Коэффициент плотности древесины

Объемный и удельный вес древесины всех пород.

Древесина использовалась в строительных работах с давних времен. Конечно, ведь данный материал до сих пор является очень популярным благодаря наличию отличных технических характеристик. Древесина, сама по себе, является природным материалом структурированного типа, состоящая из древесных клеток и околоклеточных пустот, что в свою очередь, совсем не гарантирует что одна часть древесины будет равной другой идентичного размера. Поэтому, так часто, в процессе работ возникает вопрос подсчета нужного количества данного материала и таких параметров, как: вес древесины в целом и вес куба древесины.

Вес пород древесины в зависимости от вида в таблице

Порода дерева	Процент влажности, %
	Свежие	100	80	70	60	50	40	30	25	20	15
Лиственница	940	1100	990	930	880	820	770	710	700	690	670
Тополь	700	760	690	650	610	570	540	500	480	470	460
Бук	960	1110	1000	950	890	830	780	720	710	690	680
Вяз	940	1100	1100	930	880	820	770	710	690	680	660
Дуб	990	1160	1160	990	930	870	820	760	740	720	700
Граб	1060	1330	1330	1130	1000	990	930	860	840	830	810
Ель обыкновенная	740	750	750	640	600	560	520	490	470	460	450
Орех грецкий	910	1000	1000	850	800	750	700	650	630	610	600
Липа	760	830	830	710	660	620	580	540	540	530	500
Акация белая	1030	1330	1330	1190	1060	990	930	860	840	830	810
Ольха	810	880	880	750	700	660	620	570	560	540	530
Клен	870	1160	1160	990	930	870	820	760	740	720	700
Ясень обыкновенный	960	1150	1150	930	920	860	800	740	730	710	690
Пихта сибирская	680	630	630	540	510	470	440	410	400	390	380
Сосна обыкновенная	820	850	850	720	680	640	590	550	540	520	510
Пихта кавказская	720	730	730	620	580	550	510	480	460	450	440
Сосна кедровая	760	730	730	620	580	550	510	480	460	450	440
Береза	870	1050	1050	890	840	790	730	680	670	650	640
Осина	760	830	830	710	660	620	580	540	530	510	500

В зависимости от типа строительных работ, измерять древесину необходимо по-разному. На вес м3 древесины особое значение оказывает плотность материала, соответственно, для правильного решения поставленных вопросов необходимо определиться со значением плотности. Различают два вида плотности:

— Удельный вес (плотность древесинного вещества)

— Объемный вес (плотность структурированного физического тела)

Древесинным веществом называют массу твердых материалов древесины без природных пустот. Данный вид плотности измеряется в лабораторных условиях, так как требует дополнительных измерений, невыполнимых в обычных условиях. Для каждой древесины всех видов и пород деревьев, эта величина является константой и составляет 1540 кг/м3.

Плотность самой древесины определить достаточно легко в обычных условиях. Для этого достаточно взвесить кусок дерева и измерить его объем. Полученные данные обработать стандартными арифметическими действиями по следующей формуле: У = М/О, где У – удельный вес дерева, М – масса древесины, О – занимаемый объём.

Таблица объемного веса 1м3 древесины в зависимости от влажности.

Плотность древесного вещества, как было уже сказано, является константой. Однако, древесина имеет многоклеточную волокнистую структуру сложного типа. Стенки из древесного вещества играют роль каркаса в структуре древесины. Соответственно, у каждой породы и видов деревьев клеточные структуры, формы и размеры клеток варьируются, в следствии чего удельный вес дерева будет разный, как и разный вес м3 дерева.

Также, большую роль в изменении удельного веса древесины оказывает влажность. Благодаря структуре данного материала, с повышением влажности, повышается и плотность древесины. Однако на плотность древесинного вещества данное правило не распространяется.

Ниже представлен удельный вес древесины. Таблица составлена в зависимости от влажности материала и исчисляется такого показателя, как вес 1м3 древесины.

Сколько весит 1 кубический метр бруса, доски, вагонки и других изделий из дерева?

ВЕС 1 КУБ. М (ОБЪЕМНЫЙ ВЕС) БРУСА, ДОСКИ, БРЕВНА И ПОГОНАЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ
ВЕС ОДНОГО БРУСА, ОБРЕЗНОЙ ДОСКИ, ПОЛОВОЙ ДОСКИ, ВАГОНКИ
КОЛИЧЕСТВО БРУСЬЕВ, ОБРЕЗНЫХ И ПОЛОВЫХ ДОСОКВАГОНКИ В 1 КУБ. М

ВЕС 1 КУБИЧЕСКОГО МЕТРА (ОБЪЕМНЫЙ ВЕС) БРУСА, ДОСКИ И ПОГОНАЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Вес пиломатериалов (бруса, доски, бревна), погонажных изделий (вагонки, наличников, плинтусов и т.п.) и других изделий из дерева зависит в основном от влажности древесины и от ее породы.

В таблице представлены значения веса 1 кубического метра древесины (объемного веса) в зависимости от породы дерева и ее влажности.

Таблица веса 1 куб. м (объемного веса) бруса, доски, вагонки из древесины различных пород и влажности

КАТЕГОРИИ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ

Влажность древесины зависит от продолжительности и условий ее сушки и хранения.

В зависимости от показателя влажности, измеряемом в процентом отношении массы воды, содержащейся в древесине, к массе сухой древесины, древесина подразделяется на следующие категории влажности:

• Сухая древесина (влажность 10-18%) — это древесина, прошедшая технологическую сушку или долгое время хранившаяся в теплом сухом помещении;

• Воздушно-сухая древесина (влажность 19-23%) — это древесина с равновесной влажностью, когда влажность самой древесины уравновешивается с влажностью окружающего воздуха. Такая степень влажности достигается при длительном хранении древесины в естественных условиях, т.е. без применения специальных технологий сушки;

• Сырая древесина (влажность 24-45%) — это древесина, находящаяся в процессе высыхания от свежесрубленного состояния до равновесного;

• Свежесрубленная и мокрая древесина (влажность более 45%) — это древесина, недавно срубленная или долгое время находившаяся в воде.

СОВЕТ ПОКУПАТЕЛЯМ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДЕРЕВА:

Выбирая пиломатериалы (брус, бревна, доски) погонаж (вагонку и т.п.) или другие изделия из дерева, уточняйте технологию их сушки, а также, способ, среду и продолжительность хранения. Так, Вы сможете предварительно оценить уровень влажности древесины и, как следствие, точнее определить вес ее 1 куб. метра (объемный вес).

ВЕС ОДНОГО БРУСА, ОДНОЙ ОБРЕЗНОЙ И ПОЛОВОЙ ДОСОК, ВАГОНКИ

Вес одного бруса, доски или какого-либо погонажного изделия, также, зависит от влажности древесины из которой они сделаны и ее породы. В таблице приведены данные для наиболее используемой в строительстве древесины — сосны с сырой влажностью для бруса и обрезной доски и воздушно сухой влажностью для половой доски и вагонки.

Таблица веса одного бруса, одной доски и вагонки

КОЛИЧЕСТВО БРУСЬЕВ, ДОСОК И ВАГОНКИ В 1 КУБ. М

Количество штук какого-либо пиломатериала или погонажного изделия в 1 кубическом метре зависит от его размеров: ширины, толщины и длины. Данные о количестве пиломатериалов в 1 кб. м представлены в таблице.

Таблица количества брусьев, досок и вагонки в 1 куб. м

ПОЛЕЗНЫЕ СТАТЬИ ПО ПИЛОМАТЕРИАЛАМ:

Требования к влажности древесины строительных пиломатериалов и деревянных конструкций домов

Распил бревна. Какой лучше выбрать?

Что такое чистая древесина и чистое дерево?

Характеристики плит ОСП (OSB) и области их применения

Назад к списку

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.

Вес 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).

Калькулятор расчета объемного веса дерева.

Таблица плотности дерева различной влажности (кг/м3).

