Разбухание древесины. Анизотропия разбухания. Величина разбухания в различных направлениях. Коэффициенты разбухания

 

Разбуханием древесины называется увеличение ее размеров и объема при увлажнении до точки насыщения волокна. Разбухание - отрицательное свойство древесины, но в некоторых случаях оно приносит пользу, обеспечивая плотность соединений (в бочках, чанах, судах и т.д.).

Разбухание происходит при выдерживании древесины во влажном воздухе или воде. Это свойство, обратное усушке, и подчиняется, в основном, тем же закономерностям. Полное разбухание, %, вычисляют по формуле: max=(amax-amin)/amin*100, где amax и amin - размер (объем) образца соответственно при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок, и в абсолютно сухом состоянии, мм.

Древесина при поглощении воды или паров воды увеличивает свои линейные и объемные размеры. Это свойство древесины называется разбуханием или набуханием. Разбухание древесины вызвано тем, что связанная вода, размещаясь в клеточных стенках, раздвигает микрофибриллы. Максимальная влажность, которую может приобрести древесина при поглощении воды из воздуха, - 23-30%. Разбухание древесины в различных направлениях неодинаково. Наименьшее разбухание наблюдается вдоль волокон (0,1-0,6%), наибольшее - в тангентальном направле нии (6-10%), разбухание в радиальном направлении колеблется в пределах 3-5%. Разбухание происходит только до точки насыщения волокон (23-30% влажности) и при дальнейшем увеличении влажности прекращается. Разница в разбухании в тангентальном и радиальном направлениях уменьшается с увеличением объемного веса (табл. 2).

 

Таблица 2 - Уменьшение соотношения между тангентальным и радиальным разбуханием при увеличении объемного веса

Объемный вес	Отношение тангентального разбухания к радиальному
0,3-0,5	2,22-1,89
0,5-0,7	1,92-1,66
0,7-0,9	1,75-1,39
0,9-1,1	1,55-1,30
1,1-1,3	1,41-1,19

 

Коэффициент разбухания на 1% процент влажности вычисляют, округляя результат до 0,01%, по формуле

 

= ,

 

где  - предел насыщения клеточных стенок, равный в среднем 30%.

Скорость разбухания древесины неравномерна: в начале она больше, по мере приближения к точке насыщения волокон уменьшается. Разбухание древесины происходит и при поглощении других жидкостей, но в меньшей степени, чем от воды.

Разбухание древесины при высокой влажности является необратимым процессом: если абсолютно сухую древесину увлажнить до точки насыщения волокон и затем снова высушить до абсолютно сухого состояния, то кривые разбухания и усушки полностью не совпадут. Совпадение наблюдается только на участке, соответствующем влажности от 0 до 3%, и около точки насыщения волокон. Это явление носит название гистерезиса.

Анизотропия при разбухании и усушке перпендикулярно направлению волокон приводит к искажению в поперечном разрезе при сушке. В тангентальном направлении древесина примерно в два раза больше растягивается по прямой, что объясняется расположением годичных колец.

Определить величину и коэффициент разбухания образца из кедра в радиальном направлении, если его размер в этом направлении при увлажнении от 0 до 40 % изменился от 30,0 до 31,3 мм

Полное разбухание, %, вычисляют, округляя результат до 0,1%, по формуле:

 

max=(amax-amin)/amin*100=(31,3-30,0)/30.0*100=4.3%

 

где amax и amin - размер, мм, образца соответственно при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок, и в абсолютно сухом состоянии.

Коэффициент разбухания на 1% процент влажности вычисляют, округляя результат до 0,01%, по формуле:

 

= = =0,11

 

где  - предел насыщения клеточных стенок.

Электропроводность и электрическая прочность древесины. Диэлектрические и пьезоэлектрические свойства древесины. Практическое значение электрических свойств древесины в деревообрабатывающих производствах

 

Электропроводность. Способность древесины проводить электрический ток находится в обратной зависимости от ее электрического сопротивления. В общем случае полное сопротивление образца древесины, размещенного между двумя электродами, определяется как результирующее двух сопротивлений - объемного и поверхностного. Объемное сопротивление численно характеризует препятствие прохождению тока сквозь толщу образца, а поверхностное сопротивление определяет препятствие прохождению тока по поверхности образца. Показателями электрического сопротивления служат удельное объемное и поверхностное сопротивления. Электропроводность - это способность древесины проводить электрический ток. Характеристикой электропроводности является электрическое сопротивление. Электропроводность древесины зависит от породы, температуры, направления волокон и ее влажности. Электропроводность древесины имеет значение в случае ее применения для столбов линий электропередач, линий связи, рукояток электроинструментов.

Электрическая прочность. Способность древесины противостоять пробою, т. е. снижению сопротивления при больших напряжениях, называется электрической прочностью. Электрическая прочность абсолютно сухой древесины вдоль волокон в 4-7 раз меньше, чем поперек. С повышением влажности электрическая прочность заметно снижается, при этом уменьшается различие между вдоль и поперек волокон.

С увеличением температуры и влажности электрическая прочность уменьшается. В таблице 3 приведена электрическая прочность древесины некоторых пород.

 

Таблица 3 - Электрическая прочность древесины некоторых пород

Порода	Влажность, %	Электрическая прочность, кВ/мм в направлении
		Радиальном	Тангенциальном	Вдоль волокон
Сосна	0	5,9	7,2	1,45
	33	1,4	1,5	0,76
	10	5,9	7,7	1,68
Ель	0	6,0	7,2	1,35
	33	1,4	1,3	0,87
Береза	0	9,1	7,6	1,26
	33	1,4	1,2	0,50
	12	-	5,7	1,31
Бук	12	-	4,4	1,32

 

Из данных таблицы 1 видно, что при влажности 0 % береза в радиальном и тангенциальном направлении имеет наибольшую электрическую прочность, а вдоль волокон наименьшую. При влажности 33 % в радиальном направлении наибольшую электрическую прочность имеет сосна, а наименьшую береза.

Для повышения электрической прочности древесины и снижения электропроводности при использовании ее в качестве изолятора древесину пропитывают трансформаторным маслом, парафином, искусственными смолами. Древесина в сухом состоянии не проводит электрический ток, т.е. она является диэлектриком.

Диэлектрические свойства древесины. Древесина, находящаяся в переменном электрическом поле, проявляет свои диэлектрические свойства, характеризующиеся двумя показателями. Первый из них - относительная диэлектрическая проницаемость  - численно равен отношению емкости конденсатора с прокладкой из древесины к емкости конденсатора с воздушным зазором между электродами. Второй показатель - тангенс угла диэлектрических потерь tgd - определяет долю подведенной мощности, которая вследствие дипольной поляризации древесины поглощается ею и превращается в теплоту.

Диэлектрическая проницаемость абсолютно сухой древесины с увеличением плотности возрастает. Так, у древесины бальзы (r0 = 130 кг/ ) диэлектрическая проницаемость поперек волокон

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: