На главную: Строительное дело
Вход
Строительное делоМастеровойДревесиноведениеФизические свойства древесиныРазбухание древесины

ДревесиноведениеВ начало раздела

Обработка древесины, сушка и классификация древесины, свойства дерева)
НЕ понравилась
0
Понравилось

Разбухание древесины

Разбухание древесины представляет собой явление, обратное усушке, и заключается в увеличении размеров древесины при поглощении ею влаги, пропитывающей оболочки клеточек. Разбухание подчиняется тем же закономерностям, что и усушка, и объясняется тем, что связанная влага, , внедряясь между мицеллами (или фибриллами), раздвигает их, вызывая увеличение размеров отдельных элементов и древесины в целом. Разбухание наблюдается при поглощении влаги до точки насыщения волокон; дальнейшее увеличение влажности древесины (заполнение водой полостей клеток) разбуханием не сопровождается. Определение линейного разбухания по ОСТ НКЛ 250 производится на таких же образцах, как и для определения усушки. Образцы сперва подсушивают в лаборатории до комнатно-сухого состояния, затем осторожно высушивают в сушильном шкафу (вначале при температуре 50-60°, а затем при температуре, равной 100 5°) до постоянного веса. Немедленно после высушивания и охлаждения в эксикаторе образцы измеряют микрометром по радиальному и тангентальному направлениям с точностью 0, 01 мм и помещают в ванну с дистиллированной водой так, чтобы они плавали на одной из торцевых поверхностей. В ванне образцы выдерживают до стабильных размеров, что устанавливается контрольными измерениями: два измерения по тангентальному направлению, произведенные- с интервалом в- трос суток, должны дать одинаковое результаты.

После увлажнения образцы вновь измеряют по тем же направлениям и вычисляют полное линейное разбухание в процентах по тангентальному (Рт) и радиальному (Р) направлениям по формулам:

Разбухание древесины

где: а и b - размеры образца по тангентальному и радиальному направлениям после высушивания; а1 и b1 - размеры образцов по тем же направлениям после увлажнения.

Для характеристики напряжений, возникающих в древесине при изменении ее влажности, можно воспользоваться данными И. Д. Грачева для натуральной и прессованной древесины березы. Определяя величину груза, необходимого для того, чтобы помещенный в воду образец не увеличил размеров, названный автор выявил, что этот груз для натуральной древесины березы, имевшей перед помещением в воду влажность 0, 9%, составляет 10 кг на каждый квадратный сантиметр площади, подвергнутой давлению (груз давил в радиальном направлении). Для прессованной древесины с начальной влажностью

11, 8% (лигностон объемного веса 1, 23) груз в тех же условиях опыта оказался равным 62 кг на каждый квадратный сантиметр, подвергнутый давлению (стабилизация положения происходила через двое суток), причем влажность в конце опыта была 24%. Если тот же лигностон опустить в воду и дать ему свободно разбухнуть (размеры увеличивались по направлению прессования с 25 до 36 мм, а влажность возрастала до 64%), а затем снова подвергнуть сжатию в том же направлении до первоначальной высоты, то потребуется втрое большее усилие.

Разбухание древесины происходит и при поглощении других жидкостей, но в меньшей степени, чем от воды, что видно из следующих данных для древесины березы, приведенных в табл. 29.

Таблица 29

Разбухание древесины в зависимости от жидкости

Жидкость Тангентальное разбухание в % Жидкость Тангентальное разбухание в %
Вода 13, 6 Хлороформ 4, 2
Глицерин 13, 1 Скипидар 1, 8
Этиловый спирт 9. 4 Бензол 0, 7
Ацетон 9, 1 Керосин 0, 3

Если абсолютно-сухую древесину увлажнить до точки насыщения волокон и снова высушить до первоначального состояния, кривые разбухания и усушки совпадут не полностью, а только на участке от 0 до 3% влажности и около точки насыщения волокон. Это явление, называемое гистерезисом, показывает, что процессы разбухания и усушки древесины не вполне обратимы.

Разбухание является отрицательным свойством древесины, но в некоторых случаях оно используется с положительной целью, например в бочарной таре под жидкие товары, деревянных трубах, лодках и т. п.

Водопоглощение. Водопоглощением древесины называется ее способность впитывать капельно-жидкую влагу благодаря пористому строению. При погружении высушенной древесины в воду вначале заполняются пустоты (каналы сосудов, полости трахеид и пр. ), а затем вода начинает проникать и в стенки клеток. Предельное количество воды, которое может поглотить древесина, складывается из максимального количества связанной и свободной влаги. Наибольшее количество связанной влаги определяется точкой насыщения волокон (23-30%), а количество свободной влаги зависит от объема пустот. Теоретически максимальное количество влаги может быть подсчитано по формуле:

Разбухание древесины

где: То - объемный вес в абсолютно-сухом состоянии; 1, 54 - удельный вес древесинного вещества; 30 - влажность при точке насыщения волокон.

Формула эта является приближенной, так как влажность при точке насыщения волокон и удельный вес древесинного вещества взяты средними.

Результаты вычислений по этой формуле не вполне совпадают с опытными данными еще и вследствие того, что практически не все пустоты внутри древесины могут быть заполнены водой (заполнение полостей смолой, закупорка сосудов тиллами и т. п. ). Так, по опытам Н. И. Стрекаловского с древесиной сосны оказалось, что после пребывания в воде в течениегода древесина заболони поглотила 202%, а древесина ядра - 126% влаги; вычисление по приведенной выше формуле дало соответственно 206 и 180%.

