Информация

Изменение свойств древесины

Изменение свойств древесины под действием различных факторов
Процесс удаления из древесины свободной и связанной влаги проходит под действием на­гретого пара, нагретого сухого или влажного воздуха, токов высокой частоты, пониженного дав­ления и других факторов.
Правильно выбранные режимы камерной сушки обеспечивают свойства материала, равноценные полу­ченным в результате естественной атмосферной сушки.
Применение необоснованно ускоренных режимов сушки, в частности повышение конечной температу­ры в камере до +105...+110°С, может привести не толь­ко к возникновению значительных остаточных напря­жений, растрескиванию и короблению пиломатериа­лов, но и к заметному снижению их прочностных свойств. Такое повышение температуры, так же как и сушка в перегретом паре и расплавленном петролатуме, неизбежно приводит к снижению механических свойств древесины. При этом пределы прочности при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе меняются незначительно, несколько заметнее уменьшаются пре­делы прочности при скалывании (в радиальном и, особенно, в тангенциальном направлении). Наиболее заметно уменьшается ударная вязкость — до 12%.
Влияние вакуумной и СВЧ-сушки на прочностные характеристики древесины изучено мало, но счита­ется, что в этих случаях существенных изменений механических свойств не происходит.
 
Воздействие высоких и низких температур
Влияние высоких температур в процессе эксплуа­тации конструкций из древесины, напротив, изуче­но достаточно подробно. Если древесина находится в среде с температурой до +100°С непродолжитель­ное время (несколько часов), то изменения ее свойств, в основном, обратимы. При достаточно длительном (несколько суток) пребывании в услови­ях повышенных температур прочность древесины заметно снижается. Так, например, при испытаниях абсолютно сухой древесины сосны, ясеня и дуба, проведенных в течение 16 суток при температуре +80...+100°С, наблюдалось снижение предела проч­ности при сжатии вдоль волокон на 5-10%, а удар­ной вязкости — на 15-30% (наибольшее снижение обнаружилось у дуба, наименьшее — у сосны). Наи­более существенные изменения свойств древесины наблюдаются в течение первых 2-4 суток. Увеличе­ние температуры, продолжительности ее действия и влажности древесины приводят к дальнейшему сни­жению прочности древесины.
Если с увеличением температуры увеличивается и влажность древесины, снижение механических свойств становится заметнее. Особенно сильно на эти показатели (кроме ударной вязкости) влияет из­менение влажности от нуля до предела насыщения клеточных стенок. Ударная вязкость при постоянной температуре и при увеличении влажности, напротив, повышается. Иногда древесину нагревают для того, чтобы достичь определенного снижения гигроскопичности и, соответственно, раз­бухания и усушки. Но такой вид обработки связан с потерей прочности. Повышение стабильности формы и размеров деталей из древесины и, соответственно, снижение прочностных характеристик (особенно ударной вязкости) тем больше, чем выше температура и длительность нагрева.
Перед гнутьем или прессованием дре­весины применяют пропаривание или проваривание в воде. В этом случае по­вышается се податливость, но снижается прочность. При пропаривании снижение прочности на изгиб у древесины хвой­ных пород на 10-20% больше, чем при обработке ее в горячей воде.
Низкие температуры оказывают на прочность древесины обратное влияние: прочность замороженной древесины за­метно повышается. Лед обеспечивает по­вышение устойчивости стенок клеток, что объясняет рост значений пределов проч­ности на изгиб, сжатие и раскалывание. Объяснимо и повышение хрупкости (сни­жение ударной вязкости) древесины, более заметное у пород с меньшей плотностью. Увеличение влажности способствует более яркому проявлению этих тенденций.
 
Влияние излучений, жидкостей и газов
Влияние ионизирующих излуче­ний. Ионизирующие излучения снижают прочностные характеристики древесины. Объясняется это радиолизом (разложе­нием) ее органических составляющих. Однако использование радиоизотопов в процессе неразрушающего контроля де­талей из древесины и их лучевая стерили­зация (смертельная доза для грибов и на­секомых составляет примерно 1 Мрад) не ведет к снижению механических свойств материала, потому что доза облучения ниже той, которая вызывает заметные разрушения в веществе древесины.
Влияние агрессивных жидкостей и газов. Под действием кислот и щелочей происходит изменение цвета и разруше­ние древесины. Смолистые вещества, со­держащиеся в хвойной древесине, заметно ослабляют негативное воздействие агрес­сивных сред, поэтому от их воздействия меньше страдают изделия из лиственницы и больше (в два-три раза) — лиственные породы, особенно мягкие. Древесина, по­раженная синевой, подвержена разруше­нию в большей степени, чем здоровая. Са­мо собой разумеется, что разрушение дре­весины под действием кислот и щелочей приводит к снижению ее прочности.
Влияние морской и речной воды. Испытания образцов, взятых из топляковых бревен (сосна, ель, береза, осина), показали, что после пребывания в реч­ной воде в течение 10-30 лет прочность древесины практически не изменилась. При более длительном воздействии реч­ной воды поверхностный слой (толщи­ной 10-15 мм) постепенно теряет прочность и начинает разрушаться. В то же время за этим поверхностным слоем прочность остается в пределах нормы, определенной для здоровой древесины.
Если древесина находится в воде не­сколько сотен лет, ее свойства сильно ме­няются. Количественные и качественные показатели этих изменений зависят от породы древесины. Наиболее известны результаты воздействия речной воды на древесину дуба. Мореный дуб меняет свою окраску до зеленовато-черного или угольно-черного, что происходит в ре­зультате соединения дубильных веществ с солями железа. В насыщенном водой со­стоянии древесина мореного дуба сохра­няет пластичность, но после высушива­ния становится более твердой и хрупкой по сравнению с обычным состоянием. Усушка мореного дуба в 1,5 раза больше, чем обычного, что объясняют сморщива­нием (коллапсом) клеток с уменьшенной толщиной стенок, поэтому и растрески­вается древесина мореного дуба при суш­ке больше обычного. Прочность морено­го дуба при сжатии и статическом изгибе снижается в 1,5 раза. На изменения влия­ет и состав речной воды.
Длительное воздействие морской воды приводит к заметному повышению твер­дости лиственницы. При строительстве Ве­неции около 400 тыс, штук лиственничных свай было забито для укрепления основа­ний различных сооружений. Позже, в 1827 году часть свай была обследована. В заклю­чении об их прочности сказано, что сваи из лиственничного леса, на которых осно­вана подводная часть города, как будто окаменели. Дерево сделалось до того твер­дым, что и топор, и пила едва берет его.
Обследование сосновых свай, взятых из портовых сооружений в Баку и Махач­кале, показало, что они на 40-70% снизи­ли свои прочностные свойства за 30 лет эксплуатации.
Точно определить степень изменения свойств топляковой древесины после пре­бывания в воде нельзя, т. к. неизвестны ее
свойства до затопления. Для установления возможности использования топляковой древесины проводят ее испытания и опре­деляют степень отклонения полученных данных от справочных.   
                                                                                                           2004   май-июнь   «ДЕРЕВО.RU»
Полезная информация? Поделитесь ею

Контактный телефон

+7 (812) 600-11-77

Адрес

193230, Санкт-Петербург,
Дальневосточный проспект, д.13 к.3
info@abrasive.ru
© 2017 Центр Абразивов.
Копирование материалов с сайта
без указания источника запрещено.
Создание сайта
— «Gudzon webstudio»