Определение плотности древесины

 

7.1 Цель и содержание работы

Целью работы является ознакомление с методом определения плотности древесины.

Содержание работы включает:

- определение плотности древесины при данной влажности;

- определение плотности древесины в абсолютно сухом состоянии;

- определение базисной плотности древесины;

- обработку результатов и формулирование выводов.

 

Краткая теория

 

Плотность материала характеризуется отношением его массы к объёму. Плотность древесины представляет собой объёмную массу и измеряется в килограммах на кубический метр.

Плотность древесины в большей степени зависит от влажности, поэтому при изучении этого свойства рассматривают следующие показатели: плотность влажной древесины r_w, плотность абсолютно сухой древесины r_о и базисную плотность r_б, плотность при стандартной влажности, равной 12%, r₁₂.

Для расчетов, особенно в области сушки древесины удобно иметь характеристику плотности не зависящую от влажности древесины. Такой характеристикой является базисная плотность r_б – отношение массы образца в абсолютно- сухом состоянии к объёму его при влажности не ниже предела насыщения клеточных стенок.

Определение плотности древесины проводится согласно ГОСТ 16348.1-73.

 

Аппаратура и материалы

 

Образцы различных пород древесины в форме прямоугольной призмы с основанием 20х20мм и длиной вдоль волокон 25±5 мм с влажностью W ≥ 30 %, штангенциркуль с погрешностью 0,01 мм, сушильный шкаф, электронные весы с точность взвешивания 0,1 г.

 

Проведение работы

 

7.4.1 Определение плотности древесины при влажности в момент испытаний

Образцы древесины, размерами 20х20х25±5 мм взвешивают с погрешностью не более 0,01 г, измеряют штангенциркулем размеры с погрешностью не более 0,1 мм и вычисляют объем.

Плотность при влажности в момент испытаний r_w, кг/м³ (г/см³) вычисляют по формуле

, (7.1)

 

где m_w – масса образца, кг (г);

a_w, b_w – размеры поперечного сечения образца, м (см);

l_w – длина образца, м (см);

V_w – объём образца, м³ (см³).

 

Результаты испытаний заносят в протокол (таблица 7.1).

 

Таблица 7.1 – Протокол определения плотности древесины при влажности в момент испытания

Маркировка образцов	Порода	Размеры образцов, см	Объём образцов, см3	Масса образца, г	Влажнось, %	Плотность при влажности в момент испытаний, г/см3	Примечание
Толщина	Ширина	Длина

 

7.4.2 Определение плотности древесины в абсолютно сухом состоянии

Образцы древесины размерами 20х20х25±5 мм предварительно подсушивают в течении трёх часов при температуре 50…60°С, затем высушивают до постоянной массы, периодически взвешивая через 30 мин с погрешностью не более 0,01 г. После этого измеряют штангенциркулем размеры образца древесины с погрешностью не более 0,1 мм и определяют его объем.

Плотность древесины в абсолютно сухом состоянии r₀, кг/м³ (г/см³), вычисляют по формуле

, (7.2)

где m₀ – масса образца в абсолютно сухом состоянии, кг(г);

а₀, b₀ – размеры поперечного сечения в абсолютно сухом состоянии, м(см);

l₀ – длина образца, м (см);

V₀ – объём образца в абсолютно сухом состоянии, м³ (см³).

Результаты испытаний заносят в протокол (таблица 7.2).

 

Таблица 7.2 – Протокол определения плотности древесины в абсолютно сухом состоянии

Маркировка образцов	Порода	Размеры образцов, см	Объём образцов, см3	Масса образца, г	Плотность древесины в абсолютно сухом состоянии, г/см3	Примечание
Толщина	Ширина	Длина

 

5.4.3 Определение базисной плотности

Базисную плотность r_б, кг/м³ (г/см³), вычисляют по формуле

, (7.3)

где m₀ – масса образца в абсолютно сухом состоянии, кг (г);

a_max, b_max, l_max – размеры образца при влажности равной или большей предела насыщения клеточных стенок, м (см);

V_max – объём образца при влажности равной или большей предела насыщения клеточных стенок, м³ (см³).

Результаты испытаний и расчётов заносят в протокол (таблица 7.3).

 

Таблица 7.3 – Протокол определения базисной плотности древесины

Маркировка образцов	Порода	Размеры образцов, см	Объём образцов при влажности равной или большей предела насыщения клеточных стенок, см3	Масса образца абсолютно сухом состоянии, г	Базисная плотность, г/см3	Примечание
Толщина	Ширина	Длина

Примерные значения плотности древесины для основных древесных пород приведены в таблице 7.4.

 

Таблица 7.4 – Примерные значения плотности

Порода	Плотность в абсолютно сухом состоянии кг/м3	Базисная плотность, ρб, кг/м3	Порода	Плотность в абсолютно сухом состоянии кг/м3	Базисная плотность ρб, кг/м3
Лиственница			Ясень
Сосна			Бук
Ель			Вяз
Кедр			Берёза
Пихта			Ольха
Граб			Осина
Дуб			Липа
Клён			Тополь

Обработка результатов

 

Результаты измерений и расчетов оформляют в соответствии с выше- изложенной методикой в виде протокола испытаний (таблица 7.2, 7.3, 7.4).

Приводят среднестатистические значения определяемых показателей.

Делают выводы по работе.

7.6 Контрольные вопросы

 

1 Плотность древесины при данной влажности

2 Плотность древесины в абсолютно сухом состоянии

3 Базисная плотность древесины

4 От чего зависит базисная плотность древесины

5 Формула для определения базисной плотности древесины

6 Как влияет влажность на плотность древесины