Физические свойства древесины:
Истинная плотность древесины изменяется незначительно, т.к. древесина всех деревьев состоит в основном из одного вещества – целлюлозы. В связи с этим истинную плотность древесины можно принять равной 1,54 г/см3.
Средняя плотность древесины разных пород зависит от многих факторов. У большинства древесных пород плотность сухой древесины меньше 1000 кг/м3. С изменением влажности средняя плотность древесины меняется, поэтому принято сравнивать плотность древесины при одной и той же стандартной влажности, равной 12%.
Средняя плотность при стандартной влажности 
вычисляется по формуле:
где – средняя плотность образца древесины при стандартной влажности, 
– средняя плотность образца древесины с влажностью w в момент испытания, 
– поправочный коэффициент изменения плотности древесины при изменении ее влажности на 1%.
Теплопроводность сухой древесины незначительна; зависит от ее пористости, влажности и направлении теплового потока.
Механические свойства древесины: все механические свойства древесины как анизотропного волокнистого материала в большей степени зависят от того, под каким углом к волокнам направлена сила, наличие пороков, породы дерева, его плотности, влажности. Прочность древесины определяют путем испытания малых, чистых (без видимых пороков) образцов древесины.
Физико-механические свойства (из презентации).
Прочность древесины зависит от породы дерева, средней плотности, наличия пороков, влажности. Предел прочности определяется на стандартных, малых, чистых образцах, без видимых пороков.
Прочность при сжатии вдоль волокон достаточно высокая и составляет в среднем 40…60 МПа, т.е. сопоставима с прочностью бетона. Это объясняется тем, что пустотелые волокна работают как жесткие пространственные элементы.
|
|
Прочность при сжатии поперек волокон в 3…6 раз меньше предела прочности вдоль волокон. Это объясняется тем, что при сжатии поперек волокон в действительности происходит смятие волокон древесины без явного разрушения стенок.
Прочность при растяжении вдоль волокон в 2..3 раза больше прочности при сжатии в этом направлении и составляет 100…120 МПа. Прочность при растяжении сильно зависит от наличия некоторых пороков (сучки, косослой и др.), но мало изменяется от влажности.
Прочность при изгибе в 1,5…2 раза превышает прочность при сжатии вдоль волокон, но несколько меньше прочности при растяжении (порядка 70%), и составляет в среднем 60…110 МПа. Прочность при изгибе у древесины значительно выше, чем у большинства строительных материалов (бетон, керамика и т.д.).
Прочность древесины при скалывании имеет большое значение при устройстве, например, врубок. Предел прочности при скалывании вдоль волокон в пределах 6…13 МПа.
Стандартные схемы определения физико-механических свойств древесины
Диаграмма σ—ε
Удельная прочность древесины высокая. Удельная прочность древесины при растяжении вдоль волокон примерно такая же, как у высокопрочной стали или стеклопластика и составляет 200…220 МПа. Удельная прочность при сжатии вдоль волокон ниже и составляет 100…120 МПа. Т.е. по данному показателю древесина может конкурировать с современными конструкционными материалами.
|
|
Твердость древесины определяется при вдавливании шарика радиусом 5,64 мм (площадь отпечатка при вдавливании половины шарика составляет 1 см2). Твердость древесины по торцу на 15…50% выше твердости в радиальном и тангенциальном направлении.
Средние значения твердости:
Мягкие породы (сосна, ель, пихта, ольха) – 35…50 МПа;
Твердые породы (дуб, береза, бук, лиственница) – 50…100 МПа;
Очень твердые породы (самшит) – более 100 МПа.
Модуль упругости древесины зависит от породы и влажности. Среднее значение модуля упругости для воздушно-сухой сосны и ели 104…1,5·104 МПа.