 |
|
Внутренние напряжения древесины
Напряжения, которые возникают без участия внешних сил, называют внутренними. Причина образования напряжений при сушке древесины - неравномерность распределения влаги. Вначале испаряется влага с поверхностных слоев древесины. Если в поверхностных слоях влажность снизится за предел гигроскопичности, то должна произойти усушка. Однако из-за сопротивления более влажных внутренних слоев поверхностные слои усохнут не полностью. В результате этого в древесине появляются напряжения, растягивающие ее в поверхностных зонах и сжимающие во внутренних. При снижении влажности за предел гигроскопичности во внутренней зоне она также начнет усыхать. Это приведет к тому, что растягивающие напряжения в поверхностной зоне уменьшатся, однако полностью не исчезнут. Из-за остаточных удлинений в поверхностных зонах нормальная усушка внутренней зоны будет задержана. Тогда во внутренней зоне появятся растягивающие напряжения, а в поверхностных зонах - сжимающие, т. е. напряжения переменят знак.
Если растягивающие напряжения, достигнут предела прочности древесины на растяжение поперек волокон, то могут возникнуть трещины: в начале процесса сушки на поверхности сортимента, а в конце - внутри.
Внутренние напряжения иногда сохраняются в высушенном материале и служат причиной изменения размеров и формы деталей при механической обработке древесины.
Их обнаруживают с помощью силовых секций. Из доски на расстоянии 0,5 м от торца вырезают секцию длиной 10-15 мм. Из этого отрезка изготовляют силовую секцию. Если зубцы секции сразу после изготовления останутся параллельными, то внутренних напряжений в древесине нет; если зубцы секции разойдутся, то в наружных слоях - растягивающие, а во внутренних - сжимающие напряжения; если зубцы секции сойдутся, то в наружных слоях сжимающие, а во внутренних - растягивающие напряжения.
Сохранившиеся после окончания сушки остаточные напряжения можно снять путем дополнительной обработки пиломатериалов (увлажнением поверхности паром или водой).
Коробление-при высыхании или увлажнении древесины изменяется форма поперечного сечения доски. Такое изменение формы называется короблением. Коробление может быть поперечным и продольным. Поперечное коробление выражается изменением формы сечения доски. Причина поперечного коробления разница в усушке по радиальному и тангенциальному направлениям. Сердцевинная доска уменьшает свои размеры к кромкам; доска, у которой внешняя часть ближе к тангенциальному направлению, усыхает больше, чем внутренняя, имеющая радиальное направление. Чем ближе доска расположена к сердцевине, тем больше ее коробление.
По длине доски могут изгибаться, приобретая дугообразную форму, или принимать форму винтообразной поверхности - крыловатость. Первый вид продольного коробления встречается у досок, содержащих ядро и заболонь (усушка ядра и заболони по длине волокон несколько различается). Крыловатость наблюдается у пиломатериалов с тангенциальным наклоном волокон. Правильная укладка, сушка и хранение пиломатериалов исключает появление коробления.
Разбухание- увеличение линейных размеров и объема древесины при повышении связанной влаги. Это происходит при увлажнении древесины и представляет собой явление, обратное усушке.
Разбухание наблюдается при увеличении влажности до предела гигроскопичности; увеличение свободной влаги (заполняющей полости клеток) не вызывает разбухания. Наибольшее разбухание происходит в тангенциальном направлении, наименьшее - вдоль волокон.
Так же как и усушка, разбухание - отрицательное свойство древесины. Однако в некоторых случаях дно играет положительную роль: обеспечивает плотность соединений в бочках, лодках, деревянных трубах и судах.
Водопоглощение-способность древесины благодаря пористому строению поглотать капельножидкую влагу. Водопоглощение происходит при непосредственном контакте древесины с водой. При этом в древесине увеличивается содержание как связанной, так и свободной влаги.
Водопоглощение зависит от породы, начальной влажности, температуры, формы и размеров древесины. У пород с меньшей плотностью водопоглощение больше, так как больше объем полостей, которые могут быть заполнены свободной влагой. Наоборот, чем больше плотность, тем меньше водопоглощение древесины.
Водопоглощение ядра меньше, чем заболони.[4]