 Кривая водопоглощения древесины сосны

Рис. 57. Кривая водопоглощения древесины сосны

Водопоглощение зависит, таким образом, от породы, начальной влажности, температуры, а также от формы и размеров образца. Так, водопоглощение ядровой древесины меньше заболонной; с увеличением объемного веса водопоглощение уменьшается. Форма образца имеет весьма существенное значение для скорости поглощения: поглощение воды происходит главным образом через торцевые поверхности, поэтому образцы с большой торцевой поверхностью будут поглощать воду Значительно быстрее.

Определение водопоглощения по ОСТ НКЛ 250 производится на таких же образцах, как и при определении усушки. Образцы высушивают в сушильном шкафу при t = 100 5° до постоянного веса, взвешивают с точностью 0, 01 г и помещают в ванну с дистиллированной водой, так чтобы они плавали на одной из торцевых поверхностей. Образцы периодически взвешивают (перед взвешиванием образец осушают с поверхности фильтровальной бумагой) через 2 часа, 4 часа, а затем через 1, 2, 4, 7, 12, 20 суток и далее через каждые 10 суток, считая с момента помещения образцов в воду. Минимальная продолжительность наблюдений 15 суток.

Для каждого взвешивания вычисляется с точностью до 1 % соответствующая влажность образца и на основании полученных результатов строится диаграмма водопоглощения; для этого на оси абсцисс откладывается время, а на оси ординат - поглощение воды в процентах. Эта диаграмма и является характеристикой водопоглощения (рис. 57).

Водопоглощение древесины имеет существенное значение при сплаве, а также при пропитке антисептиками и антипиренами.

Водопроницаемость древесины

Водопроницаемость древесины определяет возможность прохождения через нее воды; свойство это зависит от породы, положения в стволе и направления. В связи с различной длиной водопроводящих элементов древесины хвойных (трахеиды) и лиственных (сосуды) пород водопроницаемость вдоль волокон у этих двух групп пород резко различна; так, под давлением в 1 ат через отрез ствола в 1 м у лиственных пород профильтровывается через 1 см2 поперечного сечения 5(3-150 см3 воды в 1 час, а у хвойных - всего 5-50 см3, т. е. в 3-10 раз меньше. В пределах одной и той же породы водопроницаемость заболони выше, чем ядра и спелой древесины, что объясняется различиями в состоянии водопроводящих элементов и пор на их стенках (закрытые и открытые окаймленные поры в трахеидах хвойных пор, открытые и затиллованные сосуды в лиственных породах и пр. ).

Из перечисленных выше факторов особенно важно направление, так как водопроницаемость вдоль волокон резко отличается от проницаемости поперек волокон. В опытах образец из древесины пихты длиной 8 см фильтровал но направлению волокон столб воды в 50 см3 в течение 1 часа; поперек же волокон в тангентальном направлении при том же давлении через образцы толщиной 1-3, 5 см за 20 час. проходило всего 4-10 см3 воды, т. е. в несколько сотен раз меньше. Поперек волокон водопроницаемость по радиальному направлению в среднем (для большинства пород) несколько больше, чем по тангентальному.

Однако этот вопрос весьма мало исследован, и имеющиеся данные явно недостаточны для окончательного суждения о водопроницаемости по радиальному и тангентальному направлениям. Здесь первостепенное значение имеют особенности анатомического строения древесины разных пород: расположение и состояние пор на стенках элементов, количество и степень проницаемости сердцевинных лучей, состояние горизонтальных смоляных ходов и пр.

Н. Красулин делит все породы на две группы: а) породы с сообщающимися годовыми слоями (переход воды возможен из слоя в слой по радиальному направлению) - преимущественно лиственные рассеяннопоровые породы (береза, клен, ольха, осина, тополь белый, ива, рябина, лещина и др. ) и из хвойных пород - сосна; б) породы с несообщающимися годовыми слоями - преимущественно хвойные (лиственница, кедр, ель, пихта) и кольцепоровые лиственные (ясень, дуб). На основании этого деления следовало бы ожидать, что для первой группы пород водопроницаемость по радиальному направлению должна быть больше, чем по тангентальному, а для второй группы наоборот. Однако прямые определения водопроницаемости, произведенные Н. Н. Чулицким, подтверждают это предположение лишь частично. Названный автор для хвойных пород (лиственница, сосна) получил более высокую водопроницаемость в тангентальном направлении, а для лиственных пород (дуб, ясень, каштан, бук. клен, груша, береза, ольха) - в радиальном направлении.

Водопроницаемость древесины имеет практическое значение в тех случаях, когда древесина применяется для изготовления бочарной тары под жидкости, водопроводных труб, деревянных судов и т. п.

{nb_link}
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.




Смотрите также

 
 
 
Регистрация | Забыли пароль? | Контанкты | Правила
Последние комментарии | Теги | Каталог ссылок
О сайте | Карта сайта | Наша команда | Список пользователей
Статистика | RSS | RSS отзывов
2009 © DeloStroika.ru - Сайт представляет Вам материалы по строительной тематике: строительство домов, коттеджей, ремонтные работы в доме и ремонт в квартире. Самостоятельно Вы сможете научиться строить гараж, построить баню, построить бассей и другие хоз. постройки. Видео раздел предлагает к просмотру материалы внутренней отделки и интерьера помещений Вашей квартиры.
* При полном или частичном использовании материалов сайта, активная (dofollow) гиперссылка на страницу материала обязательна.
Запросов: 2 (0.00255)
Rambler's Top100