Плотность дерева: проверенные методы определения для хвойных и лиственных пород + большая таблица значений плотности в кг/м3

Плотность древесины (удельный вес) — это отношение массы древесины к ее объему, выраженное в г/см3 или кг/м3.

Отдельным понятием является плотность древесного вещества, то есть клеточных мембран после устранения воды и водных пространств. Она составляет приблизительно 1,54 г/см3, но для простоты предполагается, что она равна 1,50 г/см3.

Содержание

Что такое плотность дерева

Плотность древесины зависит от многих факторов, таких как порода и структура древесины, содержание влаги, положение на поперечном срезе и длина побега, условия среды обитания и рост дерева.

Наиболее существенное влияние на плотность древесины оказывает содержание в ней влаги, поэтому различают:

Плотность сухой древесины с содержанием влаги ноль процентов, которая, помимо прочего, используется на практике в качестве показателя, применяемого для измерения штабеля древесины;
Плотность древесины в воздушно-сухом состоянии, в России содержание влаги принимается равным пятнадцати процентам;
Плотность древесины сразу после рубки, то есть древесины с наибольшим содержанием воды.

Плотность абсолютно сухой древесины является наиболее надежным показателем при сравнении свойств отдельных пород, давая неизменный эталонный уровень, свободный от влияния влажности.

В лесохозяйственной практике необходимо знать плотность конкретных пород в состоянии сразу после рубки, в основном из-за вопросов погрузки и транспортировки.

От чего зависит плотность древесины

Плотность наибольшая в области пня, уменьшается к вершине (больше заболони), а затем увеличивается за счет большей плотности здоровых сучков у основания кроны.

У деревьев с нормальной плотностью заболони плотность увеличивается по мере продвижения от ядра к окружности, поскольку кольца с наименьшей шириной распределяются по окружности.

На практике принято говорить, что зернистость считается показателем плотности. В случае хвойных деревьев более высокой плотностью считается узкослойная древесина, в лиственных — широкослойная.

Классификация древесины на основе плотности воздушно-сухого вещества по Ф. Кшисику выглядит следующим образом:

очень тяжелая древесина, с плотностью более 800 кг/м3: граб, тис, самшит;
тяжелая древесина с плотностью 710-800 кг/м3: граб, бук, дуб, ясень, орех, груша;
средне-тяжелая древесина с плотностью 610-700 кг/м3: береза, клен, платан, яблоня, лиственница, вяз;
средне-легкая древесина с плотностью 510-600 кг/м3: можжевельник, каштан;
светлая древесина с плотностью 410-500 кг/м3: сосна, ель, пихта, ольха, липа;
очень легкие породы древесины с плотностью менее 400 кг/м3: тополь, эжмутка.

Это соотношение, которое используется при измерении штабеля древесины, является показателем для расчета эффективности использования материала в целлюлозно-бумажной промышленности, где решающим фактором является не объем древесины, а количество сухой древесины на единицу объема;

Зависимость прочности при сжатии и изгибе от объемной плотности прямолинейна. Чем выше кажущаяся плотность древесины (при одинаковом содержании влаги), тем выше ее прочность.

При изменении насыпной плотности с 600 до 400 кг/м3 прочность на сжатие и изгиб снижается более чем в полтора раза.

Эта связь может быть использована в различных исследовательских работах, например, при анализе исторического деревянного элемента (например, старой деревянной церкви).

Интересная взаимосвязь между кажущейся плотностью древесины и ее акустическими свойствами заключается в том, что древесина с низкой плотностью и, следовательно, высокой пористостью, обладающая низким характеристическим сопротивлением, может быть хорошим звукопоглотителем.

Лучшие звукопоглощающие свойства демонстрируют породы древесины с низким импедансом, который экспоненциально возрастает с увеличением плотности.
Значительное увеличение коэффициента звукопоглощения с увеличением плотности древесины наблюдается для частот 1, 2 и 4 кГц.

Плотность сосны

Светло-желтая с коричневой (желтоватой) красноватой сердцевиной, (очень) легкая и мягкая, легко обрабатывается, прочная, приятно ароматная из-за сильной смолизации, используется для производства бумаги, строительства, мебельной и столярной промышленности (оконные и дверные рамы, полы).

Желтая сосна, благодаря своей чрезвычайно ценной (желтой — отсюда и название) древесине, является вторым по экономической значимости деревом в России.
Древесина теймутовой сосны является одной из самых легких — ее плотность составляет менее 0,4 кг/дм3.

Самая смолистая из встречающихся в России пород содержится в древесине сосны обыкновенной.

Эта древесина имеет плохие технические свойства (в основном прочность), но идеально подходит для использования в качестве топлива (однако, из-за вышеупомянутого большого количества смолы, требует большого притока воздуха при горении).

Плотность берёзы

Быстрорастущее одноствольное дерево, достигающее двадцать пять метров в высоту, диаметром около шестидесяти сантиметров; часто встречается и карликовая форма.

Ствол высотой около двенадцать-пятнадцать метров без ветвей, цилиндрический, иногда искривленный на корешке; в неблагоприятных местах обитания также искривленный.

Дерево перестает расти в возрасте шестьдесят-восемьдесят лет.
Максимальный возраст сто-сто двадцать лет.
Кора молочно-белая, отслаивается тонкими поперечными полосками, серая с возрастом, трещиноватая, толстая и черноватая.
Доля коры составляет примерно двенадцать процентов, плотность 562 кг/м3. Заболонь и сердцевина не различаются.
Древесина желтовато-белая до красновато-белой, практически без сердцевины, тускло-глянцевая, во внутренней зоне ствола с сердцевинными пятнами; похожа на ольху.

Зоны роста едва заметны. Рисунок древесины от гладкого через полосатый, «пламя», до очень декоративного, с особенно красивой глазурованной древесиной из Швеции и Финляндии.

Однородная структура, часто с волнистым зерном, плотная, мелкая и равномерная.

Запах не является характерным. Древесина среднего веса, не слишком твердая, прочная, эластичная, податливая и гибкая.