Jaká je tepelná vodivost dřeva?

Hodnoty fyzikálních a mechanických parametrů dřeva se ve většině případů stávají určujícím faktorem při výběru stavebních materiálů pro stavbu budov a architektonických konstrukcí (srubové domy, schodiště, krokvové systémy, podlahy) a výrobu různých produktů. (okna, dveře, podlahy, nábytek atd.) . Podívejme se blíže na tyto charakteristiky řeziva ve srovnání s jinými používanými stavebními materiály.

Fyzikální vlastnosti řeziva

Fyzikální vlastnosti zahrnují makrostrukturní charakteristiky, vzhled, hustotu, zvukovou a tepelnou vodivost a indikátory související s vlhkostí (praskání, bobtnání, smršťování, deformace).

Vzhled – určuje makrostruktura, barva, lesk a textura.

• Barva – dřevo se získává díky přítomnosti různých koncentrací tříslovin, pryskyřic a barviv a může mít necharakteristické odstíny v důsledku infekce houbovými chorobami. Velmi důležitá vlastnost, která hraje rozhodující roli při výběru designových řešení pro výzdobu interiéru a exteriéru budov, například při výběru imitace dřeva a druhu dřeva, ze kterého je vyrobena. Z této charakteristiky vychází i výroba nábytku, dveří, oken a dalšího truhlářství.
• textura – toto je název vzoru viditelného na řezech dřeva. Závisí na šířce a umístění ročních vrstev, velkých vnitřních cév a dřeňových paprsků. Většina tangenciálně řezaného řeziva má krásnější texturu jehličnaté dřeviny nemají vysoké vlastnosti, pokud jde o krásu textury.

• Glitter – vlastnost odrážení dopadajícího světelného toku je dána hustotou a charakteristikou makrostruktury řeziva. Lesk řeziva můžete uměle zvýšit broušením a lakováním.
• Влажность — měřeno vzorcem W = (m–m)/m × 100, kde m je hmotnost zkoušeného vzorku, m — hmotnost vzorku absolutně suchého. Metoda je velmi přesná, ale časově velmi náročná a vyžaduje speciální přístroje a zařízení. V současné době byla vyvinuta zařízení, která téměř okamžitě určují obsah vlhkosti dřeva změnou hodnot elektrické vodivosti v závislosti na množství vody.

Obsah vlhkosti řeziva

Obsah vlhkosti řeziva je spojen s jevy smršťování, bobtnání, praskání a deformace. Vlhkost je velmi důležitým ukazatelem, který velkou měrou ovlivňuje stabilitu geometrických tvarů různých konstrukcí a výrobků ze dřeva. Je třeba poznamenat, že je významný – indikátor odolnosti dřeva vůči vysoké vlhkosti. Jehličnaté druhy mají podle těchto hodnot vynikající vlastnosti. Snížení obsahu vlhkosti řeziva povede ke zvýšení pozitivních vlastností, konkrétně snížení tepelné vodivosti a zvukové propustnosti, a také zvýší životnost výrobku nebo budovy. Indikátor vlhkosti, snižující obsah vlhkosti, je možné změnit různými způsoby, od technologicky vyspělých v průmyslovém měřítku až po tradiční doma. Například pomocí atmosférického sušení, podrobně popsaného v GOST 3808.1-80. Podrobně se o metodách sušení založených na státních normách a normách, jakož i s přihlédnutím k praktickým zkušenostem, můžete dozvědět v článku – technologie atmosférického sušení.

Z dalších druhů stojí za pozornost zejména osika. Je lepší než jehličnaté druhy ve své odolnosti vůči vysoké vlhkosti a slouží jako ideální materiál při stavbě lázní, parních lázní a dalších architektonických prvků pracujících v podmínkách vysoké vlhkosti nebo přímého kontaktu s vodou.

Koeficienty objemového smrštění (K_у) a otoky (K_р) řezivo směrem k obilí

Dřevo má velmi rozmanité vlastnosti. Nejvíce se odhalují při studiu fyzikálních a mechanických vlastností dřeva.

