38.Физические свойства древесины: плотность, влажность(виды влаги), гигроскопичность, набухание и усушка, тепло- и звукопроводность, анизотропность.
Под цветом древесины понимают определённое зрительное ощущение, которое зависит, в основном, от спектрального состава отражённого ею светового потока. Цвет – одна из важнейших характеристик внешнего вида древесины. Его учитывают при выборе пород для внутренней отделки помещений, изготовлении мебели, музыкальных инструментов, художественных поделок и т.д.
Окраска древесины зависит от породы, возраста дерева, климата района произрастания. Древесина может изменять цвет при выдержке под влиянием воздуха и света, при поражении грибами, а так же при длительном нахождении под водой. Тем не менее, цвет многих пород настолько характерен, что может служить одним из признаков при их распознавании.
Блеск – это способность древесины направленно отражать световой поток. Наибольшим блеском из отечественных пород отличается древесина дуба, бука, белой акации, бархатного дерева; из иноземных – древесина атласного дерева и махагони (красного дерева).
Текстурой называется рисунок, образующийся на поверхности древесины вследствие перерезания анатомических элементов (годичных слоёв, сердцевинных лучей, сосудов).
Для оценки качества древесины по внешнему виду используют такие характеристики, как ширина годичных слоёв и содержание поздней древесины. Ширина годичных слоёв – число слоёв, приходящихся на 1 см отрезка, отмеренного по радиальному направлению на торцевой поверхности образца.
Содержание поздней древесины определяется соотношением (в процентах) между суммарной шириной зон поздней древесины и общей протяжённостью (в радиальном направлении) участка измерения, включающего целое число слоёв.
Влажность древесины и свойства, связанные с её изменением
Для количественной характеристики содержания воды в древесине используют показатель – влажность. Под влажностью древесины понимают выраженное в процентах отношение массы воды к массе сухой древесины: W = (m – m0) / m0 * 100, где m – начальная масса образца древесины, г, а m0 – масса образца абсолютно сухой древесины, г.
Измерение влажности осуществляется прямыми или косвенными методами.
Прямые методы основаны на выделении тем или иным способом воды из древесины, например высушиванием. Эти методы простые, надёжные и точные, но имеют недостаток – довольно продолжительную процедуру. Этого недостатка лишены косвенные методы, основанные на измерении показателей других физических свойств, которые зависят от содержания воды в древесине. Наибольшее распространение получили кондуктометрические электровлагомеры, измеряющие электропроводность древесины. Однако и эти способы имеют свои недостатки: дают надёжные показания в диапазоне от 7 до 30% и лишь только в месте введения игольчатых контактов.
Различают две формы воды, содержащейся в древесине: связанную и свободную.
1.Связанная вода находиться в клеточных стенках.
2.Свободная содержится в полостях клеток и межклеточных пространствах.
Связанная вода удерживается в основном физико-химическими связями, изменение её содержания существенно отражается на большинстве свойств древесины. Свободная вода, удерживаемая только механическим связями, удаляется легче, чем связанная вода, и оказывает меньшее влияние на свойства древесины.
При испытаниях с целью определения показателей физико-механических свойств древесины её кондиционируют, приводя к нормализованной влажности. Если нет особых примечаний, то показатель равен 12%.
На практике по степени влажности различают древесину:
мокрую, W > 100%, длительное время находившуюся в воде;
свежесрубленную, W = 50-100%, сохранившую влажность растущего дерева;
воздушно-сухую, W = 15-20%, выдержанную на открытом воздухе;
комнатно-сухую, W = 8-12%, долгое время находившуюся в отапливаемом помещении;
абсолютно-сухую, W = 0, высушенную при температуре t=103±2°C.
Усушка. Уменьшение линейных размеров и объёма древесины при удалении из неё связанной воды называется усушкой. Удаление свободной воды не вызывает усушки. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.
Усушка древесины не одинакова в разных направлениях: в тангенциальном направлении в 1,5 – 2 раза больше, чем в радиальном.
Под полной усушкой, или максимальной усушкой Bmax понимают уменьшение линейных размеров и объёма древесины при удалении всего количества связанной воды.
Формула для вычисления полной усушки, %, имеет вид:
Bmax = (amax – amin) / amax * 100,
где amax и amin – размер (объём) образца соответственно при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок и в абсолютно-сухом состоянии, мм (мм3).
Полная линейная усушка древесины наиболее распространённых отечественных пород в тангенциальном направлении составляет 8-10 %, в радиальном 3-7 %, а вдоль волокон 0,1-0,3 %. Полная объёмная усушка находится в пределах 11-17 %.
Усушка древесины учитывается при распиловке брёвен на доски (припуски на усадку), при сушке пиломатериалов и т.д.
Внутренние напряжения возникают в древесине без участия внешних нагрузок. Они образуются в результате неодинаковых изменений объёма тела при сушке – сушильные напряжения, пропитке и в процессе роста дерева.
Полные сушильные напряжения удобно как совокупность двух составляющих – влажностных и остаточных напряжений.
Влажностные напряжения вызваны неоднородной усушкой материала. В поверхностных зонах доски, где влажность ниже, чем в центре, из-за стеснения свободной усушки возникают растягивающие напряжения, а внутри доски – сжимающие. Остаточные напряжения обусловлены появлением в древесине неоднородных остаточных деформаций. Остаточные напряжения в отличие от влажностных не исчезают при выравнивании влажности в доске и наблюдаются как во время сушки, так и после её полного завершения.
Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжение поперёк волокон, появляются трещины. Так появляются поверхностные трещины в начале сушки и внутренние в конце сушки.
Коробление. Изменение формы пиломатериалов и заготовок при сушке, а также выпиловке и неправильном хранении называется короблением. Чаще всего коробление происходит из-за различая усушки по разным структурным направлениям. Различают поперечную и продольную покоробленность. Продольная покоробленность бывает: бывает по кромке, по пласти и крыловатость.
Коробление может возникать при механической обработке сухих пиломатериалов: при несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.
Влагопоглощение. Способность древесины вследствие её гигроскопичности поглощать влагу (пары воды) из окружающего воздуха называется влагопоглощением.
Влагопоглощение практически не зависит от породы. Способность к поглощению влаги является отрицательным свойством древесины. Сухая древесина, помещённая в очень влажную среду, сильно увлажняется, что ухудшает её физико-механические характеристики, снижает биостойкость и т.д. Чтобы защитить древесину от влияния влажного воздуха, поверхность деревянных деталей и изделий покрывают различными лакокрасочными и плёночными материалами.
Разбухание. Увеличение линейных размеров и объёма древесины при повышении в ней содержания связанной воды называется разбуханием.
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: amax = (amax – amin) / amin * 100, где amax и amin – размер (объём) образца соответственно при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок, и в абсолютно сухом состоянии, мм (мм3). Так же, как и усушка, наибольшее разбухание древесины наблюдается в тангенциальном направлении поперёк волокон, а наименьшее – вдоль волокон.
Разбухание – отрицательное свойство древесины, но в некоторых случаях оно приносит пользу, обеспечивая плотность соединений (в бочках, чанах, судах и т.д.).
Плотность. Это свойство характеризуется массой единицы объёма материала, и имеет размерность в кг/м3 или г/см3.
а) Плотность древесинного вещества pд.в., г/см, т.е. плотность материала клеточных стенок, равна: pд.в. = mд.в. / vд.в., где mд.в. и vд.в. – соответственно масса, г, и объем, см3, древесинного вещества.
Этот показатель равен для всех пород 1,53 г/см3, поскольку одинаков химический состав клеточных стенок древесины.
б) Плотность абсолютно сухой древесины p0 равна: p0 = m0 / v0, где m0, v0 – соответственно масса и объём древесины при W=0%.
Плотность древесины меньше плотности древесинного вещества, так как она включает пустоты (полости клеток и межклеточные пространства, заполненнве воздухом).
Относительный объём полостей, заполненных воздухом, характеризует пористость древесины П: П = (v0 – vд.в.) / v0 * 100, где v0 и vд.в. – соответственно объём образца и содержащегося в нём древесинного вещества при W=0%. Пористость древесины колеблется в пределах от 40 до 80%.
в) Плотность влажной древесины: pw = mw / vw, где mw и vw – соответственно масса и объём древесины при влажности W. Плотность древесины зависит от её влажности. При влажности W < Wпн плотность изменяется незначительно, а при увеличении влажности выше Wпн наблюдается значительный рост плотности древесины.
г) Парциальная влажность древесины p`w характеризует содержание (массу) сухой древесины в единице объёма влажной древесины: p`w = m0 / vw, где m0 – масса абсолютно сухой древесины, г или кг; vw – объем, см3 или м3, древесины при данной влажности W.
д) Базисная плотность древесины выражается отношением массы абсолютно сухого образца m0 к его объёму при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок Vmax: pБ = m0 / vmax. Этот основной показатель плотности, который не зависит от влажности, широко используется для оценки качества сырья в деревообработке, целлюлозно-бумажной промышленности и в других случаях.
Величина плотности древесины изменяется в очень широких пределах. Среди пород России и ближнего зарубежья древесину с очень малой плотностью имеет пихта сибирская (345), ива белая (415), а наиболее плотную – самшит (1040), ядро фисташка (1100). Диапазон изменения плотности древесины иноземных пород шире: от 100-130 (бальза) до 1300 (бакаут). Значения плотности здесь и ниже даны в килограммах на метр кубический (кг/м3).
По плотности древесины при 12% влажности породы делят на 3 группы: с малой (Р12 < 540), средней (550 < P12 < 740) и высокой (P12 >740) плотностью древесины.
Проницаемость характеризует способность древесины пропускать жидкости или газы под давлением.
Водопроницаемость древесины вдоль волокон значительно больше, чем поперёк волокон, при этом у древесины лиственных пород она в несколько раз больше, чем у хвойных.
Размеры досок
Среди всех пиломатериалов наиболее универсальными считаются доски. Они используются в различных сферах – от производства мебели, строительства и облицовки домов до сооружения прицепов, вагонов, судов и прочих деревянных транспортных конструкций. Виды досок и их размеры весьма вариабельны, поэтому необходимо понимать, в каком случае используются пиломатериалы с теми или иными характеристиками.
Стандартные размеры досок разных пород
Технические параметры досок выбираются с учётом характера работ. На выбор обычно влияют положение пиломатериалов, величина нагрузки, а также возможность воздействия на них различных неблагоприятных факторов. Данные особенности определяют не только габариты деревянных изделий, но и их сорт и породу древесины.
Сегодня для определения размеров любых пиломатериалов существует большое количество нормативных документов и стандартов. Лицензированные лесозаготовительные и деревообрабатывающие предприятия действуют согласно их требованиям, поэтому габариты досок различных видов строго фиксированы.
