خواص الخشب: ما هي صلابته؟ الخواص التكنولوجية والرطوبة. ما هي الخصائص المفيدة للخشب؟

2024 مؤلف: Beatrice Philips | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 05:24

إن معرفة كل شيء عن خصائص الخشب ، وليس فقط ما هو عليه من حيث الصلابة ، مفيد للتطوير العام ، وللتنظيم المباشر لمختلف الصناعات. من الضروري الانتباه إلى الخصائص التكنولوجية والرطوبة. ولكن من المفيد أيضًا أن نتخيل مسبقًا الخصائص المفيدة للخشب.

نظرة عامة على الخصائص الفيزيائية

لون

يعتمد لون الخشب إلى حد كبير على درجة تشبعه بالعفص. لذلك ، من الواضح أنها مرتبطة بالخصائص المناخية والتربة للمواقع المختلفة. القاعدة الرئيسية بسيطة: كلما زادت قابلية ذوبان الأملاح المعدنية ، كلما أصبحت المادة أغمق. لكن اللون الذي تتمتع به شجرة معينة يعتمد أيضًا على:

• تناول الأملاح المعدنية
• ميزات المعالجة في الإنتاج ؛
• درجة الرطوبة
• خصائص الإضاءة
• الإرهاق بمرور الوقت
• الآفات الفطرية.

يلمع

جسديًا ، تعبر هذه المعلمة عن درجة الرفض الاتجاهي لتدفق الضوء. كلما كان سطح عينة معينة أكثر سلاسة ، زاد ارتفاعه … ليس من أجل لا شيء أن الألواح والألواح المصقولة بشكل صحيح ، بغض النظر عن السلالة الأصلية تقريبًا ، تتألق بقوة بشكل خاص. ولكن مع ذلك ، فإن سمات السلالة تترك دائمًا بصمة على طبيعة هذا اللمعان.

ومرة أخرى ، من الضروري مراعاة المظهر غير المتكافئ لمثل هذه المعلمة عند مستويات الإضاءة المختلفة.

الملمس

من نواح كثيرة ، تعتبر هذه الخاصية هي التي تحدد مظهر الخشب في النهاية. يشير الملمس إلى نمط معين. لا توجد عادة على السطح ، ولكن على الجرح. يتأثر النسيج بما يلي:

• سبق ذكره اللون ؛
• ميزات الألياف وموقعها ؛
• حلقات جذوع الأشجار؛
• أصباغ بالداخل.

يشم

ربما تكون الرائحة الخاصة هي أكثر الخصائص الممتعة التي يمتلكها الخشب .أقوى رائحة هي من سمات النواة ، لأنه يوجد أعلى تركيز للمواد العطرية. الشجرة المقطوعة حديثًا تنبعث منها رائحة أقوى ثم أضعف. بعد مرور بعض الوقت ، يكاد يكون من المستحيل التقاط هذه الرائحة. إنه الأكثر جاذبية لمثل هذه العينات:

• العرعر.
• شجرة ليمون؛
• شجرة السرو؛
• خشب الساج؛
• خوخ؛
• خشب اصفر.

البنية الكلية

هذا هو اسم هيكل الشجرة ، الذي يتم اكتشافه إما عند النظر إليه بالعين المجردة ، أو بزيادة طفيفة ، على سبيل المثال ، باستخدام عدسة مكبرة. يمكنك ملاحظة البنية الكلية على أي قطع في الجذوع. اللب ، والكامبيوم ، والخشب نفسه كلها أجزاء من البنية الكلية.

وهذا يشمل أيضًا حلقات النمو ، التي تجعل من الممكن الحكم على عمر الشجرة ، في أي ظروف نمت وتطورت.

رطوبة

عادة ما يمر هذا المؤشر على أنه سلبي لأن فكلما كان حجمه أصغر ، كان من الأسهل التعامل مع الخشب ، وكلما زادت إمكانية التنبؤ بمعلماته الأخرى ، وكلما كان المنتج النهائي أكثر موثوقية .يحتوي الخشب المقطوع حديثًا على درجة عالية من الرطوبة. في ظل الظروف العادية - درجة حرارة 20 درجة - يمكن للشجرة أن تمتص ما يصل إلى 30٪ من الماء من البيئة الخارجية بالقيمة المطلقة. لا يمكن أن يتجاوز هذا المؤشر بشكل طبيعي ، إلا إذا كانت هناك بعض الظروف الخاصة التي تزيد من التشبع بالسائل حتى 50 أو حتى 100٪. من اللافت للنظر أنه بالكاد يعتمد على السلالة وحتى على المنطقة الأصلية.

