К физическим свойствам древесины относятся цвет, блеск, запах и текстура.
Цвет древесины обусловлен климатом, составом почвы, возрастом дерева, его породой и т. д. Цвет древесине придают находящиеся в ней дубильные, красящие, смолистые вещества и окислы этих веществ.
Блеск древесины - это способность отражать световой поток с поверхности в определенном направлении. Блеск зависит от плотности древесины, количества, размеров и расположения сердцевинных лучей. Светлая и более плотная древесина обладает большим блеском, что придает текстуре древесины особую красоту.
Запах древесины зависит от количества эфирных масел, смол и дубильных веществ. Древесина только что срубленного дерева или сразу после ее механической обработки обладает сильным запахом, у хвойных пород более сильный запах, чем у древесины лиственных пород.
Текстура древесины сосны на трех разрезах
а – на поперечном; б – радиальном; в – тангентальном;
Текстура древесины - это естественный рисунок древесных волокон на обработанной поверхности, обусловленный особенностями ее строения (см. рисунок). Текстура зависит от расположения древесных волокон на разрезе ствола, видимости годовых слоев, цветовой гаммы древесины, количества и размеров сердцевинных лучей. Декоративные породы: орех, красное дерево, дуб обладают красивыми текстурой и цветом, а также блеском.
Красивую текстуру имеет свилеватая древесина карельской березы. Красивую текстуру получают из дубовых кряжей, распиливая их в радиальном или тангентальном направлении для получения ножевой фанеры или текстурной дощечки. У бука, клена, дуба выразительная текстура при радиальном разрезе, у хвойных пород - при тангентальном разрезе.
По цвету, блеску и текстуре определяют породу древесины. Плотность древесины - это отношение ее массы к объему, измеряемой в г/см
3 или кг/м
3. Плотность зависит от влажности, породы, возраста и условий роста древесины. Различают относительную и абсолютную плотность древесины, определяемую в лабораторных условиях.
Объемную массу пород древесины сравнивают между собой на образцах влажностью 15 % (стандартная влажность).
Древесину по объемной массе делят на группы:
| очень легкая | 0,45 г/см3 |
| легкая | 0,45-0,60 г/см3 |
| среднетяжелая | 0,61-0,75 г/см3 |
| тяжелая | 0,76-0,90 г/см3 |
| очень тяжелая древесина | более 0,90 г/см3 |
Объемная масса древесины (плотность) - один из показателей ее качества и механических свойств (см. таблицу).
Средняя объемная масса древесины разных пород
| Древесная порода | Средняя объемная масса, г/см3 |
| Для древесины с в влажностью 15% | Для свежесрубленной древесины |
| Дуб | 0,72 | 1,03 |
| Ясень | 0,71 | 0,92 |
| Клен | 0,70 | 0,86 |
| Лиственница | 0,68 | 0,84 |
| Бук | 0,65 | 0,95 |
| Береза | 0,64 | 0,88 |
| Орех | 0,60 | 0,84 |
| Сосна | 0,52 | 0,86 |
| Липа | 0,51 | 0,79 |
| Осина | 0,50 | 0,76 |
| Ель | 0,46 | 0,79 |
| Пихта | 0,39 | 0,83 |
Полную насыщенность древесины водой называют
границей гигроскопичности. Такая стадия влажности в зависимости от породы дерева составляет 25-35%.
Древесину, полученную после сушки при температуре 105°С с полным выделением всей гигроскопической влаги, называют
абсолютно сухой древесиной.
На практике различают древесину, комнатно-сухую (с влажностью 8-12%), воздушно-сухую искусственной сушки (12-18%), атмосферно-сухую древесину (18-23%) и влажную (влажность превышает 23%). Древесину только что срубленного дерева или находившуюся долгое время в воде, называют мокрой, ее влажность до 200%. Различают также эксплуатационную влажность, соответствующую равновесной влажности древесины в конкретных условиях.
Усушка древесины в различных частях ствола
Усушка древесины - это уменьшение ее объемных размеров при сушке в результате испарения гигроскопической влажности. Усушка (см. рисунок) в тангентальном направлении составляет 6-12 % (6-12 см на 1 м), в радиальном – 3-6 %, а вдоль волокон - около 0,1%, т. е. 1 мм на 1 м, что обычно не учитывается. Неравномерная усушка древесины по различным направлениям вызывает деформации и дефекты деревянных деталей и конструкций.
Разбухание древесины - это увеличение размеров и объема при насыщенности ее водой до границы гигроскопичности. Разбухание, как и усушка, неодинаково в различных направлениях.
Из-за усушки и разбухания деревянные конструкции деформируются и могут стать полностью непригодными. Вот почему деревянные конструкции изготовляют из стандартно-сухой древесины.
Усушка и коробление граней
1 - грани древесины, не подвергавшиеся усушке; 2 - грани высушенной древесины; а, б, в, г, - схемы усушки граней древесины в зависимости от их места на стволе;
Коробление древесины - результат неравномерной усушки, вызывающий внутренние напряжения и трещины. Усушка досок в наружных слоях больше, чем во внутренних, что вызывает коробление. Доски из сердцевинной части ствола менее подвержены короблению. Коробление граней пиломатериалов в зависимости от места нахождения в стволе показано на рисунке выше. Для предупреждения коробления влажность в момент изготовления изделий должна соответствовать эксплуатационной влажности. При этом соблюдают конструктивные требования: столярные плиты склеивают из узких реек, уложенных с различно или взаимно перпендикулярно направленными волокнами древесины. Рейки не только склеивают, но и закрепляют рамой или наконечниками.
Теплопроводность - это способность толщи древесины проводить тепло от одной поверхности к противоположной. Для древесины характерен низкий коэффициент теплопроводности древесины 0,17-0,31 Вт/(м°С), зависящий от породы, плотности, влажности и направления разреза. Сухая древесина плохой проводник тепла.
Звукопроводность - это способность древесины проводить звук. Звукопроводность древесины вдоль волокон больше звукопроводности воздуха в 16 раз, а поперек волокон - в 3-4 раза.
Качество древесины определяется звукопроводностью. После удара по комлевой части растущего или срубленного ствола хорошее распространение звука свидетельствует о качестве древесины. Прерывистый звук, переходящий в глухой, свидетельствует о загнивании древесины.
Электропроводность сухой древесины незначительна. Это позволяет использовать древесину в качестве электроизоляционного материала. Электропроводность используют для определения влажности древесины.
Коррозионная стойкость древесины - это ее способность сопротивляться действию агрессивной среды. Древесина не подвержена воздействию слабых растворов щелочей, солей, различных органических и минеральных кислот. Хвойные породы более стойки к коррозии, чем лиственные породы.
