее газопроницаемость.

    Проницаемость древесины, оцениваемая массовой или объемной скоростью прохождения потока жидкости или газа через единицу площади поверхности образца древесины, максимальна в аксиальном направлении, т.е. вдоль волокон. У древесины лиственных пород она в несколько раз выше, чем у хвойных, так как совпадает с направлением сосудов. Проницаемость поперек волокон значительно меньше и на нее большое влияние оказывают сердцевинные лучи. Образование спелой и в особенности ядровой древесины снижает проницаемость, а у отдельных пород ядровая древесина становится водонепроницаемой.

    Какую плотность имеют дуб, бук и другие породы

    В описаниях межкомнатных дверей и пород деревьев, из которых они изготовлены, часто проскальзывает термин «плотность древесины». Описания — это хорошо, но они не дают такого четкого понимания, как цифры — что значит «древесина дуба чуть-чуть плотнее»? Значения в виде цифр дают точную картину, на основании которой вы сами решите, какое дерево наиболее подойдет для изготовления межкомнатных дверей.Масса 1 м3 древесины
    Прежде чем перейти к цифрам, определимся, что такое плотность древесины и для чего ее нужно знать.

    Плотностью древесины называют отношение ее массы к объему. Проще говоря, чем кубометр дерева весит больше, тем он плотнее. Плотность древесины, называемая упрощенно плотностью дерева, зависит от влажности, поэтому принято оперировать значениями, полученными при влажности 12%.

    С первым вопросом разобрались, переходим ко второму. Плотность древесины напрямую влияет на два важных свойства — прочность и гигроскопичность. Плотная древесина обладает более высокой прочностью и в большинстве случаев гигроскопичностью. Последний термин означает, что двери из высокоплотной древесины более зависимы от изменений влажности — всем известно, что древесине свойственно впитывать влагу и расширяться. По этой причине двери из осины, липы или сосны, находящиеся в самом низу таблицы, используют в саунах и банях, где двери из бука просто перестали бы закрываться.

    Значения приводятся в граммах на кубический сантиметр (г/cм3) при влажности 12%. Обратим ваше внимание, что в некоторых случаях даны средние значения.

    Краткое описание свойств древесины: Граб.

    Граб наиболее широко распространен в Европе, Малой Азии и Иране. Древесина блестящая, тяжелая, вязкая. Цвет: беловато-серый. Плотность: 750 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 3,5.

    Лайсвуд. Одно из красивейших австралийских деревьев. Цвет светло-коричневый с характерной зернистостью. Плотность: 910-1050 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 5,5. Падук. Очень стойкая древесина с яркой положительной энергетикой. Цвет: от светлого желтовато-красного до темного кирпично-красного, испещеренного более темными линиями. Плотность: 850-950 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,2.

    Венге.Родина древесины венге тропические джунгли Западной Африки, вплоть до Заира. Структура материала крупная, ровноволокнистая, древесина декоративна и в то же время тяжела и устойчива к давлению и изгибу. Цвет: от золотисто-коричневого до очень темно-коричневого с черными прожилками. Плотность: 850-900 кг/м (куб). Твердость по Бринелю : 4,1.

    Тайгервуд (тигровое дерево). Произрастает в Западной Тропической Африке. Цвет: желтовато-коричневый, иногда отмечаемый темными полосами-"венами". Плотность: 800-900 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,1.

    Кокоболо. Высокая стабильность при изменении влажности. Цвет: темный, глубокий красный оттенок с черными, нерегулярными полосами. Яркая, выразительная, красивая текстура. Плотность: 800-980 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,35.

    Палисандр. Древесина очень плотная и тяжелая, хорошо полируется, тонет в вводе. Цвет: притягательный светло-коричневый с фиолетово-сиреневым отливом. Плотность: 1000 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 5,5.

    Ярра. Наименование одной из более чем 500 разновидностей австралийского эвкалипта. Цвет: все оттенки красного, от красно-розового до темно-красного. С течением времени ярра темнеет и его окраска может приобретать весьма разнообразные оттенки. Плотность: 820-850 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 5,0.

    Груша. Древесина плотная, твердая, хорошо обрабатывается, мало трескается. Цвет: от желтовато-белого до буровато-красного. Чтобы повысить твердость, грушевую древесину помещают в воду и выдерживают продолжительное время, после чего долго сушат в природных условиях. После просушивания она приобретает буроватый оттенок. Плотность: 700 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 3,4. Дуб (мореный). Древесина прочная, долговечная, устойчивая к внешним воздействиям. После долгого (от 50 до 300 лет) вымачивания (морения) без доступа кислорода древесина приобретает бархатно-черный цвет. Цвет: черный.

    Мореный дуб драгоценный древесный материал. На протяжении тысячелетий затонувшие дубовые стволы, находились на дне водохранилищ, где без доступа воздуха, в процессе морения приобрели прочность, не уступающую камню. Сама природа дарит ему прочность, долговечность и неповторимую цветовую гамму. Плотность: 750 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 3,8. Самшит. Древесина тверда как кость, удельный вес ее больше удельного веса воды, самшит тонет в воде. Поэтому она идет на изготовление деталей, где необходима значительная жесткость. Цвет: светло-желтый, матовый. Плотность: 1350 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: свыше 8,0. Макасар. Вид эбенового дерева распространенного в Юго-Восточной Азии. Цвет: темно-коричневый с черными прожилками. Имеет очень красивую текстуру. Плотность: 1000 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 7,0.

    Эбен. В торговле различают много сортов эбенового дерева. Самый редкий и дорогой произрастает только в странах Центральной Африки. Настолько дорог, что оплата за него идет в килограммах. Экспортные поставки африканского эбена ограничены и полностью контролируются правительствами тех стран, где он добывается. Древесина очень плотная и тяжелая, тонет в воде. Цвет: от темно-коричневого до бархатисто-черного с характерными более светлыми (или светло-коричневыми) продольными прожилками. Плотность: 1200 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: свыше 8,0. Ятоба. Еще ее называют бразильская вишня. Древесина тяжелая, прочная, твердая и при этом удивительно эластичная. Она трудно обрабатывается, но шлифуется и полируется почти до зеркального блеска. Цвет: Плотность: 960 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,8. Зебрано. Произрастает в Габоне и Камеруне. Древесина твердая и тяжелая. Поверхность блестящая, текстура несколько крупная. Цвет: светло-золотистый с узкими штрихами от темно-коричневой до почти черной окраски. Плотность: 900 кг/м (куб). Твердость по Бринеллю: 4.5. Кевазинго. Произрастает от экваториальной Африки, от Камеруна и Габона до Конго. Дерево до 35-40 метров высотой, диаметром ствола до 1.5-2 метров. Древесина от красно-коричневого до темно-красного цвета. Имеет красивый рисунок текстуры. Плотная, твердая, стабильная. Плотность: 820-850 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 5,0.

    Черный граб. Выращен в горах Кавказа. Сруб дерева произведен зимой когда сокодвижение остановлено. Секрет покраса передаётся из поколения в поколение. Цвет: черный. Плотность: 700 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 3,4. Мербау. Произрастает в Юго-восточной Азии (Малайзии, Индонезии, Филиппины). Основными преимуществами мербау является то, что она содержит в порах маслянистые вещества, является очень твердой, устойчивой к воздействию влаги и мало рассыхается. В процессе эксплуатации мербау темнеет, особенно светлые участки, в результате чего окраска древесины в целом выравнивается. Цвет: коричневый, от светлых до темных тонов, местами с вкраплением желтых прожилок. Плотность: 840 кг/куб.м. Твердость по Бринелю: 4,1. Ясень. Древесина тяжёлая, твёрдая с высокой прочностью. Обладание ударной вязкостью и гибкостью делают древесину ясеня одной из наиболее ценных в мире пород для изготовления спортивного инвентаря. Плотность: 700 кг/м(куб). Твердость по Бринеллю: 4,0-4,1.

     

    Плотность дерева различной влажности

    Одним из важнейших факторов при организации перевозки леса является плотность дерева. Она является важным показателем при расчете стоимости перевозки и подбора лесовоза.

    Масса 1 м3 дереваВес дерева бывает удельный и объемный. Удельный вес - масса единицы объема дерева без учета породы, влаги и других факторов - составляет 1540 кг/м3. Объемный вес - масса единицы объема дерева с учетом влаги и породы. Исходя из объемного веса, можно определить плотность дерева. Плотность деревьев разных пород различна. Также, весьма изменчива плотность дерева одной породы, в зависимости от географического месторасположения и типа леса.

    С увеличением влажности дерева плотность увеличивается. Например, плотность сосны при влажности 15 % – 0,51 т/м3, а при влажности 70 % – 0,72 т/м3. По степени влажности дерево разделяют: абсолютно сухое (влажность - 0%,только в лабораторных условиях), комнатно-сухое (влажность до 10%), воздушно – сухое (влажность – 15-20%), свежесрубленное (влажность 50-100%), мокрое (свыше 100%, при хранении дерева в воде).  

    Плотность древесины - как строительного сырья.

