Прочность древесины напрямую связана с шириной годичных слоев и показателем плотности пиломатериала. Исследования хвойных деревьев показали, что для каждой породы есть оптимальное количество годичных слоев, при этом показатели прочности будут самыми высокими. Особенно удобно для оценки характеристик прочности применять плотность, динамический модуль упругости, твердость, резонансную частоту. Испытания, при которых происходит разрушение древесины, очень важны для пиломатериала, который отличается даже в пределах породы, типа леса, возраста дерева. Они позволяют поштучно контролировать характеристики прочности дерева.
Испытания на разрушение пиломатериалов
Подобные испытания дают возможность осуществить поштучное контролирование свойств пиломатериала. Плотность его не зависит от числа трещин. При наличии сучков даже увеличивается. В связи с этим определение прочности с учетом плотности, чтобы оценить качество материалов стволов растущих деревьев, круглых материалов, даже отдельных брусьев требует учета пороков.
Неразрушающие испытания для пиломатериалов, основанные на пределах прочности с показателями упругости дерева при динамических нагрузках, дают максимально точные данные. Последние определяют ультразвуковым способом. Модуль упругости напрямую связан с пределом прочности. Данные связи для каждой породы дерева приводятся в справочниках. Испытание дерева с определением модуля упругости и дальнейшим вычислением прочности через него дает возможность быстро получать данные по всей партии пиломатериалов.
Как проходит испытание дерева?
Во время сушки при стандартном давлении, с целью снижения содержания связанной или свободной воды, пиломатериал нужно нагревать до точки кипения воды – 100 градусов. Это связано с рисками разрушения древесины, появления трещин, деформации. При падении температуры, когда вода превращается в пар посредством образования вакуума, риск появления деформаций и трещин сокращается. В первом варианте механические свойства сильнее ухудшаются, чем во втором. Потери прочности происходят по причине образования трещин во время камерной сушки при условиях выше 100 градусов.
Если выполняется высокотемпературная сушка, больше сокращается прочность и ударная вязкость дерева. Указанные изменения слишком выражены при разных показателях температуры сушки. Также они зависят от итоговой влажности пиломатериала в пределах от нуля до насыщения. При нагревании ударная вязкость дерева с удалением влажности сокращается, а при высокой влажности – повышается. Долгое воздействие температуры выше 50 градусов приводит к уменьшению показателя вязкости и прочности, но и увеличение хрупкости, изменение химического состава материала за счет большой чувствительности целлюлозной части к влиянию высоких температур. При проварке дерева хвойной породы его прочность при изгибе уменьшается больше, чем во время пропаривания.