Fyzikální vlastnosti dřeva. Na vlastnosti dřeva má velký vliv vlhkost vzduchu. Voda nacházející se ve dřevě se dělí na tři typy: kapilární (neboli volná), hygroskopická a chemicky vázaná. Kapilární voda vyplňuje buněčné dutiny, mezibuněčné prostory a cévy ve dřevě. Hygroskopická voda se nachází v buněčných stěnách. Chemicky vázaná voda je součástí chemického složení látek tvořících dřevo. Převážná část vody v rostoucím stromě je kapilární a hygroskopická nebo pouze hygroskopická voda. Stav dřeva, které postrádá kapilární vodu a obsahuje pouze hygroskopickou vodu, se nazývá bod nasycení vláken. U dřeva různých druhů je to 23–35 %. Při vysychání dřeva se vlhkost postupně odpařuje z povrchu vnějších vrstev a vlhkost zbývající ve dřevě se přesouvá z vnitřních vrstev do vnější. Podle stupně vlhkosti se dřevo rozlišuje: mokré, čerstvě nařezané (vlhkost 35 % a více), suché na vzduchu (vlhkost 15–20 %) a pokojově suché (vlhkost 8–12 %).

Hygroskopičnost dřevo se nazývá jeho vlastnost absorbovat vodní páru ze vzduchu. Stupeň absorpce závisí na teplotě vzduchu a relativní vlhkosti.

Rovnováha je obsah vlhkosti, který má dřevo, když je vystaveno vzduchu po dlouhou dobu při konstantní relativní vlhkosti a teplotě. Rovnovážná vlhkost v místnosti suchého dřeva je 8-12%, takže parketové lamely a dřevo používané v interiéru se suší na tuto vlhkost. Mokré dřevo uvolňuje vlhkost do okolního vzduchu, zatímco suché dřevo ji pohlcuje. Vzhledem k tomu, že vlhkost vzduchu není konstantní, mění se i vlhkost dřeva – změna vlhkosti dřeva z nuly do bodu nasycení vláken způsobí změnu objemu dřeva. To vede k bobtnání a smršťování, deformaci dřeva a vzniku trhlin. Pro snížení hygroskopičnosti a nasákavosti se dřevo natírá barvami nebo impregnuje různými látkami. Hustota dřeva závisí na objemu pórů a vlhkosti a charakterizuje jeho fyzikální a mechanické vlastnosti (pevnost, tepelná vodivost, nasákavost). K určení se používá indikátor hustoty faktor kvality, který se zjistí poměrem pevnosti v tlaku k hustotě. U borovice je to 0,6 au dubu 0,57. Pórovitost jehličnatého dřeva se pohybuje od 46 do 85%, listnaté – od 32 do 80%.

Srážení dřevo se nazývá zmenšení jeho lineárních rozměrů a objemu při sušení. Odpařování kapilární vody není doprovázeno smrštěním, dochází k němu pouze odpařováním hygroskopické vlhkosti. Zároveň se zmenšuje tloušťka vodních slupek, micely se přibližují k sobě a zmenšuje se velikost dřeva. Dřevo díky heterogenitě své struktury nevysychá ani bobtná v různých směrech stejným způsobem. Lineární smrštění podél vláken je 0,1–0,3 %, v radiálním směru – 3–6 % a v tangenciálním směru – 7–12 %.

Vlastnost nerovnoměrné změny lineárních rozměrů v různých směrech je jednou z negativních vlastností dřeva jako stavebního materiálu. Pomalé schnutí dřeva zajišťuje rovnoměrnější smršťování a vytváří méně trhlin. Nerovnoměrné smršťování dřeva v různých směrech způsobuje různá namáhání, a proto se dřevo deformuje a praská. V kulatém kmenu jsou trhliny uspořádány radiálně. Desky jsou řezány blíže k jádru osnovy kmene méně než desky řezané blíže k povrchu kmene.

Otok je schopnost dřeva zvětšovat svou velikost a objem absorbováním vody, která prostupuje buněčnými membránami. Dřevo bobtná, když absorbuje vlhkost do bodu, kdy jsou vlákna nasycena. Otok, stejně jako smršťování, není v různých směrech stejný. Podél vláken je to 0,1–0,8 %, v radiálním směru 3–5 % a v tangenciálním 6–12 %.

Vodopropustnost dřevo závisí na druhu stromu, počáteční vlhkosti, povaze řezu (koncový, radiální, tangenciální), umístění dřeva v kmeni (jádro, běl), šířce ročních vrstev a stáří dřevo. Propustnost vody podél vláken je větší než přes radiální a tangenciální povrchy. Vodopropustnost dřeva je charakterizována množstvím vody filtrované přes povrch vzorku (g/cm 2 ).

Tepelná vodivost dřevo je malé, záleží na povaze pórovitosti, vlhkosti, směru vláken, druhu a hustotě dřeva a také teplotě. Tepelná vodivost dřeva podél vláken je přibližně 1,8krát větší než napříč vlákny. V průměru je to 0,16–0,30 W/(m °C). S rostoucí hustotou a vlhkostí se množství vzduchu v dutinách snižuje, a proto se zvyšuje tepelná vodivost dřeva.

Elektrická vodivost dřevo závisí na jeho vlhkosti. Elektrický odpor suchého dřeva je v průměru 75-107 Ohm cm a vlhkého dřeva je 10x menší. Dřevo se používá na elektrické rozvody jako desky, zásuvky atd.

Mechanické vlastnosti Dřevo jako anizotropní materiál není v různých směrech stejný. Závisí na mnoha faktorech: s rostoucí vlhkostí klesá pevnost dřeva; dřevo s vysokou hustotou má vyšší pevnost; Pevnost dřeva je ovlivněna procentem pozdního dřeva, přítomností vad, hnilobou a stárnutím.

Pevnost dřeva v tlaku. Síly na konstrukční prvek mohou být aplikovány s ohledem na strukturu dřeva podél nebo napříč vlákna, proto se podle toho rozlišuje stlačení dřeva. Pro zkoušku stlačení podél vlákna se odebírají vzorky dřeva bez suků ve formě obdélníkového hranolu o rozměrech 20x20x30 mm s velikostí dřeva podél vlákna nejméně 30 mm a testují se na lisu.

Pevnost dřeva v tahu při stlačení podél vláken s vlhkostí 12% v závislosti na druhu dřeva se velmi liší – od 30 do 80 MPa. Pevnost dřeva v tahu při stlačení napříč vlákny je podstatně menší než při stlačení podél vláken a je: v radiálním směru pro jedle – 4,1 MPa, habr – 25,6 MPa a v tangenciálním směru pro smrk – 7,1 MPa, habr – 15,6 MPa.

Pevnost dřeva v tahu. Dřevo má vysokou pevnost v tahu podél vlákna. U bazických hornin se tato hodnota pohybuje od 80 do 190 MPa. Obtížnost přenosu sil, která spočívá v tom, že na pevných koncích dřevěného dílu vznikají tlaková a smyková napětí, kterým dřevo špatně odolává, však neumožňuje plošné použití dřeva v tahových konstrukcích.

Pevnost dřeva proti statickému ohybu je poměrně vysoká, díky čemuž se často používá pro prvky budov a konstrukcí, které pracují v ohybu (nosníky, tyče, krokve, vazníky atd.). Pevnost dřeva v ohybu by měla být upravena na vlhkost 12 %. U tvrdého dřeva je pevnost v ohybu v radiálním a tangenciálním směru téměř stejná, zatímco u jehličnatých stromů je pevnost v tangenciálním směru o něco větší než v radiálním směru. Statická pevnost v ohybu závisí na stejných faktorech jako pevnost v tlaku.

Síla třísek dřeva podél vláken je nízká – 6,5-14,5 MPa. Odolnost proti řezání dřeva napříč vlákna je 3–4krát vyšší než odolnost proti vyštípávání podél vlákna, ale čistý řez obvykle neprobíhá, protože vlákna jsou drcena a zároveň ohýbána. Ve stavebních konstrukcích se dřevo často štípe podél vlákna, například u krovů a dalších konstrukčních prvků.