    Плотность древесины-отношение массы древесины к обьему Рw=Mw/Vw
    Плотность зависит от породы и влажности, обычно определяется по таблице. Все древесные породы подразделяются на 3 группы:
    1)Малоплотная P<0,5(г.см3)(сосна,ель, (пихта, кедр, осина, ольха, липа, тополь)
    2)Среднеплотная0,5<P<0,7(г.см3)(лиственница,береза,бук,дуб,ясеньвяз,ильм)
    3)Высоко плотная P>0,7(г.см3)(граб)
    Это свойство характеризуется массой единицы объёма материала, и имеет размерность в кг/м3 или г/см3.
    а) Плотность древесинного вещества pд.в., г/см, т.е. плотность материала клеточных стенок, равна: pд.в. = mд.в. / vд.в., где mд.в. и vд.в. - соответственно масса, г, и объем, см3, древесинного вещества.
    Этот показатель равен для всех пород 1,53 г/см3, поскольку одинаков химический состав клеточных стенок древесины.
    б) Плотность абсолютно сухой древесины p0 равна: p0 = m0 / v0, где m0, v0 - соответственно масса и объём древесины при W=0%.
    Плотность древесины меньше плотности древесинного вещества, так как она включает пустоты (полости клеток и межклеточные пространства, заполненнве воздухом).
    Относительный объём полостей, заполненных воздухом, характеризует пористость древесины П: П = (v0 - vд.в.) / v0 * 100, где v0 и vд.в. - соответственно объём образца и содержащегося в нём древесинного вещества при W=0%. Пористость древесины колеблется в пределах от 40 до 80%.
    в) Плотность влажной древесины: pw = mw / vw, где mw и vw - соответственно масса и объём древесины при влажности W. Плотность древесины зависит от её влажности. При влажности W < Wпн плотность изменяется незначительно, а при увеличении влажности выше Wпн наблюдается значительный рост плотности древесины
    г) Парциальная влажность древесины p`w характеризует содержание (массу) сухой древесины в единице объёма влажной древесины: p`w = m0 / vw, где m0 - масса абсолютно сухой древесины, г или кг; vw - объем, см3 или м3, древесины при данной влажности W.
    д) Базисная плотность древесины выражается отношением массы абсолютно сухого образца m0 к его объёму при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок Vmax: pБ = m0 / vmax. Этот основной показатель плотности, который не зависит от влажности, широко используется для оценки качества сырья в деревообработке, целлюлозно-бумажной промышленности и в других случаях.
    Величина плотности древесины изменяется в очень широких пределах. Среди пород России и ближнего зарубежья древесину с очень малой плотностью имеет пихта сибирская (345), ива белая (415), а наиболее плотную - самшит (1040), ядро фисташка (1100). Диапазон изменения плотности древесины иноземных пород шире: от 100-130 (бальза) до 1300 (бакаут). Значения плотности здесь и ниже даны в килограммах на метр кубический (кг/м3).
    По плотности древесины при 12% влажности породы делят на 3 группы: с малой (Р12 < 540), средней (550 < P12 < 740) и высокой (P12 > 740) плотностью древесины.

    Материал Плотность (объемная масса), кг/м3
    Ель 445
    Лиственница 660
    Дуб 690
    Бук 670
    Береза 630
    Ясень 680

     Удельный вес древесины

    Различают удельный вес древесины (твердой древесной массы без пустот) и удельный вес дерева как физического тела. Удельный вес древесинного вещества выше единицы и мало зависит от породы дерева; в среднем его принимают равным 1,54. Удельный вес древесинного вещества имеет значение при определении пористости древесины.

    Вместо понятия удельного веса древесины как физического тела, т. е. отношения ее веса к весу воды, взятой в том же объеме при 4°, на практике пользуются объемным весом древесины. Объемный вес (вес единицы объема древесины) измеряется в г/см3 и приводится к нормальной влажности древесины— 15%.

    Кроме объемного веса, иногда пользуются еще приведенным объемным весом, или условным объемным весом. Условным объемным весом называется отношение веса образца в абсолютно сухом состоянии к объему того же образца в свежеорубленном состоянии. Величина условного объемного веса очень близка к величине объемного веса в абсолютно сухом состоянии. Соотношение между условным объемным весом (γусл) и объемным весом в абсолютно сухом состоянии (γ0) выражается формулой

    γ0 = γусл/(1-Υ)

    где Υ— полная объемная усушка в процентах,

    γ0—объемный вес абсолютно сухой древесины.

    Объемный вес древесины

    Условный объемный вес имеет перед объемным весом то преимущество, что он не зависит от величины усушки и не требует пересчета на 15% влажности. Это позволяет значительно упростить расчеты и обеспечивает более единообразные результаты при определении γусл нескольких образцов.