المعيار وفقًا لـ GOST بسيط: إذا كان محتوى الماء أقل من 22٪ ، ثم هذا هو الخشب الجاف ، وبتركيز أعلى ، يصنف على أنه فئة رطبة.ومع ذلك ، لأغراض عملية ، من المستحيل بالطبع أن نقتصر على هذا المستوى القياسي. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن نتذكر أنه وفقًا لـ GOST ، فإن محتوى الماء في خشب الفئة 4 غير قياسي. يتم تعريف هذا المؤشر بطرق مختلفة. للأغراض المهنية ، يتم قياسه باستخدام جهاز خاص - مقياس الرطوبة الكهربائي.

ومع ذلك ، يمكن للنجارين والنجارين ذوي الخبرة تحديد محتوى الرطوبة بالعين بدقة عالية إلى حد ما. بالطبع ، هذا لا يكفي لإعداد وثائق حول جودة الدُفعة ، لكنه يكفي لاختيار الخشب المنشور للبناء أو إنتاج الأثاث.

يمكنك أيضًا فحص الرطوبة باستخدام اختبار الوزن .عادة ما يعتبر الخشب المجفف بالهواء طبيعيًا ، ولا يتجاوز محتوى الرطوبة فيه 15-20٪. في أغلب الأحيان ، لتحقيق هذه النتيجة ، هناك حاجة إلى تجفيف طويل أو أكثر.

تعتبر الشجرة التي يزيد محتوى الرطوبة فيها عن 100 بالمائة رطبة .(حسب معامل زيادة الوزن بسبب الرطوبة). لكن هذا ممكن فقط مع التعرض الطويل للماء. تعتبر الرطوبة طبيعية من 30 إلى 80٪ ، على الرغم من أنهم ، بالطبع ، لا يسعون للوصول إلى الحد الأقصى ، لكنهم يحاولون استخدام الخشب الأكثر جفافاً قدر الإمكان ، من الناحية المثالية لا يزيد عن 12٪. يتم الحساب وفقًا لصيغة بسيطة إلى حد ما.

يتم تحديد مؤشر الرطوبة الأولي بطرح الكتلة التي ستكون في حالة جافة تمامًا من الكتلة الأولية ، ثم قسمة هذا على الكتلة الجافة تمامًا وضربها في 100٪ . يجب أن يكون مفهوما أنه حتى لو كان السطح جافًا ، فقد تظل هناك كمية لا بأس بها من الرطوبة بالداخل. في بعض الحالات ، يمكنك سماع ما يسمى محتوى رطوبة التوازن للخشب. إنها تعني مثل هذه الحالة عندما يكون الضغط من البيئة الخارجية متوازنًا تمامًا بالضغط من جانب السائل الموجود في المسام والخلايا. يؤثر هذا المؤشر ، مثل الأنواع الأخرى من تشبع الماء ، بشكل مباشر على ملاءمة المواد الخام لأغراض عملية معينة.

مع زيادة محتوى الرطوبة ، فإن الخشب المنشور:

• يصبح أوسع بشكل ملحوظ ؛
• يطيل إلى حد ما
• بالاقتران مع زيادة درجة الحرارة ، فإنه يكتسب اللدونة ؛
• على مدى فترة طويلة من الزمن (يمكن مقارنتها بعمر الخدمة العادي) ، فإنها تبلى وتتحلل بشكل أسرع ، وتتعفن في كثير من الأحيان وبفعالية أكبر.

امتصاص الرطوبة

لكن الماء لا يتم احتواؤه في البداية فحسب ، بل يأتي أيضًا من الخارج خلال فترة استخدام المنتجات بأكملها. شدة امتصاصه تسمى على وجه التحديد امتصاص الرطوبة. تتولد بعض الحرارة عند امتصاص الماء.

لكن هذه العملية ستتباطأ تدريجياً. عند الاقتراب من حد التشبع ، فإنه يتم بشكل عام بطريقة بطيئة للغاية.

موصلية الرطوبة

يتعلق الأمر بتمرير ما يسمى بالمياه المقيدة. يأخذ معامل موصلية الرطوبة في الحسبان حركة السائل نفسه ومرحلة البخار. يحدث ذلك من خلال:

• تجاويف الخلايا
• المساحات بين الخلايا
• أنظمة الشعيرات الدموية لأغشية الخلايا.

