Физические свойства

Внешний вид древесины
Цвет
Цвет – определенное зрительное восприятие.
Колориметрия (от латинского "колор" – цвет) – наука о цветовых измерениях.
Цветовой тон определяется длиной волны λ чистого спектрального цвета.
Чистота цвета P характеризует степень разбавления цвета белым и может изменяться от 100 % до нуля.
Светлота определяется коэффициентом отражения ρ.
Для белых поверхностей ρ близок к единице, для черных приближается к нулю.
Характеристики цвета древесины можно установить, используя фотоэлектрические колориметры или атлас цветов.

Цвет древесины зависит от породы и условий произрастания.
Ель
Самшит

Древесина изменяет цвет при поражении ее грибами.
Заболонные грибные окраски (синева, розовая и коричневая окраска, сосна)
Грибные ядровые пятна и полосы

В речной воде древесины дуба сильно темнеет в результате соединения дубильных веществ с солями железа.
Дуб мореный
Дуб
Цвет древесины изменяется после сплава, при пропаривании и высокотемпературной сушке.

Блеск
Блеск – способность направленно отражать световой поток.
Наибольший блеск наблюдается при освещении зеркальных поверхностей.
Степень блеска зависит от колориметрических характеристик древесины и ее белизны. Она определяется с помощью блескомера.

Блеск древесины зависит от состояния поверхности материала и характера освещенности.
Блеск древесине придают сердцевинные лучи.

Текстура
Текстура – рисунок, образующийся на поверхности древесины в следствие перерезания анатомических элементов.
Бук

Макроструктура
Ширина годичных слоев (n) – число годичных слоев, приходящееся на 1 см отрезка, отмеренного по радиальному направлению на торцовой поверхности образца.
N – число целых годичных слоев на участке измерения;
l – длина участка измерения, см.
Степень равнослойности – оценивают по разнице в числе годичных слоев на двух соседних участках длиной по 1 см.

Содержание поздней древесины определяется соотношением в процентах между суммарной шириной зон поздней древесины и общей протяженностью (в радиальном направлении) участка измерения, включающего целое число слоев.
Равноплотность древесины характеризуется равномерностью распределения механических тканей по ширине годичного слоя.

Влажность древесины; свойства, связанные с ее изменением
Вода в древесине
Методы определения влажности: прямые и косвенные.
К прямым относится весовой метод.
m – масса образца влажной древесины, г;
m0 – масса образца абс. сух. древесины, г.

К косвенным методам относится определение влажности с помощью влагомеров.

Формы воды в древесине
ρб и ρо – соответственно базисная плотность древесины и плотность абс. сух. древесины, г/см3;
ρв – плотность связанной воды, г/см3.
Предел гигроскопичности – это максимальная влажность клеточных стенок, достигаемая при сорбции паров воды из воздуха; характеризуется отсутствием воды в полостях клеток и равновесием влажности клеточных стенок с воздухом, приближающимся к насыщенному состоянию.
Предел насыщения клеточных стенок Wп.н. – это максимальная влажность клеточных стенок, достигаемая при увлажнении древесины в воде.

Устойчивая влажность – влажность древесины, достигаемая при длительной выдержке в воздухе определенного состояния.
Равновесная влажность – влажность измельченной древесины, практически одинаковая при сорбции и десорбции.

Нормализованная влажность – равновесная влажность древесины, соответствующая t = 20±2 °С и ϕ = 65±5 % и в среднем равна 12 %. .

Усушка древесины
Под усушкой понимают уменьшение линейных размеров и объема древесины при удалении из нее связанной воды.
Полная (максимальная усушка) βmax происходит при удалении из древесины всего количества связанной воды. Ее величину, в процентах, вычисляют по формуле:
amax – размер образца при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок, мм;
amin – размер образца в абсолютно сухом состоянии, мм.
Частичная усушка древесины βw происходит при высыхании ее до какой-либо заданной влажности и ее величину, в процентах, определяют по формуле:
aw – размер образца при влажности W, мм.

Коэффициент усушки Кβ в процентах на 1 % влажности древесины вычисляют по формулам:
Wпн – предел насыщения клеточных стенок, равный 30 %.
W – конечная влажность образца, %.
Полная усушка древесины наиболее распространенных отечественных лесных пород:
в тангенциальном направлении составляет 8–10 %,
в радиальном направлении 3–7 %,
вдоль волокон 0,1–0,3 %.
Полная объемная усушка находится в пределах 11–17 %.

Внутренние напряжения
Причины внутренних напряжений – неравномерное распределение влаги по толщине материала в процессе сушки.
Если напряжение достигает предела прочности древесины на растяжение поперек волокон, появляются трещины.
а – торцовые; б – пластевые;
в – кромочные

Коробление древесины
А – поперечная: а – желобчатая; б – трапециевидная; в – ромбовидная; г – овальная;
Б – продольная: д – по кромке; е – по пласти; ж – крыловатость
Коробление древесины – изменение заданной формы пиломатериалов и заготовок при сушке, а также выпиловке и хранении.

Разбухание древесины
Под разбуханием понимают увеличение линейных размеров и объема древесины при повышении содержания связанной воды.
Полное (максимальное разбухание) αmax в процентах, вычисляют по формуле:
аmax – размер образца при влажности W ≥ Wпн, мм;
аmin – размер образца в абсолютно сухом состоянии, мм.
Частичное разбухание древесины α w , в процентах, определяют по формуле:
aw – размер образца при влажности W, мм.

Коэффициент разбухания Kα, в процентах на 1 % влажности древесины, определяют по формулам:
Wпн – предел насыщения клеточных стенок, равный 30 %.
ΔW – диапазон изменения влажности при разбухании, %.
Полное разбухание древесины наиболее распространенных отечественных лесных пород:
в тангенциальном направлении составляет 8–10 %,
в радиальном направлении 3–7 %,
вдоль волокон 0,1–0,3 %.
Полное объемное разбухание находится в пределах 11–17 %.

Водопоглощение древесины
Водопоглощение – способность древесины увеличивать влажность при контакте с водой.
Максимальная влажность, которой достигает погруженная в воду древесина, определяется по формуле:
Wп.н. – влажность предела насыщения клеточных стенок, %;
ρд.в. – плотность древесинного вещества, г/см3;
ρ0 – плотность древесины в абсолютно сухом состоянии, г/см3;
ρв – плотность воды, г/см3.
Способность древесины поглощать воду, а также другие жидкости, имеет значение в процессах варки древесины для получения целлюлозы, при пропитке растворами антисептиков и антипиренов, при сплаве лесоматериалов и в других случаях.

Плотность древесины
Плотность материала характеризуется отношением его массы к объему и имеет размерность в системе СИ (кг/м3).
Плотность древесинного вещества представляет собой массу единицы объема материала, образующего клеточные стенки.
Плотность древесинного вещества ρд.в., г/см3, в абсолютно сухом состоянии можно вычислить по формуле:
mд.в. – масса древесинного вещества, г;
Vд.в. – объем древесинного вещества, см3

Плотность абсолютно сухой древесины:
m0 и V0 – соответственно масса и объем образца древесины при W = 0 %.
Плотность влажной древесины ρw выражается отношением массы образца при данной влажности mw к его объему при той же влажности Vw:
Парциальная плотность древесины ρ′w определяется отношением массы абсолютно сухого образца m0 к его объему при данной влаж­ности Vw:
Базисная плотность древесины ρб рассчитывается как отношение массы абсолютно сухого образца m0 к его объему при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок Vmax: