Опубликовано в рубрике Удельный вес самого вещества древесины обычных наших пород и среднем составляет величину, близкую к 1.55, и сравнительно мало колеблется. Что касается объемного веса древесины, то на величину его влияет пористость древесины, следовательно, содержание вещества клеточных стенок в единице объема. На долю клеточных стенок приходится у разных пород от 20 до 50% всего объема. Относительный процент клеточных стенок и процент полостей вычисляется исходя из истинного удельного веса вещества древесины (1.55) и веса единицы объема. В табл. 10 приведены некоторые средние величины для абсолютно-сухой древесины разных пород.
Н. А. Филиппов нашел путем измерений наибольший объемный вес из наших пород для дуба п бука (0.76 и 0.72 в воздушно-сухом состоянии); наименьший объемный вес найден им для ели и пихты (0.47 и 0.46). В объемном весе отдельных пород имеются значительные колебания, зависящие от естественных услсний произрастания древесины.
Увеличение процентного содержания летней древесины, как более ашотной по сравнению с весенней, повышает плотность древесины в целом.
Содержание воды является весьма существенным фактором для величины объемного веса при данном состоянии влажности. Чрезвычайно существенной для технической переработки древесины на целлюлозу является впитывающая способность, т. е. способность поглощать воду.
Следует различать общее количество воды, которое способна поглощать древесина, и «быстроту впитываемо — сти», т. е. количество воды (в процентах от веса дерева), поглощаемое древесиной в определенные промежутки времени.
Наибольшее значение для целлюлозного производства имеет «быстрота пропитки» древесины, зависящая прежде всего от физической структуры древесины, а также от количества смолы и влаги в древесине. Ниже приводится диаграмма Комарова, характеризующая скорость пропитки (рис. 28).
Гигроскопичность древесины характеризует способность ее поглощать влагу из воздуха. Количество поглощенной влаги определяется температурой и относительной влажностью воздуха. Вода, содержащаяся в древесине, частью наполняет клеточные полости (свободная вода), частью же пропитывает самые клеточные оболочки или является коллоидносвязанной с веществом дерева. Для полной пропитки клеточных оболочек гигроскопической влагой требуется для разных пород от 25 до 30% влаги, считая от веса абсолютно сухой древесины. «Точкой насыщения волокон» называется характерное содержание влаги, которое наблюдается у той или иной древесины при полном насыщении клеточных оболочек. Американские исследователи показали, что для долгохвойной сосны, например, точка насыщения волокон соответствует влажности 25%, для красной ели — 31% и т. д. При вымачивании древесины в воде заполняются влагой не только ультрамикроскопические промежутки в клеточных оболочках (см. далее о мицеллярном строении клетчатки), но и грубокапиллярные клеточные полости. Количество поглощенной воды тогда намного превышает приведенные величины. Даже для таких плотных пород, как железное дерево или дзельква, влажность в состоянии полной пропитки достигает 85—95% от веса абсолютно — сухой древесины. В заболони свежесрубленных деревьев (ель и сосна) содержится, по определениям Бергстрема, 64—59% воды (от сырого веса).
|
Таблица 10 Объемный вес и % пористости древесины
140 1201- 100 80 Ь 60 40 Го |
|
|
|
Чо О го |
|
О |
|
1 |
|
Ч Дни |
|
Рис. 28. Скорость пропитки древесины разных пород. |
Древесина срубленного и оставленного на воздухе дерева понижает свою влажность до тех пор, пока не наступит определенное равновесие с окружающим воздухом. Это равновесие зависит от относительной
Духа для трех температур: 21°, 61° и 100°.
Из этой диаграммы пи дно, что при повышении темпера туры при одной и той же от- Рис. 29. Зависимость влажности древесины от носительной влажности воз — относительной влажности воздуха,
Духа содержание воды в дре — ‘ — 21° с; п — 61° с; Hi — ioo° с.
Весине уменьшается. Так как
С повышением температуры упругость паров воды увеличивается, то, следовательно, подогрев воздуха вызывает нарушение установившегося равновесия и удаление воды из древесины.
Интенсивность сушки зависит от температуры, влажности воздуха, от плотности древесины, от поверхности испарения и пр. В продольном направлении через торцы образцов дерева (кубиков) испарение больше, примерно, в 4 раза, нежели в радиальном, и в 2 раза больше, Чем в танген — тальном, направлении.
