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木材物理性质



木材的物理性质包括:颜色,光泽,质地,宏观结构,气味,湿度,收缩,内应力,膨胀,开裂,翘曲,密度,声音,电导率和导热率。颜色,光泽,纹理和宏观结构决定了木材的外观。

不同种类的木材有不同的颜色 - 从白色 - 白杨木,云杉到黑檀木。木材的颜色由鞣剂提供,位于细胞腔,树脂和着色物质中。


加拿大风格的木屋带露台 - 项目“加拿大”

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木材的闪光是它能够直接反射光线。它取决于其核心射线的密度,大小和位置,其定向地反射光线,由此在径向部分上产生光泽。山毛榉,枫树,橡树,榆树和其他木材具有最具特色的光泽。由于非常窄的核心光线和薄的细胞壁,白杨,杨树和菩提树木具有哑光表面。通过在其上形成透明的保护性装饰涂层,木材表面的光泽增强并保持很长时间。

纹理是由各种木材切割的核心射线,纤维和年度层形成的奇特图案。纹理饱和度由树种的解剖结构和切割方向的特征以及早期和晚期木材的颜色差异,纤维的波纹和混淆排列决定。

宏观结构的特征在于年度层的宽度 - 每1cm段的年层数,在横截面中沿径向测量。针叶木具有良好的物理和机械参数,层数从3到25.晚木材的百分比由针叶木样品确定。较高含量的晚期木材导致更高的密度和更好的木材机械性能。

一些木材的气味赋予它们精油,树脂,单宁和其他物质。

湿度是给定体积木材中的水分质量与绝对干燥木材质量之比,以百分比表示。渗透细胞壁的水分称为结合或吸湿,填充细胞腔和细胞间隙的水分称为游离或毛细管。

当木材变干时,自由水分从中蒸发,然后结合。木材状态称为吸湿极限,其中细胞壁含有最大量的结合水分并且只有空气存在于细胞腔中。木材水分有以下步骤:湿润 - 水分高于100%;新鲜切碎 - 湿度50 - 100%;风干湿度15-20%;干燥 - 湿度8-12%;绝对干燥 - 湿度在0%左右。

重量和电气方法用于确定湿度。在重量法中,木材含水量W,%由公式W = 100(m1-m2)/ m2确定,其中m1是干燥前木材样品的质量; m2是处于绝对干燥状态的样品质量。采用电法,木材的含水量由电子水分仪决定。第一种方法的优点是准确性,第二种方法是速度。

干燥 - 在干燥过程中减少木材的线性尺寸和体积。只有当结合水分蒸发时才会发生干燥。切向方向的收缩率为6-10%,径向收缩率为3-5%,沿纤维收缩率为0.1-0.3%。在结合水分蒸发期间木材体积的减少称为体积收缩。全体积收缩率为12-15%。当锯成木板时,提供了收缩余量,以便在干燥后,锯材和工件具有规定的尺寸。

内部应力是木材中产生的应力 - 圆形木材和锯材,不施加外力。它们的原因是在被干燥的木材部分上水分的不均匀分布。大多数用于干燥木材的技术,其表面层的水分首先蒸发。并且如果它变得小于吸湿性的限度,即30%,则发生收缩。但与此同时,内层保持更湿润,使表面层难以干燥。结果,在木材中产生内应力,在表面区域中拉伸并在内部区域中压缩它。随着木材含水量的降低超过内部区域的吸湿性限制,它也将开始变干。结果,表面区域中的拉伸应力将减小,但不完全。由于表面区域中的残余伸长,内部区域的正常收缩将被延迟。

红外真空室中的技术干燥过程是不同的,其中不会出现所指出的问题。

干锯材中的残余内应力会在加工过程中引起零件的线性尺寸和形状的变化。木材中的应力的存在是通过从动力部分的板切割而建立的。如果在切割之后立即使它们的齿保持平行,则木材中没有内应力,如果它们发散,则在外层中存在拉应力,并且在内层中存在压应力;如果截面的齿更接近 - 外层的压缩应力和内层的拉应力。

干燥结束后剩余的残余应力可以通过锯材的额外加工来去除,通过蒸汽或水蒸汽润湿其表面 - 通过喷涂。

翘曲 - 在木材干燥或润湿过程中改变锯材横截面的形状。翘曲可以是横向的和纵向的。通过改变板部分的形状来表示横向翘曲。其原因是沿径向和切向方向的收缩率不同。

沿着锯材的长度可以变形,获得拱形或采取螺旋形表面的形式。

当木材被润湿并且结合的水分含量增加时,木材膨胀 - 木材的线性尺寸和体积增加。

声导电性是材料传导声音的特性。它的特点是材料的声速。沿着木材中的纤维,声音以5000m / s的速度沿径向传播 - 2000m / s,沿切线方向 - 1500m / s。木材的导电性在纵向和横向上是不同的。木材的这种特性及其共振能力 - 放大声音而不会扭曲乐器制造中使用的音调。最适合它们的材料是云杉,高加索杉木和西伯利亚雪松木。

木材的导电性的特征在于其对电流通过的抵抗力。这取决于木材的类型,温度,纤维方向和木材水分。干木材的导电性是微不足道的,这使得它可以用作绝缘材料 - 插头和开关的插座。随着湿度从0增加到30%,木材的电阻减少了数百万倍。沿着纤维的木材的电阻比穿过纤维的电阻小几倍。

导热性 - 材料积聚热量的能力。木材具有低导热性,因为它具有许多充满空气的空隙。因此,木材的导热系数取决于其湿度:湿度越低,导热系数越低。

机械性能包括强度,冲击强度,硬度,弹性,延展性,脆性,开裂,木材固定金属紧固件的能力,耐磨性。

强度 - 木材在外力作用下抵抗破坏(拉伸,压缩,弯曲,剪切等)的能力。密集的木材通常具有更大的强度。随着木材水分的增加,强度迅速下降木材中存在缺陷时强度显着降低。

根据材料的强度,建立允许的应力,材料可以承受而不会破坏完整性。允许应力的大小总是远低于拉伸强度,即材料被破坏的最小应力值。

纤维不均匀的木材结构导致其在相对于纤维的不同方向上的强度不相等。它很好地抵抗沿纤维拉伸或压缩部件的力的作用,以及穿过纤维的弯曲力;显着降低木材对纤维的压缩阻力以及沿纤维和纤维分裂。因此,木材沿纤维分裂的阻力比穿过纤维的分裂阻力大1.3.1.5倍,并且在垂直于纤维(面)的方向上大3.5倍。

冲击韧性 - 木材吸收工作而不破坏的能力。

硬度是木材抵抗引入某种形状的身体的特性。对于硬木,端面的硬度高于切向和径向的硬度30%,对于软木,硬度为40%。根据硬度,所有树种可分为三组:软面硬度为40 MPa或更低(云杉,松树,雪松,杉木,杨树,菩提树,白杨,桤木);固体 - 表面硬度为40.1.80 MPa(西伯利亚落叶松,桦木,山毛榉,橡树,榆树,榆树,榆树,梧桐树,枫树,榛树,胡桃木,苹果,灰);非常硬 - 面硬度超过80兆帕(白色金合欢,铁桦,鹅耳枥,山茱萸,黄杨,紫杉)。

弹性 - 木材在外力停止后恢复其原始形状的能力。如果这些力超过一定值(弹性极限),木材会坍塌或不可逆转地改变其形状。

可塑性是木材在施加力的作用下改变其原始形态并在力终止后保持赋予它的新形式的性质。弯曲,压花,压制等都是基于这种特性。落叶环状血管类型的木材(橡木,灰烬等)和缺乏血管(桦木)的弯曲性更好。在针叶树中,弯曲的能力很低。在湿木材中,这种能力高于干燥的能力。

脆弱性 - 在机械力的作用下木材突然坍塌而形状没有明显变化的能力。

剥落是当楔形体植入其中时木材沿纤维分解的能力。插入木材中的楔形物或碎片使纤维展开,使它们沿不同方向弯曲并使一部分纤维从另一部分撕裂,结果在楔形刀片前面形成裂缝。所有的针叶树很容易分开,从硬木 - 山毛榉,白杨,林登,橡木。

木材固定金属紧固件的能力是由木材的弹性解释的特性。当钉子被推入时,纤维部分地移开,部分切割,在侧表面上施加压力,引起将钉子保持在木材中的相互摩擦。木材拉出螺钉的阻力大约是拔出钉子的阻力的2倍。

木材的耐磨性的特征在于其抵抗磨损的能力,即摩擦期间的破坏。从侧面看板的磨损大于从表面的磨损。随着硬度和木材密度的增加,磨损减少。湿木材比干木材磨损得快。

可分性是木材在力的作用下被分成几部分的属性。这个属性是基于木材加工去除切屑 - 锯切,铣削,车削,磨削和不去除芯片 - 在剪刀上切割板材,冲压,分裂或层压木材 - 木材 - 木材,芯片芯片,微型芯片 - 和纤维状的。


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