№	Порода дерева	Процент влажности, %
		15	20	25	30	40	50	60	70	80	100	Свеж.*
1	Лиственница	670	690	700	710	770	820	880	930	990	1100	940
2	Тополь	460	470	480	500	540	570	610	650	690	760	700
3	Бук	680	690	710	720	780	830	890	950	1000	1110	960
4	Вяз	660	680	690	710	770	820	880	930	990	1100	940
5	Дуб	700	720	740	760	820	870	930	990	1050	1160	990
6	Граб	810	830	840	860	930	990	1060	1130	1190	1330	1060
7	Ель обыкновенная	450	460	470	490	520	560	600	640	670	750	740
8	Орех грецкий	600	610	630	650	700	750	800	850	900	1000	910
9	Липа	500	530	540	540	580	620	660	710	750	830	760
10	Акация белая	810	830	840	860	930	990	1060	1190	1300	1330	1030
11	Ольха	530	540	560	570	620	660	700	750	790	880	810
12	Клен	700	720	740	760	820	870	930	990	1050	1160	870
13	Ясень обыкновенный	690	710	730	740	800	860	920	930	1030	1150	960
14	Пихта сибирская	380	390	400	410	440	470	510	540	570	630	680
15	Сосна обыкновенная	510	520	540	550	590	640	680	720	760	850	820
16	Пихта кавказская	440	450	460	480	510	550	580	620	660	730	720
17	Сосна кедровая	440	450	460	480	510	550	580	620	660	730	760
18	Береза	640	650	670	680	730	790	840	890	940	1050	870
19	Осина	500	510	530	540	580	620	660	710	750	830	760

Плотность древесины. Таблица значений плотности

Что такое плотность древесины

Плотность древесины — это отношение массы древесины к объёму древесины, то есть плотность определяется массой древесного вещества в единице своего объёма.

Выражается плотность в кг/м³

Обычно, в строительстве значение плотности древесины нужно для того, чтобы расчитать массу (вес) древесины.

Плотность у древесины напрямую зависит от её влажности — чем больше влажность, тем больше значение плотности.

Так же как и все остальные показатели физико-механических свойств древесины, плотность определяется при влажности 12%. При определении плотности древесного вещества его массу определяют взвешиванием, а объём рассчитывают по разнице объёма образца древесины и объёма жидкости, заполнившей пустоты в этом образце.

Очень тесная связь существует между плотностью и прочностью древесины. Более плотная (тяжёлая) древесина, как правило, является более прочной.

По плотности древесины при влажности 12% все породы делят на три группы:

• с малой плотностью (540 кг/м³ и меньше-) — ель, сосна, тополь, бальза, пихта, кедр, можжевельник, осина, ива, липа, ольха, каштан;
• средней плотности (540…740 кг/м³) — лиственница, берёза, бук, дуб, клён, ясень, орех грецкий, рябина, яблоня, груша, вяз, лещина;
• высокой плотности (750 кг/м³ и более+) — акация, граб, берёза железная, дуб, ясень, керуинг, самшит, фисташка.

Стоит отметить, что почти вся древесина у хвойных пород деревьев, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.

Таблица плотности древесины

Согласно последней правке «СП 64.13330.2017» от 2017 года сделанной в «СНиП II-25-80 Деревянные конструкции» раздел касающийся плотностей древесины имеет такой вид:

Плотность древесины и древесных материалов

1. Для определения собственного веса конструкций плотность древесины различных пород следует принимать по следующей таблице:

Таблица 1

Порода древесины	Плотность древесины, кг/м³, в конструкциях для условий эксплуатации по таблице 1
	1А, 1 и 2	3 и 4
Хвойные:
лиственница	650	800
сосна, ель, кедр, пихта	500	600
Твердые лиственные:
дуб, береза, бук, ясень, клен, граб, акация, вяз, и ильм	700	800
Мягкие лиственные:
осина, тополь, ольха, липа	500	600

1. Плотность свежесрубленной древесины хвойных и мягких лиственных пород следует принимать равной 850 кг/м³, твёрдых лиственных пород — 1000 кг/м³.
2. Плотность клееной древесины следует принимать как неклееной.
3. Плотность обычной фанеры следует принимать равной плотности древесины шпонов, а бакелизированной — 1000 кг/м³.
4. Плотность древесины из однонаправленного шпона 500-600 кг/м³, зависит от породы древесины шпонов.

Таблица справочных значений плотности для пород деревьев

Так как стандартизированные значения плотности для древесины имееют групповой вид, пришлось полазить по англоязычным справочникам, чтобы собрать значения плотности по породам деревьев. Получилась следующая таблица:

Плотность древесины наиболее встречаемых пород деревьев

Порода дерева	Плотность древесины кг/м³
Бальса (Бальза)	120-160
Пихта сибирская	390-430
Ель северная	400-450
Секвойя вечно-зелёная	410
Тополь	400-500
Ива	460
Сосна	450-500
Ольха	490
Осина	510
Липа	530
Красное дерево	540
Конский каштан	560
Каштан съедобный	590
Кипарис	600
Черемуха	610
Сапелли	620
Лещина	630
Орех грецкий	640
Берёза	650
Вишня	660
Вяз гладкий	660
Лиственница	660
Клен полевой	670
Тиковое дерево	670
Груша	690
Дуб	690
Афрормозия	700
Свитения (махагони)	700
Платан	700
Жостер (крушина)	710
Бук	720
Граб	750
Падук	750
Тисс	750
Ясень	750
Дуссия	800
Кемпас	800
Слива	800
Сирень	800
Боярышник	800
Палисандр	800 — 1000
Пекан (кария)	830
Ярра	830
Мербау	840
Ятоба (мареил)	840
Керуинг	850
Кулахи	850
Мутения	850
Венге	900
Лапачо	900
Олива	900
Сандаловое дерево	900
Панга-панга	950
Самшит	960
Лим	970
Сукупира	1 000
Кумару	1 100
Эбеновое дерево (Хурма)	1 080
Черное дерево	1 160
Квебрахо	1 210
Гваякум или бакаут	1 280

Необходимые таблицы и коэффициенты для расчета деревянной балки

Расчет деревянной балки по принципу сравним с расчетом металлической балки. Здесь также, как и там необходимо собрать нагрузки, определить расчетную схему, рассчитать максимальный момент, по нему определить требуемый момент сопротивления и прогиб балки и сравнить их с максимально допустимыми.

Только в отличие от металлических в расчете деревянных балок используется много поправочных коэффициентов.

На данной странице представлены основные коэффициенты и таблицы из СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011) (далее ) необходимые для корректного расчета деревянной цельной и клееной балок, а также бревен.

Цельные балки

Таблица 1. Расчетные сопротивления для сосны, ели и европейской лиственницы при влажности 12%.

Напряженное состояние и характеристика элементов	Расчетные сопротивления, МПа(кгс/см2), для сортов (классов) древесины
	обозначение	1/К26	2/К24	3/К16
1. Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон:
а) элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах «б», «в») высотой до 50 см. При высоте сечения более 50 см (см. таблицу 4).	Rи, Rс, Rсм	14 (140)	13 (130)	8,5 (85)
б) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11 до 13 см при высоте сечения свыше 11 до 50 см	Rи, Rс, Rсм	15 (150)	14 (140)	10 (100)
в) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см	Rи, Rс, Rсм	16 (160)	15 (150)	11 (110)
г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении	Rи, Rс, Rсм	—	16 (160)	10 (100)
2. Растяжение вдоль волокон:
а) неклееные элементы	Rр	10 (100)	7 (70)	—
б) клееные элементы	Rр	12 (120)	9 (90)	—
3. Сжатие и смятие по всей площади поперек волокон	Rс90, Rсм90	1,8 (18)	1,8 (18)	1,8 (18)
4. Смятие поперек волокон местное:
а) в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов	Rсм90	3 (30)	3 (30)	3 (30)
б) под шайбами при углах смятия от 90 до 60°	Rсм90	4 (40)	4 (40)	4 (40)
5. Скалывание вдоль волокон:
а) при изгибе неклееных элементов	Rск	1,8 (18)	1,6 (16)	1,6 (16)
б) при изгибе клееных элементов	Rск	1,6 (16)	1,5 (15)	1,5 (15)
в) в лобовых врубках для максимального напряжения	Rск	2,4 (24)	2,1 (21)	2,1 (21)
г) местное в клеевых соединениях для максимального напряжения	Rск	2,1 (21)	2,1 (21)	2,1 (21)
6. Скалывание поперек волокон:
а) в соединениях неклееных элементов	Rск90	1 (10)	0,8 (8)	0,6 (6)
б) в соединениях клееных элементов	Rск90	0,7 (7))	0,7 (7)	0,6 (6)
7. Растяжение поперек волокон элементов из клееной древесины	Rр90	0,35 (3,5)	0,3 (3)	0,25 (2,5)
Примечания: 1. В конструкциях построечного изготовления величины расчетных сопротивлений на растяжение, принятые по поз. 2,а данной таблицы, следует снижать на 30 %. 2. Расчетное сопротивление изгибу для элементов настила и обрешетки под кровлю из древесины 3-го сорта следует принимать равным 13 МПа (130 кгс/см2).

Расчетные сопротивления, приведенные в таблице 1 следует умножать на коэффициенты условий работы:

а) для различных условий эксплуатации конструкций — на коэффициент mв (таблица 2);

Таблица 2. Коэффициенты условий работы.

Условия эксплуатации (по таблице 1 )	Коэффициент mв	Условия эксплуатации (по таблице 1 )	Коэффициент mв
А1, А2, Б1, Б2 (C1, C2.1)	1	В2, В3, Г1 (С2.2, С3.2)	0,85
A3, Б3, B1 (C2.2, С3.1)	0,9	Г2, Г3 (С4)	0,75

б) для конструкций, эксплуатируемых при установившейся температуре воздуха до +35 °С, — на коэффициент mт = 1; при температуре +50 °С — на коэффициент mт = 0,8. Для промежуточных значений температуры коэффициент принимается по интерполяции;

в) для конструкций, в которых напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80 % суммарного напряжения от всех нагрузок, — на коэффициент mд = 0,8;

г) для конструкций, рассчитываемых с учетом воздействия кратковременных (ветровой, монтажной или гололедной) нагрузок, а также нагрузок от тяжения и обрыва проводов воздушных ЛЭП и сейсмической, — на коэффициент mн (таблица 3);

Таблица 3. Коэффициенты кратковременных нагрузок.

Нагрузка	Коэффициент mн
	для всех видов сопротивлений, кроме смятия поперек волокон	для смятия поперек волокон
1. Ветровая, монтажная, кроме указанной в поз. 3	1,2	1,4
2. Сейсмическая	1,4	1,6
Для опор воздушных линий электропередачи
3. Гололедная, монтажная, ветровая при гололеде, от тяжения проводов при температуре ниже среднегодовой	1,45	1,6
4. При обрыве проводов и тросов	1,9	2,2

д) для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов прямоугольного сечения высотой более 50 см значения расчетных сопротивлений изгибу и сжатию вдоль волокон — на коэффициент mб (таблице 4);

Таблица 4. Коэффициенты для высоких сечений.

Высота сечения, см	50 и менее	60	70	80	100	120 и более
Коэффициент mб	1	0,96	0,93	0,90	0,85	0,8

е) для элементов, подвергнутых глубокой пропитке антипиренами под давлением, — на коэффициент mа = 0,9;

ж) для гнутых элементов конструкций значения расчетных сопротивлений растяжению, сжатию и изгибу — на коэффициент mгн (таблица 5).

Таблица 5. Коэффициенты для гнутых элементов конструкций.

Напряженное состояние	Обозначение расчетных сопротивлений	Коэффициент mгн при отношении rк/a
		150	200	250	500 и более
Сжатие и изгиб	Rc, Rи	0,8	0,9	1	1
Растяжение	Rр	0,6	0,7	0,8	1
Примечание: rк — радиус кривизны гнутой доски или бруска; а — толщина гнутой доски или бруска в радиальном направлении.

з) расчетные сопротивления из таблицы 1 следует разделить на коэффициенты надежности: для конструкций, отнесенных к классам ответственности (по приложению И ) — коэффициент γн/о (таблица 6).

Таблица 6. Коэффициенты класса ответственности.

Класс ответственности	I класс	II класс	III класс
Коэффициент надежности по ответственности γн/о	1,05	1,00	0,90

Классы ответственности:

I класса — конструкции для зданий I уровня ответственности, используемых в качестве несущих, когда выход из строя конструкции вызывает разрушение здания и сооружения или его части, что связано с большими материальными или людскими потерями. К ним относятся большепролетные конструкции спортивно-зрелищных, торговых, жилых и общественных зданий и сооружений, как правило, индивидуального проектирования;

II класса — конструкции для зданий II уровня ответственности. К ним относятся конструкции производственных, складских и т.п. зданий;

III класса — преимущественно ненесущие конструкции для зданий III уровня ответственности, к которым относятся брусья стен, каркасы ограждающих конструкций панелей, архитектурно-декоративные и другие элементы.

Таблица 7. Коэффициенты перехода для других пород древесины.

Древесные породы	Коэффициент mп для расчетных сопротивлений
	растяжению, изгибу, сжатию и смятию вдоль волокон Rр, Rи, Rc, Rсм	сжатию и смятию поперек волокон Rс90, Rсм90	скалыванию Rск
Хвойные
1. Лиственница, кроме европейской и японской	1,2	1,2	1
2. Кедр сибирский, кроме кедра Красноярского края	0,9	0,9	0,9
3. Кедр Красноярского края, сосна веймутова	0,65	0,65	0,65
4. Пихта	0,8	0,8	0,8
Твердые лиственные
5. Дуб	1,3	2	1,3
6. Ясень, клен, граб	1,3	2	1,6
7. Акация	1,5	2,2	1,8
8. Береза, бук	1,1	1,6	1,3
9. Вяз, ильм	1	1,6	1
Мягкие лиственные
10. Ольха, липа, осина, тополь	0,8	1	0,8
Примечание: Коэффициенты mп, указанные в таблице, для конструкций опор воздушных линий электропередачи, изготавливаемых из не пропитанной антисептиками лиственницы (при влажности ≤ 25 %), умножаются на коэффициент 0,85.

Таблица 8. Коэффициенты срока службы для древесины.

Срок службы	до 50 лет	50-100 лет	более 100 лет
Коэффициент надежности по сроку службы γсс	1,0	0,9	0,8

Таблица 9. Предельные прогибы в долях пролета.

Элементы конструкций	Предельные прогибы в долях пролета, не более
1. Балки междуэтажных перекрытий	1/250
2. Балки чердачных перекрытий	1/200
3. Покрытия (кроме ендов):
а) прогоны, стропильные ноги	1/200
б) балки консольные	1/150
в) фермы, клееные балки (кроме консольных)	1/300
г) плиты	1/250
д) обрешетки, настилы	1/150
4. Несущие элементы ендов	1/400
5. Панели и элементы фахверха	1/250
Примечания: 1. При наличии штукатурки, прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролета. 2. При наличии строительного подъема, предельный прогиб клееных балок допускается увеличивать до 1/200 пролета.

Таблица 10. Сопоставительная стойкость к загниванию натуральной древесины при естественных условиях.

Класс стойкости	Породы по убывающей природной стойкости	Кратность природной стойкости пород древесины по сравнению со стойкостью заболони липы
1	Лиственница (ядро) Дуб (ядро) Ясень (ядро) Ясень (заболонь) Сосна (ядро) Сосна (заболонь)	9,1 5,2 4,9 4,6 4,4 4
2	Пихта(ядро) Ель (ядро) Пихта (заболонь) Бук (ядро) Ель (заболонь) Лиственница (заболонь)	3,8 3,6 3,4 3,3 3,2 3,1
3	Бук (заболонь) Граб (заболонь) Вяз (ядро) Дуб (заболонь) Клен (заболонь) Береза (заболонь)	2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2
4	Береза (ядро) Ольха (ядро) Осина (ядро) Ольха (заболонь) Осина (заболонь) Липа (заболонь)	1.8 1.5 1.2 1.1 1.1 1

Модуль упругости древесины. Для древесины не взирая на породы согласно п.5.3 СП 64.13330.2011 при расчете по предельным состояниям второй группы (по прогибу) модуль упругости обычно принимается равным 10000 Мпа или 10х108 кгс/м2 (10х104 кгс/см2) вдоль волокон и Е90 = 400 МПа поперек волокон. Но в действительности значение модуля упругости даже для сосны может колебаться от 6х108 до 11х108 кгс/м2 в зависимости от влажности древесины и времени действия нагрузки. При длительном действии нагрузки согласно п.5.4 СП 64.13330.2011 при расчете по предельным состояниям первой группы по деформированной схеме нужно использовать коэффициент mдс = 0.75.

Обычные клееные балки

Расчет обычных (не из шпона) клееных балок производится также, как для балок цельного сечения, но с введением к моменту сопротивления ряда коэффициентов kw, которые учитывают форму поперечного сечения, а также абсолютные размеры сечения.

Таблица 11. Значения коэффициента kw для прямоугольных клееных балок разной высоты h.

Ширина балки b в см	Коэффициент kw при высоте балки h см
	14-50	60	70	80	90	100 и более
b < 14	1,00	0,95	0,90	0,85	0,80	0,75
b > 14	1,15	1,05	0,95	0,90	0,85	0,80

Для клееных балок двутаврового, рельсовидного и таврового сечений с шириной b и высотой h расчетный момент сопротивления определяется с учетом коэффициентов таблицы 11 и дополнительно умножается на коэффициенты k’w (таблица 12) в зависимости от отношения толщины стенки b1 к полной ширине балки b.

Таблица 12. Коэффициенты k’w при различном отношении b1/b.

b1/b	1/2	1/3	1/4
k’w	0,90	0,80	0,75

Для промежуточных значений высот сечения h и отношения b1/b величину коэффициентов kw и k’w определяют по интерполяции.

Разрушение двутавровых балок от изгиба возможно только при достаточной их гибкости. В жестких балках разрушение происходит от скалывания стенки. Нормы рекомендуют поэтому принимать отношение величины пролета l к высоте балки h не менее указанного в таблице 13 для разных отношений толщины стенки b1 к ширине балки b.

Таблица 13. Рекомендуемые наименьшие отношения l/h в клееных двутавровых балках.

b1/b	1/2	1/3	1/4
l/h	12	15	18

Если же по тем или иным соображениям необходимо применить более жесткие балки с отношением l1/h1 менее указанного в таблице 13, то коэффициенты kw, приведенные в таблице 11, уменьшаются путем умножения на отношение (l1/h1 ):( l/h).

Кроме этого, для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов, в зависимости от толщины слоев, значения расчетных сопротивлений изгибу, скалыванию и сжатию вдоль волокон умножаются на коэффициент mсл (таблица 14).

Таблица 14. Коэффициенты для клееных элементов в зависимости от толщины слоя.

Толщина слоя, мм	19 и менее	26	33	42*
Коэффициент mсл	1,1	1,05	1	0,95

* — толщину склеиваемых слоев в элементах, как правило, следует принимать не более 33 мм. В прямолинейных элементах допускается толщина слоев до 42 мм при условии устройства в них продольных компенсационных прорезей.

Балки клееные из шпона ЛВЛ (LVL)

Таблица 15. Расчетное сопротивление многослойных клееных балок из шпона материала Ultralam.

Расчетное сопротивление, МПа		Тип Ultralam™
		Rs	R	X	I
сжатию	вдоль волокон	25,7	23,6	19,8	22,1
	поперек волокон (ребро)	4,3	3,5	6,8	3,8
	поперек волокон (пласть)	1,9	1,7	1,9	1,7
растяжению	вдоль волокон	26,9	22,5	17,5	16,9
	поперек волокон	—	0,7	—	—
изгибу	вдоль волокон (ребро)	27,3	26,8	19,6	23,7
	вдоль волокон (пласть)	35,5	27,8	24,1	22,9
скалыванию	вдоль волокон	—	2,6	2,6	—
	поперек волокон	—	1,1	1,1	—

Характеристики материалов:

Rs — все слои шпона имеют параллельное направление во­локон, для изготовления используется шпон сортов G1—G2 (преимущественно сорт G1). Применяется в несущих конструкциях.

R — все слои шпона имеют параллельное направление волокон, для изготовления используется шпон сортов G1 — G2 (преимущественно сорт G2). Применяется в несущих конструкциях.

X — отдельные слои шпона имеют взаимно перпендикулярное направление волокон, для изготовления используется шпон сортов G2-G3. Несущие и ограждающие конструкции.

I — слои шпона могут иметь как параллельное, так и взаимно перпендикулярное направление волокон, для изготовления используется шпон сортов G3—G4. Ограждающие конструкции, в том числе заготовки для дверного и мебельного производства и т.д.

Таблица 16. Модуль упругости для многослойных клееных балок из шпона материала Ultralam.

Модуль упругости Е, МПа	Тип Ultralam™
	Rs	R	X	I
	15 600	14 000	11 000	12 700

Круглый лес

Для растянутых элементов с ослаблением в расчетном сечении и изгибаемых элементов из круглых лесоматериалов с подрезкой в расчетном сечении расчетное сопротивление из таблицы 1 следует умножать на коэффициент mо = 0,8.

Причины необходимости выполнения усушки древесины

Древо является одним из наиболее распространенных при проведении строительных работ материалов. Для обеспечения успешной эксплуатации изделий требуется обязательная предварительная усушка древесины, при котором удаляется избыточная влага. Такой процесс способствует повышению долговечности готовых конструкций.

Влага, присутствующая в древесине

Живое дерево наполнено соками. Дополнительно показатели влажности привносит окружающая среда. Ошибочно считать, что сухая поверхность доски или бруса говорит об отсутствии приводящей к повреждениям влаги. Большая её часть незаметна стороннему наблюдателю и не видна за счет капель на поверхности. Обрабатывать требуется всю древесину, её внутренние слои и межклеточное пространство.

При проведении усушки древесины происходит удаление находящихся в клеточных оболочках связанной влаги. Она находится внутри микрофибрилл и в их промежутках. Удаление обеспечивает снижению толщины клеточных оболочек, уменьшению поперечных размеров каждой клетки. Правильно выполненная величина усушки древесины проводится в поперечных направлениях. Продольная усушка оказывает меньшее влияние на основной наклон поперечной формации. Порядок регламентирует гост усушки древесины. Выполняются следующие виды работ по усушке:

• поперечная;
• продольная;
• тангенциальная;
• поперек волокон.

Результаты отличаются от выполнения ранней или поздней усушки древесины годичного слоя. Максимальные коэффициенты усушки древесины показывают хвойные деревья, лидером среди которых является лиственница, достигая 0,52 Ку. Показатель сосны составляет 0,44 Ку. Наименьшие данные отличают осину – 0,41Ку. Параметры определить помогает специально существующая составленная усушка древесины таблица. Коэффициент рассчитывается с помощью формулы У= К(30-WK), где У показывает параметры усушки. За К берется представленный в таблицах коэффициент, а за WK принимается ожидаемый итоговый процент влажности.

С целью сохранения геометрии древесного полотна для устранения разницы влажности разных годичных слоев перед началом процедуры выполняются компенсационные пропилы. Это гарантирует равномерное расширение материала, исключая возникновение трещин. При чрезмерном процессе происходит необратимая деформация. Например, квадратные брусья способны принимать трапецеидальную форму. Степень усушки древесины механизирована, позволяя выполнить работы с сохранением качества материала.

Условия технологии

Большую роль играет анизотропия усушки древесины. В разных направлениях она отличается. Так, в горизонтальном направлении она может быть в полтора-два раза меньше, чем в тангенциальном. Это связано с особенностями анатомического строения дерева, имеющим различные механические свойства поперек и вдоль волокон.

При этом у поздней древесины плотность годичных колец в среднем в три раза выше чем и молодых растений. Одновременно разными показателями отличаются годовые кольца разных лет формирования и высотой бруса или полена по отношению к комелю.