По ГОСТу доской называется пиломатериал, толщина которого составляет не более 100 мм, при этом ширина в два раза и более превосходит толщину.
Размеры стандартной обрезной доски определяются как минимальное расстояние между её шестью противоположными поверхностями. Необрезная разновидность пиломатериалов является исключением, о котором будет сказано ниже.
Геометрически обрезная доска – это типичный параллелепипед. Самые широкие поверхности называются пластями, между ними определяется толщина или высота пиломатериала. Смежные стороны по бокам представлены длинными кромками, от которых зависит ширина доски. Поверхности поперечных сечений с противоположных сторон — это торцы, служащие для определения длины.
Разберем правильный способ определения размеров.
Длина. Параметр измеряется в метрах (м) как наименьшее расстояние между противоположными торцами заготовки. Особое внимание на длину обращают у декоративных досок, идущих на наружную и внутреннюю облицовку постройки. В остальных случаях – изготовление мебели, сооружение скрытых и временных строительных конструкций – параметром можно пренебречь.
Ширина. Параметр измеряется в миллиметрах (мм). У обрезных досок определяется как наименьшее расстояние между кромками в любом месте заготовки на удалении от торцов в 150 мм. У необрезных – в средней части заготовки как полусумма ширин верхней и нижней пласти без учёта коры и луба.
Толщина. Параметр измеряется в миллиметрах (мм) между пластями в любой части заготовки, но не ближе чем 150 мм от края торца. Совместно с шириной составляет размеры поперечного сечения изделия. Оба параметра допускают по ГОСТу незначительные отклонения.
Могут незначительно различаться стандартные размеры досок различных пород.
Хвойных
Типичные представители – лиственница, сосна, ель, пихта и кедр. Первые два относятся к светлохвойным породам, остальные – к темнохвойным. Реже среди всего ассортимента встречаются можжевельник, тис, туя и кипарис.
Размеры пиломатериалов хвойных пород определяются стандартом ГОСТ 24454-80. Его требования распространяются на все виды досок, использующихся для государственной промышленности и внутренней торговли. Стандарт соответствует многим европейским нормативным документам о габаритах пиломатериалов, что делает возможным их экспорт и импорт на мировом рынке.
Рабочая длина хвойных досок варьируется в широком диапазоне. Минимальное значение составляет 0,5 м, максимальное – 6,5. Промежуточные величины идут с шагом 0,1-0,25 м.
Ширина хвойных досок представлена в диапазоне от 75 до 275 мм с шагом в 25 мм. Толщина, в свою очередь, составляет 16-100 мм, причём доски толщиной до 35 мм считаются тонкими, а от 36 до 100 мм – толстыми.
Соотношение размеров обычно определяется по таблице из ГОСТа. Наиболее часто используются доски длиной от 3-х до 4-х метров с соотношением сторон в сечении 30х150 мм или 150х20 мм, где меньшая цифра обозначает толщину.
Лиственных
Древесина данной группы более разнообразна, чем у хвойных деревьев. Среди них выделяют твёрдо- и мягколиственные породы. Типичными представителями первой группы являются дуб, бук, граб, ясень, а второй – осина, ольха, тополь, липа, ива.
Размеры определяются согласно ГОСТ 2695-83. Длина твердолиственных пород варьируется в диапазоне от 0,5 до 6,5 м, а мягколиственных — от 0,5 до 2,5 м. По ширине обрезные доски изготавливаются от 60 до 200 мм с шагом 10-30 мм, необрезные и односторонне обрезные — от 50 до 200 мм с шагом 10 мм. Толщина всех видов варьируется от 19 до 100 мм.
Обратите внимание, что возможно изготовление пиломатериалов из мягколиственных пород с размерами хвойных по ГОСТ 24454-80.
Габариты досок определяются с помощью специальных измерительных приборов – длинных металлических линеек и штангенциркулей. С этой же целью производители часто используют различные шаблоны или калибровочные заготовки, погрешность которых сведена к минимуму. Замеры производятся несколько раз с определённой периодичностью.
Допускается наличие отклонений от заявленных параметров, предельно допустимые значения которых определены ГОСТом. Для хвойных и лиственных пород они идентичны и измеряются в мм.
Стандартные размеры обрезной доски, бруса и бруска. ГОСТ
Стандартные размеры древесины полезно знать как при выполнении различных самоделок своими руками так и при основательном строительстве. Размеры пиломатериалов регламентируются ГОСТ и продукция каждой пилорамы ориентирована на стандартизованные размеры. Пиломатериалы бывают обрезные, необрезные, доски, бруски и брусья и др.
Качество древесины
Лиственные породы древесины разделяют на три сорта, хвойные – на пять. Пиломатериалы наилучшего сорта называются отборными (маркируется горизонтальной полосой или буквой “О”) , остальные сорта обозначают цифрами 1-4 (маркируются соотв. количеством точек, вертикальных полос или просто цифрой).
Оценка качества пиломатериалов производится по наихудшей стороне или кромке. Сорт определяют по наличию/отсутствию сучков, гнили, трещин, коробления и деформаций, червоточин, степени точности механической обработки (непараллельность плоскостей и кромок регламентирует ГОСТ 24454-80 ).
Древесина 1-го сорта используется для изготовления элементов строительных конструкций, окон, дверей,лестниц (стандартные размеры элементов лестниц см. в этой статье) , чистовой отделки пола и стен.
2-й сорт идет на настилы, несущие строительные конструкции ( II категории) опалубки, обрешетки и строганые детали (ГОСТ 8442-75 и ГОСТ 475 -78).
