Макроструктура древесины

Есть более подробные  таблицы плотности древесины  с указанием вида древесной породы и района ее произрастания. Приводимые в них данные представляют собой  средние показатели, вычисленные  по сильно изменчивым величинам.

Иногда необходимо определить пористость древесины, характеризующую  объем внутренних пустот (полостей клеток, межклеточных пространств), выраженный в процентах от объема древесины  в абсолютно сухом состоянии. Зная относительную плотность древесинного вещества (1,54) и плотность древесины  в абсолютно сухом состоянии  р_о, можно подсчитать величину пористости П по формуле:

С увеличением плотности  от 300 до 800 кг/м³ пористость снижается от 81 до 55%.

Проницаемость древесины  жидкостями и газами.  

E-mail

Способность древесины пропускать жидкости и газы имеет важное значение при разработке режимов пропитки и сушки древесины, выборе материала  для изготовления бочарной тары, деревянных судов, трубопроводов и других целей. При испытаниях в качестве жидкости обычно используют воду, а в качестве газа — воздух.

Водопроницаемость зависит  от породы древесины, положения в  стволе и направления. В связи  с различной длиной водопроводящих элементов древесины хвойных (трахеиды) и лиственных (сосуды) пород водопроницаемость  вдоль волокон у этих двух групп  резко различна: так, под давлением 1 ат через отрезок ствола 1 м у  лиственных пород профильтровывается через 1 см² поперечного сечения 50—150 см³ воды за 1 ч, а у хвойных всего 5—50 см³, т. е. в 3—10 раз меньше. В пределах одной и той же породы водопроницаемость заболони выше, чем ядра и спелой древесины. В среднем через образцы из заболони пихты толщиной 10 мм в течение 48 ч профильтровалось 58,8 см³ воды, из ели 7,4 см³, а через образцы такой же толщины из спелой древесины соответственно 7,4 и 1,5 см³, т. е. в, 5—8 раз меньше.

Из перечисленных выше факторов особенно важно направление, так как водопроницаемость вдоль  волокон резко отличается от проницаемости  поперек волокон. Через отрезок  пихты длиной 8 см столб воды 50 см³ фильтровался по направлению волокон в течение 1 ч; поперек волокон в тангенциальном направлении при том же давлении через образцы толщиной I—3,5 см за 20 ч проходило всего 4—10 см³ воды, т. е. в несколько сотен раз меньше. Поперек волокон водопроницаемость по радиальному направлению в среднем для большинства пород несколько больше, чем по тангенциальному. Здесь имеют значение особенности анатомического строения древесины разных пород: расположение и состояние пор на стенках элементов, количество и степень проницаемости сердцевинных лучей, состояние горизонтальных смоляных ходов и др., а также ее смолистость. Известно, что проницаемость водой древесины заболони сосны больше, чем древесины ядра: просачивание капельножидкой воды наблюдается только через древесину заболони. В то же время смолистость древесины ядра больше, чем заболони, причем смола в древесине ядра находится не только в смоляных ходах, на и в трахеидах.

Наиболее существенной причиной плохой водопроницаемости ядра является именно смолистость. Если удалить смолу  из древесины ядра экстрагированием, водопроницаемость в радиальном направлении будет примерно такой  же, как древесины заболони. Нагревание древесины ядра выше температуры  плавления смолистых веществ  повышает водопроницаемость древесины (в нагретом состоянии). 

Основные показатели водопроницаемости  — количество воды в кубических сантиметрах, прошедшее через образец  за сутки при установившемся состоянии, и конечная средняя влажность  образца. Дополнительной характеристикой  может служить диаграмма водопроницаемости (на оси абсцисс откладывается  время в сутках, а на оси ординат  — количество поглощенной и прошедшей  через образец воды в граммах).

При проникновении газов  в древесину необходимо различать  два случая: проникновение газов  при атмосферном давлении, или  газопоглощение древесины, и прохождение  газов через древесину под  давлением, или газопроницаемость  древесины. Первый случай имеет существенное практическое значение при дезинфекции  древесины, зараженной насекомыми или  грибами, а также в некоторых  случаях службы древесины (химические заводы) и при газовом крашении ее; второй случай встречается в  некоторых видах тары (чанах, пивных бочках и т. д.)

Хлор, сернистый ангидрид и хлорпикрин при атмосферном  давлении в течение суток проникают  в древесину сосны при 10%-ной  влажности в радиальном направлении  на глубину не более 1—2 мм, а сероуглерод, пары формалина и уксусной кислоты  — на глубину до 3 мм; вдоль волокон  те же газы проникали на глубину  около 10 мм. В сухую древесину  сосны сероводород проникает  легко без добавочного давления и предварительного вакуума; легче  сероводород проникает вдоль  волокон, труднее — в радиальном направлении; в ядровую древесину  труднее, чем в заболонную. Из трех пород наиболее трудно проницаемой  для сероводорода оказалась ольха, а наиболее легко — береза; сосна  заняла промежуточное положение. Полная гибель всех личинок в древесине  при концентрации сероводорода 3,6% достигается  через 24 ч; при 5,6% — через 9 ч и 10,5% — через 5 ч. Под избыточным давлением  газы проникают на значительно большую  глубину.

Фильтрация под давлением  очищенного от водяных паров воздуха  через древесину разных пород (сосны, ели, дуба, бука, березы) при влажности  ее 10— 12% увеличивается с повышением давления (зависимость параболическая) и проницаемость древесины сосны  для газов в радиальном направлении больше, чем в тангенциальном в 2—5 раз, ели — в 10 раз. Примерно такие же соотношения для заболони сосны и ели. Наибольшая проницаемость обнаруживается при движении газов вдоль волокон.

Газопроницаемость определяется количеством (объемом) прошедшего воздуха (см³) через 1 см² поверхности образца в 1 сек. Величина газопроницаемости зависит от давления, свойств древесины и газа, а также их состояния, поэтому в качестве критерия газопроницаемости рекомендуется использовать коэффициент газопроницаемости К_г (см²/сек. ати), вычисляемый по формуле:

где V — газопроницаемость, см³1см² х сек; р — манометрическое давление, ати; h — высота образца, см. Испытания на газопроницаемость требует значительно меньше времени, чем длительные испытания проницаемости жидкостями. В ряде случаев при тесной корреляции между указанными свойствами можно использовать определение газопроницаемости в качестве экспресс-метода оценки проницаемости древесины жидкостями.