Достоинства и недостатки древесины как материала

15 марта 2016

Достоинства и недостатки древесины как материала

1. Достоинства древесины как материала, учитываемые при конструировании

  • Малая плотность при относительно высокой прочности. Прочностные характеристики древесины приведены в таблице:

Материал

Плотность (объемная масса), кг/м3

Коэффициенты качества при


сжатии

растяжении

Ель

445

2,315

1,000

Лиственница

660

1,894

0,977

Дуб

690

-

0,833

Бук

670

1,836

0,828

Ясень

680

2,132

0,868

Береза

630

2,667

0,873

  • Малая теплопроводность. Коэффициенты теплопроводности (ккал/м * ч * град):

Сталь

50

Железобетон

1,33

Стекло оконное

0,65

Кирпич

0,44

Древесина сосны:
вдоль волокон

0,30

поперек волокон

0,15

Плиты древесноволокнистые изоляционные

0,09 - 0,13

Опилки древесные

0,08

Вата минеральная

0,036 - 0,042

Теплопроводность древесины возрастает с увеличением плотности и влажности.

  • Хорошая обрабатываемость режущими инструментами.
  • Возможность склеивания.
  • Легкая гвоздимость.

Средние показатели сопротивления древесины выдергиванию гвоздей


Порода древесины

Плот-
ность, кг/м3

Размеры гвоздей, мм

оцинко-
ванных

не оцинкованных

1,2 х 25

1,6 х 25

2 х 4

Средние показатели сопротивления в направлениях

ради-
альном

танген-
циальном

ради-
альном

танген-
циальном

ради-
альном

танген-
циальном

Сосна

500

38

27

19

23

35

29

Ель

445

33

28

23

18

37

-

Лиственница

660

48

39

27

25

39

34

Дуб

690

57

55

39

39

64

65

Бук

670

57

58

41

48

65

79

Усилие, необходимое для выдергивания гвоздя, забитого в торец, на 10 - 15% меньше усилия, прилагаемого к гвоздю, забитому поперек волокон.

  • Способность хорошо окрашиваться, лакироваться, полироваться, красивая текстура (рисунок, образующийся на поверхности древесины следствие перерезания анатомических элементов).
  • Способность благодаря упругости хорошо поглощать звуки, возникающие при ударе и вибрации. Звукоизоляционные свойства древесины имеют большое значение при использовании в качестве звукоизоляционного строительного материала, а также для улучшения акустики общественных зданий.

Скорость распространения звука в древесине


Направление

Сосна

Береза

Вдоль волокон

5030

3625

В радиальном направлении

1450

1995

В тангенциальном направлении

850

1535

  • Звукоизлучающие свойства (резонанс). Древесина широко применяется для изготовления инструментов.
  • Стойкость к действию растворов кислот и щелочей; в связи с этим древесину хвойных пород применяют для изготовления емкостей, труб.
  • Способность к изгибу, что имеет существенное значение при гнутье древесины. Более высокой способностью к изгибу отличается древесина лиственных пород.
  • Сравнительно большая износостойкость.
  • Свойства "предупреждать" (потрескиванием) при критических нагрузках о своем скором разрушении.

2. Недостатки древесины как материала, учитываемые при конструировании

  • Анизотропность, т.е. изменение механических характеристик в зависимости от породы, места произрастания, зоны в поперечном сечении ствола (заболонь, ядро, сердцевина), направления волокон, наличия пороков и их расположения, влажности и других факторов; это затрудняет отбор материала для ответственных изделий и сооружений.
  • Изменение размеров и формы в результате усушки, разбухания, коробления, особенно под воздействием изменения температуры и влажности воздуха. Из-за неравномерного удаления влаги возникают напряжения, которые приводят к растрескиванию материала.
  • Растрескивание - отрицательное свойство древесины, но в некоторых случаях оно приносит пользу, обеспечивая плотность соединения (в емкостях, деревянных трубах, судах и т.п.). При закреплении разбухающих деталей из древесины возникает давление разбухания в пределах 8 - 32 кгс/см2.
  • Низкое сопротивление раскалыванию. Однако это свойство имеет положительные значения при заготовке колотых сортиментов.
  • Загнивание, повреждение насекомыми, возгорание в неблагоприятных условиях службы.