    Объемный вес древесины зависит от влажности, от ширины годичного слоя,, от того, какое положение занимал образец по высоте ствола и по диаметру. При увеличении влажности объемный вес увеличивается.

    Изменение объемного веса древесины при высушивании до влажности, соответствующей точке насыщения волокон (23—30%), идет пропорционально влажности; после этого объемный вес начинает уменьшаться медленнее, так как уменьшается и объем древесины. При увеличении влажности древесины наблюдается обратное явление.

    Численная зависимость между объемным весом древесины и влажностью определяется по следующей формуле:

    γw = γ0 (100+W)/(100+(Y- Yw))

    где γw — искомый объемный вес при влажности W, γ0 — объемный вес в абсолютно сухом состоянии, W—влажность древесины в процентах,

    Y0-полная объемная усушка в процентах при высушивании до абсолютно сухого состояния и

    Yw- объемная усушка в процентах при высушивании дерева до W% влажности.

    Объемный вес древесины при данной ее влажности с достаточной точностью легко можно определить по номограмме, предложенной Н. С. Селюгиным (рис. 11). Предположим, что требуется определить вес 1 м3сосновой древесины при влажности 80%. По табл. 41а находим объемный вес древесины сосны при 15% влажности, равный 0,52. На пунктирной горизонтальной линии находим точку объемного веса 0,52 и· от этой точки идем по соответствующей наклонной линии приведенного объемного веса до пересечения ее с горизонтальной линией, показывающей влажность 80%. Из точки пересечения опускаем на горизонтальную ось перпендикуляр, который покажет искомый объемный вес, в данном случае 0,84. В табл. 5 даны значения веса древесины некоторых пород в зависимости от влажности.

    Таблица 5 – Ориентировочный вес 1 м3 древесины разных пород в кг

    Вес 1м3 древесины

    Объемный вес древесины зависит также от ширины годичного слоя. У лиственных пород объемный вес уменьшается с уменьшением ширины годичных слоев. Чем больше средняя ширина годичного кольца, тем больше объемный вес у одной и той же породы. Эта зависимость весьма заметна у кольцепоровых пород и несколько менее заметна у рассеяннопоровых. У хвойных пород обычно наблюдается обратная зависимость: объемный вес увеличивается с уменьшением ширины годичных колец, хотя встречаются и исключения из этого правила.

    Объемный вес древесины уменьшается от основания ствола к вершине. У сосен среднего возраста это падение достигает величины 21% (на высоте 12 м), у старых сосен доходит до 27% (на высоте 18 м).

    У березы понижение объемного веса по высоте ствола достигает 15% (в возрасте 60—70 лет, на высоте 12 м).

    Закономерности в изменении объемного веса древесины по диаметру ствола не наблюдается: у некоторых пород объемный вес слегка уменьшается в направлении от центра к периферии, у других слегка увеличивается.

    Большая разница наблюдается в объемном весе у ранней и поздней древесины. Так, отношение объемного веса ранней древесины к весу поздней у орегонской сосны равно 1 :3, у сосны 1 : 2,4, у лиственницы 1 : 3. Поэтому у хвойных пород объемный вес при повышении содержания поздней древесины увеличивается.

    Пористость древесины. Под пористостью древесины понимают объем пор в процентах от общего объема абсолютно сухой древесины. Пористость зависит от объемного веса древесины: чем больше объемный вес, тем меньше пористость.

    Для приближенного определения пористости можно пользоваться следующей формулой:

    С = 100 (1-0,65γ0)%

    где С — пористость древесины в %, γ0 — объемный вес абсолютно сухой древесины.

    В таблице указан вес 1 м3 древесины относительно процента влажности.

    Вес 1м3 сухой древесины

     

    Похожие товары

    Дерево является природным материалом, восприимчивым к колебаниям температуры и влажности.
    Есть такая проблема у любителя в Москве, да и других городах. Где купить древесину для изделий, а большинство торговых организаций ориентированы на профессионалов.
    Одно из замечательнейших качеств эвкалипта - его редкая способность осушать заболоченные земли.
    Заготовки - это доски и бруски, прирезанные применительно к заданным размерам и качеству древесины, используемой для изготовления деталей с припусками на механическую обработку и усушку.
    Одним из самых популярных строительных материалов используемых при строительстве домов и коттеджей, являются оцилиндрованые бревн
    О физических свойствах древесины.К ним относятся: внешний вид, запах, показатели макроструктуры, влажность и связанные с ней изменения ( усушка, разбухание, растрескивание, коробление), плотность,