При проведении работ применяются различные изменения размера материалов:

• слабоусыхающая, имеющая коэффициент до 0,4;
• умеренно, с показателями от 0,4 до 0,55;
• древесина, отличающаяся значительной готовностью к усушке, имеющая показатель до 0,65;
• свыше 0,65.

Параметры зависят от породы, возраста, влажности. Не срезе многие деревья могут иметь влажности более 60%.

Работа дома

Работы могут проводиться в домашних условиях. Для этого используется:

• Размещение на открытом воздухе в местах, защищенных от воздействия воды и влаги.
• Оборачивание каждого бруса влагопоглощающими материалами, такими, как газеты.
• Укладка на теплую поверхность, например, батарею.
• Применение калорифера.

Но группы древесины по степени усушки делятся на породы разной плотности. Самостоятельно подготовить большие партии материала для использования в строительстве или ремонте сложно. Большая часть полотен и брусьев деформируется и растрескивается. Самому хорошо получится подготовить максимум несколько досок. Крупные партии при самостоятельной работе теряют технические показатели и способность успешного использования в строительных, отделочных и других видах деятельности.

Промышленные способы

В промышленных условиях для выполнения усушки используются специализированные камеры. Чаще всего сегодня используется вакуумная сушильная камера контактного типа. В этом случае величина усушки древесины гост строго регламентирует. Продолжительность процедуры зависит от качества используемого пиломатериала. При его высоком качестве подготовка занимает порядка 18 часов. Работа с брусом займет около трех суток.

Использование камеры обеспечивает учет градиента температуры и влажности. Учитывается различие параметром слоев от наружным к внутренним, гарантируя равномерное удаление влаги из всех частей дерева. С целью исключения неравномерного удаления влаги в камерах может применяться увлажнение горячим паром.

Увлажненный воздух обдувает штабеля, снимая возникновение наружного напряжения. Подача горячего пара дозируется, предотвращая образования внутренних трещин при резком расширении наружных слоев. Качественным признается только пиломатериал или брус, влажность которого во всех слоях не превышает 15% с минимальными отклонениями от линейности. Это определяют различные ГОСТ «Древесина». В зависимости от ГОСТ, рассматривается сорт, плотность и другие показатели. Организации, выполняющие процедуру на профессиональном уровне, учитывают требованиях всех существующих государственных стандартов «Древесина».

Выполнить все требования позволяет обращение к специалистам. Современное оборудование обеспечит подготовку качественного бруса, доски, пиломатериалов, которые успешно прослужат многие годы без дополнительного ухода за изготовленными из них конструкциями и изделиями.

ГОСТ 16483.1-84 (СТ СЭВ 388-76) Древесина. Метод определения плотности

ГОСТ 16483.1-84
(СТ СЭВ 388-76)
Группа К09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ДРЕВЕСИНА
Метод определения плотности
Wood. Method for determination of density

ОКСТУ 5309

Срок действия с 01.07.1985
до 01.07.90*
_______________________
* Ограничение срока действия снято по протоколу N 5-94
Межгосударственного Совета по стандартизации,
метрологии и сертификации (ИУС N 11-12, 1994 год). —
Примечание изготовителя базы данных.

РАЗРАБОТАН Министерством лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности СССР Министерством высшего и среднего специального образования СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ:

А.М.Боровиков, Г.А.Чибисова, А.М.Рванина, Б.Н.Уголев
ВНЕСЕН Министерством лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности СССР

Зам. министра В.М.Венцлавский
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13 апреля 1984 г. N 1277
ВЗАМЕН ГОСТ 16483.1-73
Настоящий стандарт распространяется на древесину и устанавливает метод определения следующих показателей плотности: плотность при влажности в момент испытания (отношение массы образца к его объему), плотность абсолютно сухой древесины (отношение массы образца в абсолютно сухом состоянии к его объему), парциальная плотность (отношение массы образца в абсолютно сухом состоянии к его объему при влажности меньше предела насыщения клеточных стенок), базисная плотность (отношение массы образца в абсолютно сухом состоянии к его объему при влажности, равной или больше предела насыщения клеточных стенок).
Сущность метода заключается в определении при соответствующей влажности древесины массы и объема образца и вычислении показателей плотности.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 388-76 и МС ИСО 3131-75* в части определения показателей плотности на образцах, кондиционированных по влажности.
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.
Метод не распространяется на авиационную древесину.

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1.1. Образцы изготовляют в форме прямоугольной призмы с основанием 20х20 мм и длиной вдоль волокон 30 мм. Если годичные слои имеют ширину более 4 мм, размеры поперечного сечения должны быть увеличены так, чтобы образец включал не менее 5 слоев.

1.2. Количество, изготовление и влажность образцов — по ГОСТ 16483.0-78.
Допускается проводить испытания на образцах, не подвергавшихся кондиционированию и имеющих влажность меньше предела насыщения клеточных стенок и отличающуюся от нормализованной.
Минимальное количество образцов может быть принято равным 16.

>2. АППАРАТУРА

2.1. Штангенциркуль по ГОСТ 166-80, с погрешностью измерения не более 0,1 мм.

2.2. Аппаратура для определения влажности — по ГОСТ 16483.7-71.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Определение плотности при влажности в момент испытания
Массу образцов определяют с погрешностью не более 0,01 г. Для пересчета плотности при влажности в момент испытания к плотности при влажности 12% массу образцов определяют в бюксах с погрешностью не более 0,001 г. Размеры поперечного сечения и длину измеряют с погрешностью не более 0,1 мм по осям симметрии образцов. Допускается определять объем образцов другим способом с погрешностью не более 0,01 см.
Влажность образцов определяют по ГОСТ 16483.7-71. Пробой на влажность является весь образец.

3.2. Определение плотности в абсолютно сухом состоянии и парциальной плотности
При определении парциальной плотности влажность образцов должна быть меньше предела насыщения клеточных стенок. Массу и размеры образцов определяют по п.3.1. Образцы высушивают до постоянной массы по ГОСТ 16483.7-71 и охлаждают в эксикаторе. Повторно определяют массу и размеры образцов по п.3.1.

3.3. Определение базисной плотности
Влажность образцов должна быть больше предела насыщения клеточных стенок. Допускается вымачивать образцы в воде при комнатной температуре до прекращения изменения размеров. После измерения размеров образцов по п.3.1 образцы высушивают согласно п.3.2 и взвешивают по п.3.1.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Плотность () каждого образца при влажности в момент испытания вычисляют в килограммах на кубический метр или в граммах на кубический сантиметр по формуле

где — масса образца при влажности , кг (г);
, , — размеры образца при влажности , м (см);
— объем образца при влажности , м (см).
Результат вычисляют и округляют до 5 кг/м (0,005 г/см).

4.1.1. Плотность каждого образца с нормализованной влажностью, при необходимости, пересчитывают на влажность 12% по формуле

где — коэффициент объемного разбухания.
Для ориентировочных расчетов коэффициент может быть принят равным 0,85·10 при измерении плотности в килограммах на кубический метр и 0,85 при измерении в граммах на кубический сантиметр.

4.1.2. Плотность каждого образца с влажностью, отличающейся от нормализованной, пересчитывают на влажность 12% по формуле

где — коэффициент пересчета при влажности образцов, равной или меньше предела насыщения клеточных стенок, определяемый по таблице.

Влажность , %	Коэффициент для пород
	белая акация, береза, бук, граб и лиственница	остальных
5	0,980	0,972
6	0,983	0,977
7	0,986	0,981
8	0,989	0,985
9	0,992	0,989
10	0,995	0,993
11	0,997	0,996
12	1,000	1,000
13	1,002	1,004
14	1,005	1,007
15	1,007	1,010
16	1,009	1,014
17	1,011	1,017
18	1,013	1,020
19	1,014	1,023
20	1,016	1,026
21	1,018	1,029
22	1,019	1,031
23	1,020	1,034
24	1,021	1,036
25	1,022	1,039
26	1,023	1,041
27	1,024	1,043
28	1,025	1,046
29	1,025	1,048
30	1,026	1,050

Коэффициент пересчета () при влажности образцов больше предела насыщения клеточных стенок вычисляют по формулам:
для древесины белой акации, бука, граба и лиственницы

для остальных пород

где — влажность образца в момент испытания, %.
Результат вычисляют и округляют до 5 кг/м (0,005 г/см).