انكماش وتورم

عندما ينطق المحترفون كلمة انكماش ، فإنها تخلو من أي دلالة ساخرة .هذا مصطلح خطير للغاية ، بمعنى الدرجة التي يتم بها تقليل حجم الخشب أو المنتج منه عن طريق إزالة الرطوبة الموجودة هناك. لكل سلالة وحتى بالنسبة لمستوى كثافة معين ، يمكن أن يختلف هذا المؤشر بشكل كبير. في اتجاهات هندسية مختلفة ، يكون الانكماش غير منتظم. يتمثل المعنى المادي للتورم في تغلغل جزيئات الماء في جدران الخلايا وفي تحريك ألياف السليلوز بعيدًا ، وهذه الظاهرة مميزة بشكل أساسي للخشب المجفف أو المعرضة للتغيرات الموسمية في محتوى الرطوبة.

ضغوط داخلية

في حالته الطبيعية ، ينمو أي جذع شجرة بطريقة متوازنة ، حتى لو كان عليه أن ينمو بشكل ملتوي. ولكن عندما يتم قطع نفس الجذع ، فإن الخشب "يقود" ، لأن هذه التوترات تخرج عن نطاق السيطرة ، وتفقد كل الانسجام. تم العثور على أقوى منهم على الفور بمجرد نشر الجذع.ومع ذلك ، تظهر المشكلة في بعض الأحيان في وقت لاحق ، بعد أن تجف الألواح وتثبيتها على الهيكل الذي تم إنشاؤه.

بصريًا ، يتم التعبير عن ذلك في ظهور تشققات مختلفة ، حيث يتبين أن التجفيف الصناعي الصحيح هو الحل للمشكلة ، ولهذا السبب لا يمكن اعتبار أنه يرفع السعر فقط ، كما يُعتقد غالبًا.

كثافة

هذا مؤشر على كتلة وحدة معينة من حجم الشجرة. هام: يتم حسابه عن طريق التجاهل المتعمد لكتلة الفراغات والرطوبة المحتواة ، فقط الجاذبية الصافية للمادة الجافة هي المهمة .لكل سلالة ، تكون الكثافة فردية بشكل صارم. يرتبط هذا المؤشر ارتباطًا وثيقًا بالمعلمات التالية:

• المسامية؛
• رطوبة؛
• معدل امتصاص؛
• الخضوع ل؛
• القابلية للتلف البيولوجي (كلما زادت كثافة العينة ، زادت صعوبة إتلافها).

نفاذية

لا ينبغي التقليل من قدرة الخشب على نقل السوائل والغازات . إنه يؤثر بشكل مباشر على تطوير أنماط التجفيف والتشريب ، وتقييم جدوى هذه الأساليب. يتم تحديد نفاذية الماء ليس فقط من خلال أنواع الخشب ، ولكن أيضًا من خلال الموقع في الجذع واتجاه حركة السوائل والغازات. تختلف النفاذية على طول الحبوب اختلافًا كبيرًا عن معدل الاختراق عبر الحبوب. يجدر أيضًا النظر في الدور المهم للمواد الراتينجية التي تتداخل مع تدفق الماء والمواد السائلة الأخرى.

يتم تعريف نفاذية الغاز على أنها كمية الهواء التي تمر عبرها. يقاس من حيث 1 متر مكعب. انظر سطح العينة. تم تحديد هذا المؤشر:

• الضغط؛
• خصائص الخشب نفسه ؛
• خصائص الأبخرة أو الغازات.

حراري

هم الذين يتم ذكرهم في أغلب الأحيان من بين الخصائص المفيدة للمواد الطبيعية .… لكن في الواقع ، الوضع أكثر تعقيدًا إلى حد ما من مجرد "الاحتفاظ الجيد بالحرارة". لا يعتمد المستوى المحدد للسعة الحرارية بشدة على الصخور والكثافة. يتم تحديده في المقام الأول من خلال درجة الحرارة المحيطة. كلما زاد ارتفاعه ، زادت السعة الحرارية ، أصبح الاعتماد خطيًا تقريبًا.

يجدر أيضًا الانتباه إلى الانتشار الحراري والتوصيل الحراري . ترتبط هاتان الخاصيتان ارتباطًا مباشرًا بكثافة المادة ، لأن كل تجويف يحتوي على هواء يلعب دورًا مهمًا. كلما كان الخشب أكثر كثافة ، زادت الموصلية الحرارية. لكن مؤشر الموصلية الحرارية ، على العكس من ذلك ، ينخفض بشكل حاد مع زيادة الكتلة المحددة للعينة.

تنقل الخلايا والألياف حرارة أكثر في الاتجاه الطولي منها في الاتجاه العرضي.

لكن في بعض الأحيان يستخدم الخشب كوقود. في هذه الحالة ، تعتبر القيمة الحرارية أمرًا بالغ الأهمية .بالنسبة لشجرة جافة تمامًا ، تتراوح من 19.7 إلى 21.5 ميجا جول لكل 1 كجم. يقلل ظهور الرطوبة ، حتى بكميات صغيرة ، هذا المؤشر بشكل كبير. اللحاء ، باستثناء خشب البتولا ، يحترق بنفس درجة حرارة الخشب نفسه.

عند استخدام الخشب كوقود ، يتم إعطاء الأهمية الرئيسية لمثل هذه الخاصية الحرارية للخشب مثل حرارة الاحتراق (القيمة الحرارية) ، والتي بالنسبة للخشب الجاف تمامًا هي 19.7-21.5 ميجا جول / كجم. يقلل وجود الرطوبة من قيمتها بشكل كبير. القيمة الحرارية للحاء هي تقريبًا نفس قيمة الخشب ، باستثناء الطبقة الخارجية من لحاء البتولا (36 ميجا جول / كجم).

صوت

الغالبية العظمى من البناة مهتمون فقط وحصريًا بقدرة الخشب على امتصاص الأصوات الدخيلة. كلما كان أعلى ، كلما كانت المادة أفضل لحماية المنزل من ضوضاء الشوارع. ومع ذلك ، في إنتاج الآلات الموسيقية ، تلعب خاصية مثل الرنين دورًا مهمًا.

لا يزال المحترفون يدرسون ثابت الإشعاع ، وهو أيضًا الثابت الصوتي. وفقًا لها ، يتم تقييم مدى ملاءمة سلالة معينة أو حتى عينة محددة للاستخدام العملي.

الكهرباء

إنه أولاً وقبل كل شيء حول المقاومة الكهربائية والقوة الكهربائية … يتم تحديد درجة مقاومة التيار حسب نوع واتجاه الألياف. ومع ذلك ، يمكن التنبؤ بمستويات درجة الحرارة والرطوبة.بالقوة الكهربائية ، من المعتاد فهم شدة المجال الكهربائي المطلوبة ، والتي تكون كافية للانهيار. وكلما زاد تسخين الخشب ، ارتفعت درجة حرارته ، وانخفضت مقاومة هذا الانهيار.

يتجلى عند التعرض للإشعاع

في حالة الأشعة تحت الحمراء ، يمكن أن تصبح المساحات السطحية للخشب شديدة الحرارة. ومع ذلك ، فإن التأثير القوي جدًا من هذا النوع ضروري حتى يتم تعديل جذع الشجرة السميكة إلى العمق الكامل . من الغريب أن تغلغل الضوء المرئي يحدث بشكل أعمق بكثير - بمقدار 10-15 سم ، وميزات انعكاس الضوء تجعل من الممكن الحكم جيدًا على عيوب المادة. الأشعة فوق البنفسجية تخترق الخشب بشكل سيئ.

لكنه يثير توهجًا محددًا - التلألؤ . يمكن للأشعة السينية اكتشاف العيوب الهيكلية الصغيرة. غالبًا ما يستخدم للتشخيص المهني. يستخدم إشعاع بيتا لدراسة زراعة الأشجار. يمكن لأشعة جاما الكشف عن العيوب الخفية للغاية والتعفن وما إلى ذلك.

وصف الخواص الميكانيكية

الخضوع ل

هذا هو اسم القدرة على مقاومة التدمير عند تحميل الحمولة .… تعتمد درجة القوة على كمية الرطوبة المقيدة. كلما ارتفع ، انخفضت مقاومة الإجهاد الميكانيكي. ومع ذلك ، بعد التغلب على عتبة الرطوبة (حوالي 30 ٪) ، يختفي هذا الاعتماد. لذلك ، لا يُسمح بمقارنة نقاط قوة الشد للعينات إلا بدرجة مماثلة من الرطوبة.

تقاس المقاومة بالضرورة ليس فقط على طول الألياف ، ولكن أيضًا في الاتجاهين الشعاعي والماسي.

صلابة

يعلم الجميع تقريبًا أن الخشب يمكن أن يكون ذا صلابة مختلفة ، وذلك هذا هو أحد المؤشرات الرئيسية عند اختياره لأغراض محددة .يعرّف الخبراء الصلابة بأنها قوة المقاومة لإدخال الأجسام الغريبة ، بما في ذلك الأجهزة. بالإضافة إلى قائمة أو مقياس لأنواع الأشجار الصنوبرية والنفضية ، هناك أيضًا تصنيفها حسب منطقة الصلابة. نهاية يتم تحديد الصلابة عن طريق وضع مسافة بادئة لقضيب معدني بقطر وشكل معين للنهاية إلى عمق معين من نصف القطر بسلاسة خلال 120 ثانية. التقديرات محسوبة بالكيلوغرام لكل سنتيمتر مربع.

تميز أيضا صلابة شعاعية وماسية . يكون مؤشرها في المستوى الجانبي للوح الخشب الصلب أقل بنسبة 30٪ تقريبًا من النهاية ، وبالنسبة للكتلة الصنوبرية ، يكون الفرق عادةً 40٪. لكن الكثير يعتمد على السلالة المحددة ، على حالتها وخصائص التخزين. في بعض الحالات ، يتم قياس الصلابة وفقًا لنظام برينل. بالإضافة إلى ذلك ، يأخذ المتخصصون دائمًا في الاعتبار كيف يمكن أن تتغير الصلابة أثناء المعالجة وأثناء الاستخدام.

أقوى شجرة في العالم هي:

• جاتوبا.
• سوكوبيرا.
• يارا الأمازونية
• تعكر.
• جوز؛
• ميرباو.
• رماد؛
• البلوط.
• الصنوبر.

عوامل الجودة

لكن مجرد معرفة أي شجرة يمكنها تحمل الأحمال أكثر من غيرها دون الانهيار ليس كافياً. من الضروري الانتباه إلى جوانب مهمة أخرى. بادئ ذي بدء ، العلاقة بين المعلمات الميكانيكية والكثافة الظاهرية. كلما كان الخشب أثقل ، كانت آلياته أفضل عادة .… يتم وصف العلاقة المقابلة من خلال عدد من الصيغ المعقدة. ولكن من أجل مراعاة ظروف وأماكن معينة للنمو ، يتم إدخال عوامل تصحيح إضافية.

تنعكس ربحية الوزن من خلال المعاملات:

• الجودة الشاملة
• جودة ثابتة
• جودة محددة.

ميزات الخصائص التكنولوجية

الخصائص التقنية الرئيسية للخشب ، إلى جانب الصلابة التي سبق ذكرها ، هي:

• قوة التأثير؛
• كفاءة الاحتفاظ بالأجهزة ؛
• الانحناء.
• عرضة للانقسام
• ارتداء المقاومة.

تتميز اللزوجة بالعمل الممتص عند التأثير ، مما لا يؤدي إلى إتلاف المادة.

يتم إجراء الاختبار على عينات خاصة. تستخدم آلات تصوير البندول لتنفيذها.

يخزن البندول في الحالة المرتفعة الطاقة الكامنة.بعد إطلاقه في حركة غير معوقة ، يرتفع إلى ارتفاع واحد ، ويقضي جزءًا من الدافع لتدمير العينة ، إلى ارتفاع آخر ، وهذا يسمح لنا بتحديد إنفاق الجهود.

عادة ما تكون الأجهزة مجهزة بميزان خاص. بعد حساب القراءات ، يتم استبدالها في الصيغ ، وبهذه الطريقة يتم الحصول على مؤشر قوة التأثير. يجب أن يكون مفهوما أننا نتحدث عن مقارنة جودة العينات ، وليس عن حسابات الهياكل الخشبية. وجد أن الأنواع المتساقطة هي أكثر لزوجة من الكتلة الصنوبرية .أما بالنسبة للاحتفاظ بالأجهزة ، فيعتمد على قوة الاحتكاك التي تحدث بين المادة والسحابات التي يتم إدخالها فيها.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم تحديد ما يسمى بقيمة مقاومة الانسحاب. بالإضافة إلى الكثافة ، يتم تحديدها أيضًا حسب نوع الخشب وما إذا كانت الأجهزة تدخل النهاية أم عبر الألياف. من خلال ترطيب الخشب ، سيكون من الممكن تبسيط نفس عملية تحريك الأظافر ، لكن المادة المجففة تجعلها أسوأ. يجب تقييم مقاومة قوة الانحناء بشكل أساسي في الحالات التي يكون فيها الانحناء ضروريًا من الناحية التكنولوجية للحصول على منتج معين. لا توجد طريقة موحدة لتقييم هذا المؤشر.

يتم تعريف مقاومة التآكل دائمًا على أنها مقاومة الاحتكاك. في حالات نادرة فقط ، تلعب مقاومة التأثيرات البلى الأخرى دورًا مهمًا. من المهم أن نفهم أنه يتم قياسه بواسطة الطبقة السطحية. إذا وصل التدمير إلى الجوهر ، فلا داعي لمزيد من الدراسة للموضوع - فالعواقب واضحة بالفعل. يتم توفير طريقة قياسية لتقييم مقاومة التآكل في GOST 16483 لعام 1981.