3-й сорт используют для изготовления несущих конструкций (III категории).
4-й сорт годен на изготовление тары, мелких заготовок.
Допустимая влажность 4-го сорта не нормируется. Влажность остальных сортов не должна превышать 22%. При превышении этого значения пиломатериал называют «сырым» – происходит существенная потеря его прочности.
Условные обозначения
В обозначении прямым текстом пишется материал (доска, брусок, брус), далее цифра указывающая на сорт , порода древесины (хв. – хвойные или отдельные породы – сосна, ель, лиственница, кедр, пихта), размер поперечного сечения в мм. и обозначения регламентирующего стандарта.
Ответственные производители указывают в прайсах также длину и кубатуру, т.е: Доска – 2 – сосна – 40 х 150 х 6000 – ГОСТ 8486-86 Количество в кубе: 27 шт
Как правильно измерять пиломатериалы
Длину пиломатериалов и заготовок фиксируют по наименьшему расстоянию между торцами, а ширину в любом месте, но отступая 150 мм от торцов.
Толщина измеряется аналогично в произвольной точке с отступом 150 мм. Ширина необрезных пиломатериалов определяется посредине длины (без учета коры). Объем может быть определен в кубических метрах исходя из размеров определенных ГОСТ 5306 – 83.
Обрезные доски. Таблицы размеров. Вес.
Размеры поперечного сечения ( a x b ) и длины (L) обрезных досок определены ГОСТ 8486-86
Межгосударственный стандарт. ГОСТ на пиломатериалы хвойных пород смотрите здесь >>>
Длина 1 – 6.5 м. с градацией через 0.25 м. Сегодня все чаще потребителю предлагаются пиломатериалы длиной ровно 6 м., что уже стало стандартом.
Размер а (ширина) обрезной доски: 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275 мм.
Стандартные размеры пиломатериалов: длина и ширина
Все пиломатериалы изготавливают в соответствии с требованиями, в которых указывают их стандартные размеры и допускаемые отклонения от них.
Количество обрезных досок в 1 кубическом метре.
Теоретически, при выборе того или иного варианта достаточно обратиться к нужному нормативному документу. На практике, как правило, требуется знать параметры отдельного изделия, общее количество материала, необходимого для строительства.
В торговой сети пиломатериал продают не поштучно, а как объем, измеряемый кубическими метрами. Соответствует ли приобретаемый объем тому, что был предварительно рассчитан? Этот вопрос требует детального ответа.
Стандартные размеры пиломатериалов
Требования к древесине лиственных и хвойных видов существенно отличаются между собой. Для пиломатериалов введено деление по сортам.
Первый сорт наивысший. Для него более жесткие требования к размерам и их погрешностям. Дополнительными параметрами могут быть: количество и виды сучков, требования к различным видам трещин, допускаемые дефекты обработки. Например, у материалов первого сорта шероховатость не должна превышать 1250 мкм. На размер древесины влияет и такая характеристика, как влажность.
В строительстве используют брус, брусок, рейки, обрезную и необрезную доску, доски для пола, вагонку.
Схема расчета кубатуры бревна.
Для изделий из хвойных пород стандартная длина не превышает 7 м. По спецзаказу могут изготовить длину 9 м. Из лиственных пород установлен стандарт длины не более 5 м.
Обычно брус, обрезная доска имеют длину 6 или 7 м. Доска необрезная и для пола имеют стандарт 6 м. Рейка и брусок не превышают 2 или 3 м, вагонка – 3 или 6 м.
Поперечное сечение для бруса в миллиметрах определяется размерами прямоугольника со сторонами (100, 150, 200)×(100, 150, 200) в любом сочетании. Например, 100×100; 100×150; 150×200 и др.
Относительно бруса необходимо сделать уточнение. Сегодня в строительстве применяют клееный профилированный брус. Его изготавливают из отдельных ламелей, склеивая их так, чтобы соседние поверхности имели противоположно направленные волокна. Это существенно увеличивает прочность изделия. Такие брусья могут иметь длину до 13,5 м. На показано их поперечное сечение. Наиболее распространенными являются профили, которые называют гребенка, финский и немецкий.
Повышение требований к энергосбережению вызвало появление клееного бруса с утеплителем. Немецкий профиль такого бруса показан.
Стандартные размеры пиломатериала, такого, как обрезная доска длиной 6 м, измеряемые в мм: (22, 25, 32, 40, 50)×(100, 150, 200). Например, 22×150; 50×150; 22×200 или любое другое сочетание.
Размеры остальных видов представлены таблицей № 1.
| Наименование | |||
| рейка | брусок | доска пола | вагонка |
| 22×50×2 | 40×50×3 | 36×106×6 | 12,5×90×3 |
| 25×50×2 | 50×50×3 | 36×136×6 | 16×88×3 |
| 22×50×3 | 40×80×3 | 45×136×6 | 16×88×6 |
| 25×50×3 | 50×50×3 | ||
Влияние влажности на деревянный строительный материал
Как влияет влажность на размер пиломатериала, можно проследить на конкретном примере.
Доска из ели имеет такие торговые показатели: 54×159 мм, длина 6 м и нормативная влажность W=20 %. Легко подсчитать торговый объем: V=0,054×0,159×6 = 0,0515 м 3 . В 1 м 3 будет 19,41 шт.
Для ели учитывают такие показатели:
- погрешность распиловки – ±2 мм и по ширине, и по толщине;
- коэффициент усушки – 0,25%;
- коэффициент вариации коэффициента усушки – 30%.
Посредством расчета определяют величину средней усушки (мм): 1,4 по толщине и 4 по ширине. Средний распиловочный стандарт соответственно равен 55,4×163, с погрешностями усушки 1 и 3 соответственно.
С учетом допускаемых отклонений фактические размеры сырой еловой доски могут иметь толщину от 53,4 до 57,4 и ширину от 161 до 165 мм. Для материала, влажность которой равна 20%, допускаемые толщина и ширина могут изменяться в пределах от 51,8 до 56,2 и от 155,4 до 162,6 мм соответственно. Если влажность равна 12%, диапазон толщины и ширины от 50,2 до 55,6 и от 150,1 до 161,5 мм соответственно. То есть влажность древесины существенно влияет на размеры пиломатериалов и на их усадку в процессе эксплуатации. Расчет требуемой кубатуры выполнить не трудно. Например, требуется 40 досок длиной 6 м с поперечным сечением 0,04×0,15 м.
Вначале определяют объем одной доски:
- 0,04×0,15×6 = 0,036 м 3 .
Это значит, что 1 м 3 плотной древесины будет состоять из 1/0,036≈27,7 штук. То есть для 40 штук следует покупать 40/27,7=1,444 м 3 древесины этого вида. Приобретая товар, следует учитывать, что качество отдельного экземпляра проверить невозможно. Поэтому приобретайте строительный материал с запасом. Рекомендуемое превышение составляет 10%.
Полезно также знать, что древесина, заготавливаемая в зимнее время, имеет меньшую влажность, и дом из деревянного бруса или бревна целесообразно строить в холодный период, подготовив летом под него фундамент.
Изменение размеров древесины от влажности
Древесина является самым капризным видом строительного и отделочного материала, который подвергается постоянным геометрическим изменением под действием многочисленных атмосферных факторов.
Повышение влажности окружающей среды приводит к незамедлительным увеличением линейных параметров пиломатериала во всех направлениях. При этом происходит изменение размеров как доски, так и бруса. В ширину изменения могут достигать 12% от начального размера, а по длине всего несколько процентов, что объясняется особенностью расположения древесных волокон и их физических свойств. Но изменения наблюдается в любой породе, только в одной меньше, а в другой больше.
Чтобы пиломатериал не деформировался из-за постоянных изменений влажности воздуха, важно ее правильно высушить. А именно, довести процент содержания воды до минимального уровня, при котором древесина теряет способность к впитыванию и набуханию. При этом надо учитывать особенности древесины. Например Ель впитывает влагу лучше чем сосна. А лиственница, наоборот является более влагостойкой породой.
Но и процесс термической обработки должен осуществляться под бдительным контролем и со знанием дела, потому что чрезмерная сушка древесина может привести к ее деформации, растрескиванию и как результат полной негодности для использования в строительных или отделочных работах.
Изменение размеров древесины в зависимости от влажности
Данная зависимость отражена в графиках на картинках. Здесь видно, что при повышении влажности воздуха на 10% пиломатериал может увеличиться в размерах до 3%, а при повышении влажности воздуха до 90% и вовсе увеличиться на 16%, что приведет к деформации строения и порчи внешнего вида.
Коэффициент объёмного теплового расширения
, К −1 (°C −1 ) — относительное изменение объёма тела, происходящее в результате изменения его температуры на 1 К при постоянном давлении.
, К −1 (°C −1 ) — относительное изменение линейных размеров тела, происходящее в результате изменения его температуры на 1 К при постоянном давлении.
Коэффициент линейного расширения древесины
| Коэффициенты линейного расширения поперек волокон. | ||
| Порода | Коэффициент линейного расширения а поперек волокон в направлении | |
| радиальном | тангенциальном | |
| Береза | 27,9 х 10-6 | 33,7 х 10-6 |
| Сосна | 29,7 х 10-6 | 31,3 х 10-6 |
| Осина | 26,0 х 10-6 | 35,9 х 10-6 |
Это необходимо учитывать не только при изготовлении пиломатериалов, но и при выполнении отделки из него снаружи помещения. Кроме этого необходимо обеспечивать качественную защиту досок от намокания под действием дождя и прочих атмосферных осадков. В среднем, максимальные изменения линейных размеров наблюдаются в пределах 10% при условии нахождения изделия под крышей.
Существует прямая зависимость качества пиломатериала от обрабатывающего оборудования на всех этапах. От распиловки до готовой продукции. Поэтому важно подбирать оборудование исходя из технических требований к заказу. Особенно сушильную камеру. т.к. именно этап сушки является самым сложным технологическим процессом. В процессе сушки влажность древесины изменяется от воздействия температуры. От равномерности прогрева древесины зависит качество пиломатериала на выходе.
Именно в вакуумных сушильных камерах нашего производства сушка древесины до погонажной влажности может быть осуществлена менее чем за сутки, до столярной около 2 суток. При этом количество брака минимально.
Расчет пиломатериала в кубе. Стандартные размеры обрезной доски, бруса и бруска. гост
Готовые кубатурники уже давно используются специалистами лесозаготовительной отрасли и торговли в качестве основных помощников для расчетов. Это таблицы, благодаря которым легко определить кубатуру леса-кругляка, бруса или любого другого пиломатериала. Зная длину (в метрах) и диаметр или сечение, можно мгновенно найти объем.
Первым официальным кубатурником стал ГОСТ 2708-75 для круглого леса. В нем приведены расчеты для бревен диаметром от 1 до 9,5 см (шаг 0,5 см). Диапазон длины – от 3 до 120 метров. Аналогичная таблица есть по стандарту ISO 4480-83. Ее отличие только в том, что метраж начинается с 4 метров, а заканчивается 79 м. Диаметр необработанного леса находится как среднее арифметическое между наибольшим и наименьшим диаметром имеющихся в наличии бревен. Пользователю нужно всего лишь найти число в ячейке, где происходит пересечение столбца по диаметру и ряда по метражу. Например, для 16 метров кругляка Ø 6 см, объем получается 0,15 м³, а для 120 метров Ø 9,5 см имеем 13,67 м³.
Аналогичные кубатурники составляются для различных видов пиломатериалов. Они удобны в том случае, если человек (или компания) постоянно занимается изготовлением изделий из дерева под заказ. Здесь уже важны не ГОСТы, а практические соображения. Если производится брус, то нужно иметь под рукой таблицу с его кубатурой, рассчитанной для различного метража.
Какие кубатурники существуют?
Расчет можно провести для любого материала:
- обрезных досок;
- необрезных досок;
- бруса;
- оцилиндрованных бревен;
- вагонки;
- бруска;
- рейки.
Кубатура считается стандартными способами:
- V=a×b×c (V – объем, a, b, c – линейные размеры).
- V=S×l (S – площадь сечения, l – длина изделия).
Полученные данные систематизируются и вносятся в таблицу. Таким кубатурником для производимого пиломатериала можно пользоваться ежедневно.
Для повседневной работы нет необходимости иметь при себе длинную «простынь», которую представляет собой кубатурник по ГОСТу. Стандартная таблица расчета пиломатериала вмещает слишком много вариантов данных. Она используется только компаниями, занимающимися оптовыми продажами или лесозаготовками в значительных масштабах. На практике применяется несколько «ходовых» позиций, а в случае индивидуального заказа кубатура рассчитывается за пару минут.
Самостоятельное составление таблицы
Можно воспользоваться уже готовой таблицей, сделав из нее выборку нужных размеров, или составить свою. Во втором варианте последовательность действий будет такой:
1. Нахождение параметров.
Первый важный момент – определиться с параметрами (метражом и сечениями). Если компания производит только брус 100х100 и 150х150 по 4-6 метров, то вносить нужно только эти данные. Помимо этого добавляются столбцы, в которых просчитано количество изделий в 1 м³, а в некоторых случаях указывают массу и влажность.
Вычисления базируются на формулах V=a×b×c или V=S×l. Более рациональным будет применение второй. Сначала просчитываются площади, а уже потом – объемы.
3. Оформление полученных данных в виде таблицы.
Компания производит брусок 40х40, 40х80 и 50х50 длиной 3/4/6 метров.
Рассчитываются площади сечений:
- S1=0,04×0,04=0,0016 (м²).
- S2=0,04×0,08=0,0032 (м²).
- S3=0,05×0,05=0,0025 (м²).
Потом вычисляют объемы для каждого метража. По бруску 40х40 получается (в м³):
- V=0,0016×3=0,0048.
- V=0,0016×4=0,0064.
- V=0,0016×6=0,0096.
Аналогично для других сечений. Количество изделий в кубометре определяется делением: 1/0,0048=208,33 (штук).
Итоговая таблица выглядит так:
| Сечение, (мм) | Длина, (м) | V 1 бруска, (м³) | Количество штук в 1 м³ |
| 40х40 | 3 | 0,0048 | 208,33 |
| 4 | 0,0064 | 156,25 | |
| 6 | 0,0096 | 104,17 | |
| 40х80 | 3 | 0,0096 | 156,25 |
| 4 | 0,0128 | 78,125 | |
| 6 | 0,0192 | 52,08 | |
| 50х50 | 3 | 0,0075 | 133,33 |
| 4 | 0,01 | 100 | |
| 6 | 0,015 | 66,67 |
Возможен другой вариант оформления таблицы, когда фиксируется только объем:
2. Несколько видов.
Если в ассортименте производителя есть 2, 3 или больше пиломатериалов, то и в этом случае можно составить кубатурник. Сначала проводятся расчеты по каждому типу, потом полученные данные заносятся в сводную таблицу.
Для бруса, бруска, обрезной доски и рейки имеем результат:
| Наименование | Размеры, (мм) | Объем 1 шт, (м³) | Количество (шт/м³) |
| Брус | 100х150х6000 | 0,09 | 11,11 |
| 200х200х3000 | 0,12 | 8,33 | |
| Брусок | 40х40х4000 | 0,0064 | 156,25 |
| 40х80х4000 | 0,0128 | 78,125 | |
| Доска обрезная | 22х100х4000 | 0,0088 | 113,64 |
| 50х200х4000 | 0,04 | 25 | |
| Рейка | 22х50х2000 | 0,0022 | 454,55 |
| 25х50х2000 | 0,0025 | 400 |
Имея под рукой кубатурники с номенклатурой производимых пиломатериалов, менеджеру компании гораздо легче проводить расчеты по кубатуре и стоимости.
Стандартные размеры древесины полезно знать как при выполнении различных самоделок своими руками так и при основательном строительстве. Размеры пиломатериалов регламентируются ГОСТ и продукция каждой пилорамы ориентирована на стандартизованные размеры.
Пиломатериалы бывают обрезные, необрезные, доски, бруски и брусья и др. Размеры
Качество древесины.