4.2. Плотность () каждого образца в абсолютно сухом состоянии вычисляют в килограммах на кубический метр или в граммах на кубический сантиметр по формуле

где — масса образца в абсолютно сухом состоянии, кг (г);
, , — размеры образца в абсолютно сухом состоянии, м (см);
— объем образца в абсолютно сухом состоянии, м (см).
Результат вычисляют и округляют до 5 кг/м (0,005 г/см).

4.3. Парциальную плотность () каждого образца вычисляют в килограммах на кубический метр или в граммах на кубический сантиметр по формуле

где — масса образца в абсолютно сухом состоянии, кг (г);
, , — размеры образца при влажности меньше предела насыщения клеточных стенок, м (см).
Результат вычисляют и округляют до 5 кг/м (0,005 г/см).

4.4. Базисную плотность () каждого образца вычисляют в килограммах на кубический метр или в граммах на кубический сантиметр по формуле

где — масса образца в абсолютно сухом состоянии, кг (г);
, , — размеры образца при влажности, равной и больше предела насыщения клеточных стенок, м (см);
— объем образца при влажности, равной и больше предела насыщения клеточных стенок, м (см).
Результат вычисляют и округляют до 5 кг/м (0,005 г/см).

4.5. Среднюю плотность испытанных образцов вычисляют и округляют до 10 кг/м (0,01 г/см) как среднее арифметическое значение плотности отдельных образцов.

4.6. Результаты испытаний и расчетов заносят в протокол, форма которого приведена в рекомендуемом приложении.

4.7. Статистическую обработку результатов испытаний выполняют по ГОСТ 16483.0-78.

ПРИЛОЖЕНИЕ (рекомендуемое). ПРОТОКОЛ определения плотности древесины

ПРИЛОЖЕНИЕ
Рекомендуемое

Порода ________________________	Температура воздуха, °С ____________
Статистические показатели — по ГОСТ 16483.0-78:	Относительная влажность воздуха, , %

Марки- ров- ка образ- цов

Размер образцов, мм

Масса образцов, г

Влаж- ность , %

Коэф- фициент объем- ного разбу- хания

Коэф- фициент перес- чета

Плотность, кг/м

Примеча- ние

при влажности, в момент испытания

в абсолютно сухом состоянии

при влажности, равной или больше предела насыщения клеточных стенок

при вла- жно- сти в мо- мент ис- пы- та- ния

в аб- со- лют- но су- хом сос- тоя- нии

при влажности

пар- циаль- ная

ба- зис- ная

абсо- лют- но сухой дре- ве- сины

тол- щина ()

ши- рина ()

дли- на ()

тол- щи- на

ши- ри- на

дли- на

тол- щина

ши- рина

дли- на

в мо- мент испы- тания

12%

Электронный текст документа
подготовлен АО «Кодекс» и сверен по:

официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1984

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ДРЕВЕСИНА Метод определения плотности	ГОСТ 16483.1-84 (СТ СЭВ 388-76)
Wood. Method for determination of density	Взамен ГОСТ 16483.1-73

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13 апреля 1984 г. № 1277 срок действия установлен

с 01.07.85

до 01.07.90

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на древесину и устанавливает метод определения следующих показателей плотности: плотность при влажности в момент испытания (отношение массы образца к его объему), плотность абсолютно сухой древесины (отношение массы образца в абсолютно сухом состоянии к его объему), парциальная плотность (отношение массы образца в абсолютно сухом состоянии к его объему при влажности меньше предела насыщения клеточных стенок), базисная плотность (отношение массы образца в абсолютно сухом состоянии к его объему при влажности, равной или больше предела насыщения клеточных стенок).

Сущность метода заключается в определении при соответствующей влажности древесины массы и объема образца и вычислении показателей плотности.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 388-76 и МС ИСО 3131-75 в части определения показателей плотности на образцах, кондиционированных по влажности.

Метод не распространяется на авиационную древесину.

1.1. Образцы изготовляют в форме прямоугольной призмы с основанием 20´20 мм и длиной вдоль волокон 30 мм. Если годичные слои имеют ширину более 4 мм, размеры поперечного сечения должны быть увеличены так, чтобы образец включал не менее 5 слоев.

1.2. Количество, изготовление и влажность образцов — по ГОСТ 16483.0-78.

Допускается проводить испытания на образцах, не подвергавшихся кондиционированию и имеющих влажность меньше предела насыщения клеточных стенок и отличающуюся от нормализованной.

Минимальное количество образцов может быть принято равным 16.

>2. АППАРАТУРА

2.1. Штангенциркуль по ГОСТ 166-80, с погрешностью измерения не более 0,1 мм.

2.2. Аппаратура для определения влажности — по ГОСТ 16483.7-71.

>ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекомендуемое

определения плотности древесины

Порода____________________________________	Температура воздуха t, °С___________________________
Статистические показатели по ГОСТ 16483.0-78:	Относительная влажность воздуха φ, %_______________

Маркировка образцов	Размер образцов, мм									Масса образцов, г
	при влажности в момент испытания			в абсолютно сухом состоянии			при влажности, равной или больше предела насыщения клеточных стенок
	толщина aW(a’W)	ширина bW(b’W)	длинна lW(l’W)	толщина a0	ширина b0	длинна l0	толщина amax	ширина bmax	длинна lmax	при влажности в момент испытания mW	в абсолютно сухом состоянии m0

Продолжение таблицы

Влажность W, %	Коэффициент объемного разбухания K	Коэффициент пересчета	Плотность, кг/м3					Примечание
			при влажности		парциальная ρ’W	базисная ρб	абсолютно сухой древесины ρ0
			в момент испытания ρW	12% ρ12

Свойства древесины

Очень важную роль в строительстве играет качество материалов. Как и другие строительные материалы, древесина (любые пиломатериалы) различается по свойствам и характеристикам. Зависят эти характеристики от породы дерева, применяемого в качестве используемого материала. Для тех или иных задач и назначений подбирают соответствующие породы древесины, способные выполнять поставленные перед ними задачи.

Свойства относящиеся к древесине:

• Плотность древесины
• Твёрдость
• Влажность древесины
• Усушка
• Разбухание
• Коробление
• Раскалываемость
• Износостойкость
• Гибкость
• Деформативность
• Тепловые свойства древесины

Плотность древесины

Что такое плотность древесины

Плотность древесины — это отношение массы древесины к объёму древесины, то есть плотность определяется массой древесного вещества в единице своего объёма. Выражается плотность в кг/м³.

Плотность древесины зависит от её влажности. Как и все остальные показатели физико-механических свойств древесины, она определяется при влажности 12 %. Между прочностью и плотностью существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной. При определении плотности древесинного вещества его массу определяют взвешиванием, а объем рассчитывают по разнице объема образца древесины и объема жидкости, заполнившей пустоты в этом образце.

По плотности древесины при влажности 12 % все породы делят на три группы:

• с малой плотностью (540 кг/м³ и меньше-) — бальза, ель, пихта, сосна, кедр, можжевельник, тополь, осина, ива, липа, ольха, каштан;
• средней плотности (540…740 кг/м³) — лиственница, берёза, бук, дуб, клён, ясень, орех грецкий, рябина, яблоня, груша, вяз (карагач), лещина;
• высокой плотности (750 кг/м³ и более+) — акация, граб, береза железная, дуб, ясень, самшит, фисташка.

Необходимо отметить, что почти вся древесина у хвойных пород деревьев, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.

Твёрдость древесины

Твёрдость древесины, в первую очередь, зависит от породы. Условия роста дерева также влияют на этот показатель (одна порода древесины может иметь различную твердость в зависимости от окружающих природных условий, в которых росло конкретное дерево). Также на величину твердости влияет влажность древесины. В европейских странах и в России принято измерять твердость по методу Бринелля, в США — по методу Янка (Janka). Твердость древесины в пределах одной породы может отличаться в зависимости от распила (У торцовой поверхности твердость выше, чем у тангенциальной и радиальной в среднем на 30 % у лиственных и на 40 % — у хвойных пород.).