Замедление процесса высушивания, при удалении воды ниже точки насыщения волокон, сопровождается усушкой и короблением клеточных оболочек, вызывающими существенное изменение объема древесины.
Явление усушки сказывается неодинаковым в различных направлениях.
Как видно из табл. 11, усушка оказывается меньше в продольном направлении и больше в направлении тангентальном. В действительности она сильно колеблется в пределах одной и той же породы и сильно зависит от плотности древесины, ширины годичного кольца и других факторов.
Таблица 11
Усушка некоторых пород
|
Влажности воздуха и температуры. Достигнуть его можно с приближенной степенью точности, как высушиванием на воздухе сырой древесины, так и постоянным увлажнением (адсорбцией влаги) сухой древесины, из окружающего воздуха. Искусственно высушенная при 70—80° древесина поглощает, однако, из ^ воздуха процента на 2 мень — 25 ше гигроскопической влаги по сравнению с древесиной естественной сушки. На 15 рис. 29 показана зависимость влажности древесины от относительной влажности воз — ^ а ■ч О |
|
Относительная влажность Воздуха |
(в % от свежесрубленного состояния до абсолютно сухого)
|
Радиальное направление |
|
Тангентальное направление |
|
Продольное направление |
|
Порода |
|
ДО |
До
|
1.1 1.7 0.3 0.6 1.7 3.3 3.2 0.8 1.2 |
|
0.08 0.09 0.01 0.01 0.06 0.20 0.20 0.02 0.09 |
|
0.12 0.12 0.29 0.10 0.40 0.34 0.30 0.70 0.62 |
|
2.8 4.8 7.3 3.8 7.2 6.0 3.3 4.2 4.2 |
|
2.0 4.1 1.4 2.3 3.9 5.0 0.8 3.3 2.8 |
Ель …. Пихта. . . Лиственница Сосна. . . Береза. . . Бук…. Дуб …. Осина. . . Тополь. .
Теплотворная способность. Абсолютно сухая дре~ весина различных пород сравнительно мало отличается по своей теплотворной способности, как показывают опытные данные табл. 12, пересчитанные на единицу веса.
С увеличением процента содержания воды теплотворная способность древесины падает. Для березы, например, эти данные приводятся в табл. 13.
Определение теплотворной способности древесины с помощью эмпирических формул, например по формуле Менделеева, дает лишь приближен ный результат, так как в процессе горения древесины некоторое количество тепла тратится на побочные реакции, этими формулами не учитываемые.
Теплоемкость древесины в абсолютно-сухом состоянии почти одинакова для разных пород и, по данным Денлепа, равна 0.327. С повышением влажности древесины теплоемкость ее увеличивается.
Древесина является плохим проводником тепла. Если теплопроводность серебра принять за 1, то для сосны в поперечном направлении теплопроводность — 0.0009, а в продольном —
Баженов и Константинова [3] исследовали пьезоэлектрические свой ства разных древесных пород, обнаруженные в древесине Шубниковым. Найденные величины пьезоэлектрического модуля для сосны, дуба и березы показывают, что модуль твердых пород больше, чем для пород мягких. Исследования Баженова и Константиновой древесины березы, сосны я осины, поврежденной разного типа гн^лями («коррозионного» и «деструктивного» типов, см. гл. XXIII), показали, что пьезоэлектрические свойства связаны с присутствием в древесине высокоориентированной целлюлозы.
Более подробно физические свойства древесины рассматриваются в курсах древесиноведения [4].
ЛИТЕРА ТУРА
1.В. А. "К о р о б к и н. Углежжение. Свердловск (1948).
2. L. Bradley Cliem. Metal. Eng., 13, 341 (1949).
3. В. A. L а ж e н о в и В. П. Константинов» ДАН CCCF, 2, 283 (1950). -4 л. М. П е р е л ы г и н. Древесиноведение. М., 90- 150 (1957); С. И. Ванин.
|
Таблица 12 Теплотворная способность различных пород (абсолютно сухой древесины)
Таблица 13 Теплотворная способность березовой древесины разной влажности
|
Древесиноведение М. (1949).