Лиственные породы древесины разделяют на три сорта, хвойные – на пять.
Пиломатериалы наилучшего сорта называются отборными (маркируется горизонтальной полосой или буквой “О” ) , остальные сорта обозначают цифрами 1-4 (маркируются соотв. количеством точек, вертикальных полос или просто цифрой ) .
Оценка качества пиломатериалов производится по наихудшей стороне или кромке.
Сорт определяют по наличию/отсутствию сучков, гнили, трещин, коробления и деформаций, червоточин, степени точности механической обработки (непараллельность плоскостей и кромок регламентирует ГОСТ 24454-80 ).
Древесина 1-го сорта используется для изготовления элементов строительных конструкций, окон, дверей,лестниц (стандартные размеры элементов лестниц см. в этой статье ) , чистовой отделки пола и стен.
2-й сорт идет на настилы, несущие строительные конструкции ( II категории ) опалубки, обрешетки и строганые детали (ГОСТ 8442-75 и ГОСТ 475 -78 ).
3-й сорт используют для изготовления несущих конструкций (III категории ).
4-й сорт годен на изготовление тары, мелких заготовок.
Допустимая влажность 4-го сорта не нормируется. Влажность остальных сортов не должна превышать 22%.
При превышении этого значения пиломатериал называют «сырым» – происходит существенная потеря его прочности.
Условные обозначения.
В обозначении прямым текстом пишется материал (доска, брусок, брус ), далее цифра указывающая на сорт, порода древесины (хв. – хвойные или отдельные породы – сосна, ель, лиственница, кедр, пихта ), размер поперечного сечения в мм. и обозначения регламентирующего стандарта.
Ответственные производители указывают в прайсах также длину и кубатуру, т.е:
Доска – 2 – сосна – 40 х 150 х 6000 – ГОСТ 8486-86 Количество в кубе: 27 шт
Как правильно измерять пиломатериалы.
Длину пиломатериалов и заготовок фиксируют по наименьшему расстоянию между торцами, а ширину в любом месте, но отступая 150 мм. от торцов.
Толщина измеряется аналогично в произвольной точке с отступом 150 мм. Ширина необрезных пиломатериалов определяется посредине длины (без учета коры ).
Объем может быть определен в кубических метрах исходя из размеров определенных ГОСТ 5306 – 83.
Обрезные доски. Размеры. Вес. Таблицы
Межгосударственный стандарт. ГОСТ на пиломатериалы хвойных пород
Размеры поперечного сечения (a x b) и длины (L) обрезных досок определены ГОСТ 8486-86
Длина 1 – 6.5 м. с градацией через 0.25 м.
Сегодня все чаще потребителю предлагаются пиломатериалы длиной ровно 6 м., что уже стало стандартом.
Размер а (ширина) обрезной доски: 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275 мм.
b (толщина) 16, 19, 22, 25, 32, 40, 44, 50 ,60, 75 мм.
Таблица сколько досок 1 кубе (штук/метров)
Досок в одном кубе (штук)
Узнать количество метров обрезной доски в 1 кубе очень просто. Если умножить количество досок в кубе(третья колонка таблицы) на длину доски (в табл. 6м), то узнаем сколько привычных погонных метров доски в 1м3.
Сколько весит куб доски
Вес высчитывается по простой формуле: M= V*P
P – плотность древесины зависит от породы древесины, её влажности, места произрастания, конкретной части ствола из которого напилена доска.
Знаете ли вы?
Масса 1м3 обрезного пиломатериала свеженапиленного (сосна) зависит от многих факторов.
Если брус 18*18 будет легче чем доска 0,025*0,18, потому что,сердцевина ствола она сама по себе рыхлее а доска которая вырезается как правило с краев ствола, плотнее.
Лес (сосна) иногда попадается “подсоченный” т.е. это тот лес с которого когда то собирали смолу (существовала организация “Химлес”) пиломатериал не гнилой не синий, а может быть легче почти в два раза.
Лес (сосна) заготовленная зимой после января будет легче примерно на 10-20%
Пиломатериал навсегда бывает точной длинны например если считают брус 6 метровым то как правило он имеет длину от 6,05 до 6,25 а может и больше, зависит в основном от трезвости “крыжовщика”
От количества сучков на пиломатериале.
От множества различных стандартов измерения массы 1м3 пиломатериала.
Стандартные размеры досок и других пиломатериалов
Деревянные материалы, используемые для строительных работ на разных жилых и нежилых объектах, перед тем как попасть на строительство проходят этапы изготовления и подготовки, в ходе которые обретают стандартные размеры. Важность стандартных размеров и знания их напрямую влияет на качество и скорость строительных работ, а также на ключевые моменты планировки тех или иных объектов.
Знание стандартов помогает быстро спланировать весь процесс постройки, монтажа отдельных деревянных конструкций, пола, крыши, элементов перекрытий и других.
Важно также знать обозначение каждого типа пиломатериалов, их классификацию, поскольку это упрощает совместную работу изготовителя (пилорамы), архитектора, непосредственно строителей, а также инженеров, которые обеспечивают постройку всеми нужными коммуникациями, мастеров по отделочным работам и так далее.
Кроме прочего информацию о стандартных размерах досок легко представить в табличных и других доступных формах, что позволяет рассчитать особенности изготовления доставки, монтажа пиломатериалов, их влагоустойчивые свойства, прочность и другие качества.
ГОСТы
Как и любые другие нормы, стандартные размеры пиломатериалов обозначены и собраны в нормативных документах — ГОСТах.