Суть метода Бринелля заключается в способности древесины сопротивляться внедрению (вдавливанию) в неё более твёрдого тела (индентора). При измерениях по Бринеллю используются инденторы в виде шариков из закалённой стали. Первоначально индентор устанавливают на проверяемом образце древесины, следом прилагается основная нагрузка. Спустя определенное время после приложения, нагрузку снимают и измеряют глубину оставшегося на дереве отпечатка. Рассчитывают твёрдость древесины по Бринеллю таким образом: приложенную нагрузку делят на площадь поверхности отпечатка, при этом соответствующими нормативными документами определены диаметры индентора и время экспозиции.

При методе Янка также используется индентор в виде металлического шарика, однако оценивается не глубина вдавливания, а сила, которую надо приложить, чтобы вдавить шарик в древесину на половину диаметра.

Все древесные породы по твёрдости делят на три группы:

1. мягкие породы (торцовая твёрдость равна или меньше 38,5 Мпа). К мягкой древесине относят: ель, сосну, кедр, пихту, тополь, липу, осину, ольху.
2. твёрдые (торцовая твёрдость породы древесины от 38,5 до 82,6 МПа). К этой группе относятся: берёза, лиственница сибирская, бук, клён, карагач, ясень, яблоня.
3. очень твёрдые (торцовая твёрдость более 82,6 МПа). В эту группу входят: акация белая,керуинг, берёза железная, самшит, кизил.

Влажность древесины

Влажность это соотношение массы влаги (воды), находящейся в данном объёме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах ( % ). В древесине вода пропитывает клеточные оболочки и заполняет полости клеток и межклеточные пространства. Влага, пропитывающая клеточные оболочки, называется связанной. Влага, заполняющая полости клеток и межклеточные пространства, называется свободной.

Различают следующие степени влажности древесины:

Мокрая — длительное время находящаяся в воде. Влажность мокрой древесины выше 100 %.

Свежесрубленная (свежепил) — влажность такой древесины от 50 до 100 %.

Воздушно-сухая — к этой категории относится древесина долгое время хранившаяся на воздухе. Её показатели влажности зависят от влажности окружающего воздуха, но в среднем находятся в пределах от 20 до 35 %.

Базовая (влажность 15 — 20 %) в зависимости от климатических условий и времени года, такая древесина показывает содержание влаги от 15 до 20 %.

Комнатно-сухая влажность 8 — 12 %

Абсолютно сухая влажность 0 %, древесина высушена при температуре t = 103°C.

Содержание влаги в стволе растущего дерева изменяется по высоте и радиусу ствола, а также в зависимости от времени года. Например, влажность заболони сосны в 3 раза выше влажности ядра. У лиственных пород изменение влажности по диаметру более равномерное. По высоте ствола влажность заболони у хвойных пород увеличивается вверх по стволу, а влажность ядра не изменяется. У лиственных пород влажность заболони не изменяется, а влажность ядра вверх по стволу снижается.

Влажность у молодых деревьев выше и её колебания в течение года больше, чем у старых деревьев. Наибольшее количество влаги содержится в зимний период (ноябрь-февраль), минимальное – в летние месяцы (июль-август).

КОЭФФИЦИЕНТЫ УСУШКИ ДРЕВЕСИНЫ, %

Порода	Усушка
	объёмная	в тангенциальном направлении	в радиальном направлении
Лиственница	0,52	0,35	0,19
Сосна	0,44	0,28	0,17
Ель	0,43	0,28	0,16
Пихта	0,39	0,28	0,11
Кедровая сосна	0,37	0,26	0,12
Берёза	0,54	0,31	0,26
Бук	0,47	0,32	0,17
Ясень	0,45	0,28	0,18
Осина	0,41	0,28	0,14

Усушка, разбухание и коробление древесины

Усушка — это уменьшение объёма древесины и линейных размеров при удалении из неё связанной влаги. Удаление свободной влаги не вызывает усушки. Она начинается только после полного удаления свободной влаги в момент начала удаления влаги связанной. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.Усушка древесины не одинакова в разных направлениях: в тангенциальном направлении в 1,5 — 2 раза больше чем в радиальном.

В среднем линейная усушка древесины наиболее большинства пород в тангенциальном направлении составляет 8 — 10 %, в радиальном 3 — 7 %, а вдоль волокон 0,1 — 0,3 %. Полная объёмная усушка находится в пределах 11 — 17 %. Усушка древесины учитывается при распиловке брёвен на доски (припуски на усадку), при сушке пиломатериалов и т.д.

При сушке в древесине, вне зависимости от участия внешних нагрузок, возникают внутренние напряжения. Они образуются в результате неодинаковых изменений объёма тела при сушке (сушильные напряжения), пропитке и в процессе роста дерева. Полные сушильные напряжения удобно представить, как совокупность двух составляющих — влажностных и остаточных напряжений.

Влажностные напряжения вызваны неоднородной усушкой материала. В поверхностных слоях древесины, где влажность ниже, чем в центре, из-за стеснения свободной усушки возникают растягивающие напряжения, а во внутренних — сжимающие. Остаточные напряжения обусловлены появлением в древесине неоднородных остаточных деформаций. Остаточные напряжения, в отличие от влажностных, не исчезают при выравнивании влажности в доске и наблюдаются как во время сушки, так и после её полного завершения.

Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжение поперёк волокон, появляются трещины. Так появляются поверхностные трещины в начале сушки и внутренние в конце сушки.

Наличие различных напряжений внутри древесины может привести к её короблению.

Коробление — это изменение формы древесины при сушке, хранении, и выпиловке. Чаще всего коробление происходит из-за различной степени усушки по разным структурным направлениям. Коробление может возникать и при механической обработке сухих пиломатериалов: при несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.

Разбухание — это увеличение линейных размеров и объёмов древесины при повышении содержания связанной влаги. Оно происходит при увлажнении древесины и представляет собой явление, обратное усушке. Разбухание наблюдается при увеличении влажности до предела гигроскопичности. Наибольшее разбухание происходит по ширине волокон (тангенциально), наименьшее – вдоль волокон.

Разбухание, также как и усушка — отрицательные свойства древесины. Однако в некоторых случаях оно играет положительную роль, например, обеспечивает плотность соединений в лодках или винных бочках.

Раскалываемость древесины

Раскалываемость — это способность древесины под воздействием ударной нагрузки через клин разделяться на части вдоль волокон. Так как ряд сортов древесины заготавливают путём раскалывания, это свойство древесины имеет положительное практическое значение. Раскалываемость имеет и отрицательное значение при забивке гвоздей, костылей, скоб, ввинчивании шурупов.

Износостойкость и гибкость древесины

Износостойкость — это способность древесины называется противостоять разрушению в процессе трения. Износ у одной и той же древесины больше с боковой стороны, чем с торцевой. Чем выше твёрдость и плотность древесины, тем меньше её изнашиваемость. Влажная древесина больше подвержена износу – вот почему для декоративных панелей или натуральной половой доски специалисты рекомендуют сухую уборку.

Гибкость — это способность древесины деформироваться под воздействием внешних сил. Технологически операция гнутья (загиба), основана на способности древесины сравнительно легко деформироваться при воздействии изгибающих устройств, особенно в нагретом и влажном состоянии. При охлаждении и сушке под нагрузкой значительная часть упругих деформаций переходит в остаточные, фиксируется новая форма детали. У влажной древесины способность к гнутью выше, чем у сухой.

Наибольшей способностью к гнутью (загибу) обладают лиственные кольце-сосудистые породы деревьев (дуб, ясень) и рассеянно сосудистые (бук, берёза). У хвойных пород эта способность очень невысока.

Способность к гнутью широко используется при изготовлении мебели, предметов интерьера.

Ударная вязкость — это способность древесины поглощать работу при ударе (ударном изгибе) без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше чем у древесины хвойных пород.

Тепловые свойства

К тепловым свойствам относятся теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность и тепловое расширение.

Теплоёмкость — это способность древесины аккумулировать тепло. Она увеличивается с увеличением влажности.

Теплопроводность — свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. Теплопроводность увеличивается с увеличением влажности и плотности. Вдоль волокон теплопроводность в среднем в 2 раза больше, чем поперёк.

Температуро-проводность — способность древесины выравнивать температуру по объёму.

Тепловое расширение — это способность древесины увеличивать линейные размеры и объём при нагревании. Коэффициент теплового расширения древесины в 3-10 раз меньше, чем у металла, бетона, стекла.

Деформативность

При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем деформативности служит коэффициент пропорциональности — модуль упругости.

Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жесткая древесина.

С увеличением содержания связанной воды и температуры древесины, жесткость её снижается. В нагруженной древесине при высыхании или охлаждении часть упругих деформаций преобразуется в «замороженные» остаточные деформации. Они исчезают при нагревании или увлажнении.

Поскольку древесина состоит в основном из полимеров с длинными гибкими цепными молекулами, её деформативность зависит от продолжительности воздействия нагрузок. Механические свойства древесины, как и других полимеров, изучаются на базе общей науки реологии. Эта наука рассматривает общие законы деформирования материалов под воздействием нагрузки с учётом фактора времени.

tehnopost.kiev.ua — Сайт про отопление и обогрев, горение и теплотворность, пиролизные и пеллетные котлы, пиролиз и топливо, дрова и пеллеты, газ и уголь, калории и джоули, котлоагрегаты и печки, чертежи и схемы, конвертеры единиц и величин

Таблица плотности древесины

Плотность (удельный вес) древесины – крайне нестабильная величина. Плотность древесины изменяется в широких пределах даже для одной породы дерева. Значения величины плотности (удельного веса) древесины – это обобщённые цифры. Практическое значение величины плотности древесины отличается от приведённого усреднённого табличного значения и это не является ошибкой.

Калькулятор расчёта веса древесины и щепы
Плотность измельчённой древесины и древесных отходов
Таблица плотности щепы и измельчённой древесины

Таблица плотности (удельного веса) древесины
в зависимости от породы дерева

(продолжение статьи «Удельный вес (плотность) древесины»)

	«Справочник по массам авиационных материалов» изд. «Машиностроение» Москва 1975 г.		Коломинова М.В., Методические указания для студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело», Ухта УГТУ 2010г
Порода дерева	Плотность древесины, (кг/м3)	Предел плотности древесины, (кг/м3)	Плотность древесины, (кг/м3)	Предел плотности древесины, (кг/м3)
Эбеновое (чёрное)	1260	1260	—	—
Бакаутовое (железное)	1250	1170-1390	1300	—
Дуб	810	690-1030	655	570-690
Красное дерево	800	560-1060	—	—
Ясень	750	520-950	650	560-680
Рябина (дерево)	730	690-890	—	—
Яблоня	720	660-840	—	—
Бук	680	620-820	650	560-680
Акация	670	580-850	770	650-800
Вяз	660	560-820	620	535-650
Граб	—	—	760	740-795
Лиственница	635	540-665	635	540-665
Клён	650	530-810	655	570-690
Берёза	650	510-770	620	520-640
Груша	650	610-730	670	585-710
Каштан	650	600-720	—	—
Кедр	570	560-580	405	360-435
Сосна	520	310-760	480	415-505
Липа	510	440-800	470	410-495
Ольха	500	470-580	495	430-525
Осина	470	460-550	465	400-495
Ива	490	460-590	425	380-455
Ель	450	370-750	420	365-445
Верба	450	420-500	—	—
Орех лесной	430	420-450	—	—
Орех грецкий	—	—	560	490-590
Пихта	410	350-600	350	310-375
Бамбук	400	395-405	—	—
Тополь	400	390-590	425	375-455

Прим.

• В таблице указана плотность древесины при влажности 12%.
• Показатели таблицы взяты из «Справочника по массам авиационных материалов» изд. «Машиностроение» Москва 1975г
• Откорректировано 31.03.2014, по методике:
  Коломинова М.В., Физические свойства древесины: методические указания для студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело», Ухта: УГТУ, 2010
  Скачать Свойства древесины, Ухта-2010.pdf (cкачиваний: 825)

Общепринято указывать величину плотности (удельного веса) древесины в зависимости от породы дерева. За показатель принимается усреднённое значение величины удельного веса, полученное методом обобщения результатов многократных практических измерений. Фактически – здесь опубликованы две таблицы плотности древесины, взятые из абсолютно разных источников. Небольшая разница в показателях наглядно свидетельствует о переменчивости плотности (удельного веса) древесины. Анализируя значения плотности древесины из вышеприведённой таблицы, стоит обратить внимание на отличия показателей авиационного справочника от университетской методички. Для объективности, приведена величина плотности древесины из обеих документов. С правом выбора читателем приоритета важности первоисточника.

Особое удивление вызывает табличная величина плотности лиственницы – 540-665 кг/м3. Некоторые интернет-источники указывают плотность лиственницы, равной 1450 кг/м3. Кому верить – не понятно, что лишний раз доказывает неопределённость и неизведанность поднимаемой темы. Лиственница – достаточно тяжёлый материал но, не настолько, чтобы камнем тонуть в воде.

Влияние влажности на удельный вес древесины

Зависимость удельного веса от влажности древесины
Влажность древесины – субъективный фактор, определяющий величину её удельного веса (плотности). С увеличением влажности, удельный вес древесины увеличивается. Совершенно очевидно, что наполнение полостей и пустот древесины водой, влечёт за собой увеличение суммарного веса куска древесины и, как следствие – увеличение её удельного веса. Поскольку, влажность древесины – это легко изменяемый показатель, то все таблицы и справочники приводят значение удельного веса древесины при фиксированном значении показателя влажности. Величина зафиксированного значения показателя влажности древесины обязательно указывается в пояснении к таблице. Как правило, табличный показатель влажности соответствует величине 12% для комнатно-сухой древесины, или 20% – для воздушно-сухой. (см. «Влажность древесины | Дрова»)

Удельный вес сплавной древесины

Примечательно, что с увеличением влажности древесины, уменьшается зависимость величины удельного веса этого материала от породы дерева. Удельный вес сплавной древесины (влажность 75-85%) практически не зависит от породы дерева и равняется, примерно 920-970 кг/м3. Объясняется это явление достаточно просто. Пустоты и поры в древесине заполняются водой, плотность (удельный вес) которой гораздо выше плотности вытесняемого воздуха. По своей величине, плотность воды приближается к плотности древесинного вещества, удельный вес которого практически не зависит от породы дерева. Таким образом удельный вес раскисших в воде кусков дерева менее зависим от его породы, нежели в случае с сухими образцами. В этом месте не лишне вспомнить, что для древесины существует разделение классических физических понятий «удельного веса» и «плотности». (см. «Влажность древесины | Дрова»)

Группы плотности древесины

Условно, все породы деревьев делятся на три группы
(по плотности своей древесины, при влажности 12%):

1. Породы с малой плотностью (до 540 кг/м3) – ель, сосна, пихта, кедр, можжевельник, тополь, липа, ива, осина, ольха чёрная и белая, каштан посевной, орех белый, серый и маньчжурский, бархат амурский;
2. Породы средней плотности (550-740 кг/м3) – лиственница, тис, берёза повислая, пушистая, чёрная и жёлтая, бук восточный и европейский, вяз, груша, дуб летний, восточный, болотный, монгольский, ильм, карагач, клён, лещина, орех грецкий, платан, рябина, хурма, яблоня, ясень обыкновенный и маньчжурский;
3. Породы высокой плотности (750 кг/м3 и выше) – акация белая и песчаная, берёза железная, гледичия каспийская, гикори белый, граб, дуб каштанолистный и араксинский, железное дерево, самшит, фисташка, хмелеграб.

Плотность древесины и её теплотворность

Плотность (удельный вес) древесины выступает главным показателем её отопительной энергетической ценности – теплотворности дров. Зависимость здесь прямая. Чем выше плотность структуры древесины у породы дерева, тем больше содержится в ней горючего древесинного вещества и, тем жарче из таких деревьев получаются дрова.

Альтернативное Отопление: дрова дровяное древесина