Главным документом, описывающим эти нормы, является ГОСТ 8486-86. В нем указаны технические условия к использованию материалов хвойных пород, которые являются самыми используемыми в строительстве.
Вопросы технических требований к доскам из древесины хвойных пород регулируют и другие документы. Например, межгосударственный ГОСТ 24454-80 является ключевым в вопросе размеров и определяет стандартные для хвойных пород размеры пиломатериалов, распространенные в странах бывшего СССР, а ГОСТ 26002-83 описывает повышенные требования к экспортным видам досок.
В ГОСТе 24454-80 размещена таблица, в которой указаны стандартные размеры, а также принципиальный подход к классификации. Тему размеров стоит рассматривать именно исходя из этой классификации, а также отдельных примеров.
Классификация и размеры разных видов пиломатериалов
Есть несколько подходов к классификации пиломатериалов, главный из которых исходит от двух параметров любого пиломатериала — ширины пласти и толщины кромки. От соотношения этих двух показателей и зависит тип пиломатериала.
Пиломатериалы разделяют зависимо от характера обработки кромки на 2 типа:
Обрезные имеют четыре попарно перпендикулярные плоскости (нижняя и верхняя пласть перпендикулярны боковым кромкам).
Доска и размеры доски или бруска измеряются рулеткой или другими приборами, перпендикулярно длине. При этом от торца (края) пиломатериала отступают не менее чем на 150 миллиметров. Все стандартные размеры обрезной доски указаны в ГОСТе.
Если доска строганная, а также шпунтованная доска измеряются исходя из характера ее обработки. Шпунтованная доска, например
Необрезные пиломатериалы имеют только две параллельных друг другу плоскости — пласти. Кромки у них не обработаны могут неровность или кору. Толщину необрезных досок измеряют штангенциркулем, а ширину измеряют посередине длины без учета толщины коры.
ГОСТ 24454-80
Таблица, представленная в ГОСТе 24454-80, являет собой набор допустимых значений ширины для определенных стандартных размеров толщины. Каждый габарит указан в миллиметрах. ГОСТ стандартизирует размеры обрезных и необрезных пиломатериалов.
Толщина, согласно стандарту, может составлять от 16 до 250 миллиметров, а ширина — от 75 до 275 миллиметров. При этом для некоторых значений толщины отвечает определенное значение ширины. А если пиломатериал с неким показателем толщины не может иметь соответствующей ширины, то в таблице на месте, где должен быть указан второй показатель, стоит прочерк. При этом учитывается, что показатель ширины всегда больше толщины.
Таким образом доска обрезная с толщиной 16 или 19 миллиметров и шириной свыше 200 миллиметров не соответствует данному стандарту, и поэтому не указаны в нем, как и брусья 125 на 275 миллиметров.
Стандартной для большинства видов деревянных материалов считается длина 6 метра, но более тонкие обычно изготовляют покороче.
Кроме этого стандарт предусматривает что, зависимо от требований заказчика, изготовление отрезной доски или бруска может проводиться с отклонением от стандартных размеров. Также существуют особенные требования к материалам, предназначенным для использования в нефтяных вышках, грузовых автомобилях, мостовых и прочих сооружениях.
Виды пиломатериалов
Главный принцип классификации пиломатериалов — это их разделение на следующие виды:
- доски;
- брусы;
- вагонка и тонкие половые доски.
- особые.
Доски, в том числе половые, определяют по длине (2100-6000 мм), ширине (64-140 мм) и толщине (21-40 мм).
Бруски (брусья, рейки) отличаются от досок соотношением толщины и ширины. Ширина бруска, как правило, если и превышает толщину, то не более, чем в 2 раза.
Вагонка — это виды более тонкие от указанных в стандартах, которые могут иметь достаточно большую ширину и длину. Как правило, их используют для внешних работ или покрытие. Паркет, ламинированный пол и другие чаще делают с отклонением от стандарта для того, чтобы обеспечить достаточный запас прочности, но при этом не сильно поднять уровень пола. Ламинат чаще всего имеет комбинированный состав. Для пола часто используется шпунтованная доска, которая также имеет нестандартные размеры.
Обозначение
Обозначают пиломатериалы также согласно стандартам. Например, обозначение «Брус — 1 — сосна — 100 х 150 — ГОСТ 8486-86» соответствует сосновому бруску шириной 15 см и толщиной 10 см. Число 1 обозначает сорт.
Определяют четыре сорта древесины, которые используют для разных целей (I — для элементов строительных конструкций, окон, дверей и прочих, IV — для деревянной тары и мелких заготовок).
Влияние влажности и усушка
Влажность для I-III сортов древесины составляет 22%, а допустимые отклонения указаны в ГОСТе.
Влага является важным фактором влияния на размер и объем доски. Ее избыток может привести не только к увеличению веса пиломатериала или к его гниению, но также может повлиять на его расширение и увеличение толщины.
При недостатке влаги и в условиях усиленной гидроизоляции доски, брусья и деревянный пол могут также усохнуть. Это приводит к тому, что пиломатериалы становятся легче, проседают и так далее. Недостаток влаги может привести к растрескиванию пиломатериалов при хранении или уже после монтажа.
Поскольку нормальная влага обеспечивает дополнительную прочность, то при хранении, а также в ходе строительства следует обеспечить нормальные условия их эксплуатации, чтобы избежать отклонения от стандартных размеров расхождения деталей и повреждения деревянных конструкции.
