Proprietà Del Legno: Qual è La Sua Durezza? Proprietà Tecnologiche E Umidità. Quali Sono Le Proprietà Utili Del Legno?

2024 Autore: Beatrice Philips | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 05:45

Sapere tutto sulle proprietà del legno, e non solo su ciò che è in termini di durezza, è utile per lo sviluppo generale e per l'organizzazione diretta di varie industrie. È indispensabile prestare attenzione alle proprietà tecnologiche e all'umidità. Ma vale anche la pena immaginare in anticipo quali proprietà utili ha il legno.

Panoramica delle proprietà fisiche

Colore

Il colore del legno dipende in gran parte dal grado della sua saturazione con i tannini. Pertanto, è chiaramente legato alle caratteristiche climatiche e pedologiche delle varie località. La regola principale è semplice: maggiore è la solubilità dei sali minerali, più scuro risulterà il materiale. Ma il colore di un particolare albero dipende anche da:

• assunzione di sali minerali;
• caratteristiche di lavorazione in produzione;
• grado di umidità;
• caratteristiche di illuminazione;
• esaurimento nel tempo;
• lesioni fungine.

Splendore

Fisicamente questo parametro esprime il grado di reiezione direzionale del flusso luminoso. Più liscia è la superficie di un particolare campione, più alto è … Non per niente tavole e pannelli adeguatamente lucidati, quasi indipendentemente dalla razza originale, brillano in modo particolarmente forte. Tuttavia, le caratteristiche della razza lasciano sempre un'impronta sulla natura di tale splendore.

E ancora, è necessario tenere conto della manifestazione ineguale di tale parametro a diversi livelli di illuminazione.

Struttura

In molti modi, è questa proprietà che è considerata determinante per l'aspetto del legno alla fine. La trama si riferisce a un modello specifico. Di solito si trova non sulla superficie, ma sul taglio. La trama è influenzata da:

• colore già menzionato;
• caratteristiche delle fibre e loro posizione;
• anelli degli alberi;
• pigmenti all'interno.

Odore

L'aroma specifico è forse la proprietà più gradevole del legno . L'odore più forte è caratteristico del nocciolo, perché c'è la più alta concentrazione di sostanze aromatiche. Un albero appena abbattuto ha un odore più forte, poi più debole. Dopo qualche tempo, è quasi impossibile catturare questo odore. È più attraente per tali esemplari:

• ginepro;
• albero di limoni;
• cipresso;
• teak;
• pesca;
• legno giallo.

Macrostruttura

Questo è il nome della struttura di un albero, rilevata sia se vista ad occhio nudo, sia con un leggero aumento, ad esempio, con una lente d'ingrandimento. Si nota la macrostruttura su eventuali tagli dei tronchi. Il nucleo, il cambio e il legno stesso sono tutte parti della macrostruttura.

Ciò include anche gli anelli di crescita, che consentono di giudicare l'età dell'albero, in quali condizioni è cresciuto e si è sviluppato.

Umidità

Questo indicatore di solito passa come negativo perché più è piccolo, più è facile lavorare il legno, più sono prevedibili gli altri parametri e più affidabile è il prodotto finito . Il legno appena tagliato ha un grado di umidità abbastanza alto. In condizioni normali - una temperatura di 20 gradi - un albero può assorbire fino al 30% di acqua in termini assoluti dall'ambiente esterno. Non può naturalmente superare questo indicatore, a meno che non vi siano alcune circostanze particolari che aumentino la saturazione con liquido fino al 50 o addirittura fino al 100%. Sorprendentemente, difficilmente dipende dalla razza e persino dalla regione di origine.

Lo standard secondo GOST è semplice: se il contenuto di acqua è inferiore al 22% , quindi questo è legname secco, e ad una concentrazione più elevata, è classificato come categoria umida. Tuttavia, per scopi pratici, è ovviamente impossibile limitarsi a un livello così standard. Inoltre, va ricordato che secondo GOST, il contenuto di acqua nel legno di classe 4 non è standardizzato. La definizione di questo indicatore è fatta in vari modi. Per scopi professionali, viene misurato utilizzando un dispositivo speciale: un misuratore di umidità elettrico.

Tuttavia, falegnami e carpentieri esperti possono determinare il contenuto di umidità a occhio con una precisione abbastanza elevata. Naturalmente, questo non è sufficiente per redigere una documentazione sulla qualità del lotto, ma è sufficiente per la selezione del legname per la costruzione o la produzione di mobili.

Puoi anche controllare l'umidità usando un test del peso . Di solito il legno essiccato all'aria è considerato normale, il cui contenuto di umidità non supera il 15-20%. Molto spesso, per ottenere questo risultato, è necessaria un'asciugatura più o meno lunga.

Un albero con un contenuto di umidità superiore al 100% è considerato bagnato .(secondo il coefficiente di aggiunta di peso dovuto all'umidità). Ma questo è possibile solo con un'esposizione prolungata all'acqua. L'umidità è considerata normale dal 30 all'80% , anche se, ovviamente, non si sforzano di raggiungere il limite superiore, ma cercano di utilizzare il legname più secco possibile, idealmente non più del 12%. Il calcolo viene effettuato secondo una formula abbastanza semplice.

L'indice di umidità iniziale è determinato sottraendo dalla massa iniziale la massa che sarà in uno stato assolutamente secco, quindi dividendo questo per la massa assolutamente secca e moltiplicando per 100% . Va inteso che anche se la superficie è asciutta, potrebbe esserci ancora una discreta quantità di umidità all'interno. In alcuni casi, si sente parlare del cosiddetto contenuto di umidità di equilibrio del legno. Implica un tale stato quando la pressione dall'ambiente esterno è completamente bilanciata dalla pressione dal lato del liquido contenuto nei pori e nelle cellule. Questo indicatore, come altri tipi di saturazione dell'acqua, influenza direttamente l'idoneità delle materie prime per determinati scopi pratici.

Con l'aumento del contenuto di umidità, il legname:

• diventa significativamente più ampio;
• si allunga un po';
• in combinazione con un aumento della temperatura, acquisisce plasticità;
• per un lungo periodo di tempo (paragonabile alla normale vita di servizio), si consuma e si degrada più velocemente, marcisce più spesso e più attivamente.

Assorbimento dell'umidità

Ma l'acqua non è solo contenuta inizialmente, ma proviene anche dall'esterno durante l'intero periodo di utilizzo dei prodotti. L'intensità del suo assorbimento è appunto chiamata assorbimento dell'umidità. Parte del calore viene generato quando l'acqua viene assorbita.

Ma questo processo rallenterà gradualmente. Quando si avvicina al limite di saturazione, generalmente procede in maniera estremamente lenta.

Conducibilità dell'umidità

Si tratta di far passare la cosiddetta acqua legata. Il coefficiente di conducibilità dell'umidità tiene conto del movimento sia del liquido stesso che della fase vapore. Avviene attraverso:

• cavità cellulari;
• spazi intercellulari;
• sistemi capillari delle membrane cellulari.

Ritiro e gonfiore

Quando i professionisti pronunciano la parola restringimento, è priva di qualsiasi connotazione ironica . Questo è un termine piuttosto serio, che indica il grado in cui la dimensione del legno o del prodotto da esso viene ridotta rimuovendo l'umidità presente. Per ogni razza e anche per un livello di densità specifico, questo indicatore può differire in modo significativo. In diverse direzioni geometriche, il ritiro non è uniforme. Il significato fisico del rigonfiamento consiste nella penetrazione di molecole d'acqua nelle pareti cellulari e nel loro allontanamento delle fibrille cellulosiche, fenomeno questo principalmente caratteristico del legno sovra essiccato o esposto a variazioni stagionali del contenuto di umidità.

Sforzi interni

Allo stato naturale, qualsiasi tronco d'albero cresce in modo equilibrato, anche se deve svilupparsi storto. Ma quando lo stesso tronco viene abbattuto, il legno "conduce", perché queste tensioni sfuggono al controllo, perdono ogni armonia. I più potenti si trovano immediatamente, non appena il tronco viene segato. Tuttavia, a volte il problema si rivela molto più tardi, dopo che le tavole si sono asciugate e fissate alla struttura creata.

Visivamente, questo si esprime nella comparsa di varie crepe, la corretta asciugatura industriale risulta essere la soluzione al problema, ed è per questo che non si può ritenere che aumenti solo il prezzo, come spesso si pensa.

Densità

Questo è un indicatore della massa di una certa unità del volume di un albero. Importante: viene calcolato ignorando deliberatamente la massa dei vuoti e l'umidità contenuta, conta solo la gravità netta della sostanza secca . Per ogni razza, la densità è strettamente individuale. Questo indicatore è strettamente correlato ai seguenti parametri:

• porosità;
• umidità;
• tasso di assorbimento;
• forza;
• suscettibilità al danno biologico (più denso è il campione, più difficile è danneggiarlo).

permeabilità

Da non sottovalutare la capacità del legno di trasmettere liquidi e gas . Influisce direttamente sullo sviluppo delle modalità di essiccazione e impregnazione e sulla valutazione della fattibilità di tali modalità. La permeabilità all'acqua è determinata non solo dalla specie di legno, ma anche dalla posizione nel tronco e dalla direzione del movimento di liquidi e gas. La permeabilità lungo il grano è significativamente differente dal tasso di penetrazione attraverso il grano. Vale anche la pena considerare l'importante ruolo delle sostanze resinose che interferiscono con il flusso dell'acqua e di altre sostanze liquide.

La permeabilità ai gas è definita come la quantità di aria che è passata attraverso. Si misura in termini di 1 metro cubo. vedere la superficie del campione. Questo indicatore è determinato:

• pressione;
• le proprietà del legno stesso;
• proprietà di vapori o gas.

Termico

Sono loro che sono più spesso menzionati tra le proprietà utili del materiale naturale .… Ma in realtà, la situazione è un po' più complicata della semplice "buona ritenzione di calore". Il livello specifico di capacità termica non è così fortemente dipendente dalla roccia e dalla densità. È determinato principalmente dalla temperatura ambiente. Più è alto, maggiore è la capacità termica, la dipendenza è quasi lineare.

Vale anche la pena prestare attenzione alla diffusività termica e alla conduttività termica . Entrambe queste proprietà sono direttamente correlate alla densità della sostanza, poiché ogni cavità contenente aria svolge un ruolo importante. Più il legno è denso, maggiore è la sua conduttività termica. Ma l'indice di conducibilità termica, al contrario, diminuisce drasticamente con un aumento della massa specifica del campione.

Le cellule e le fibre trasmettono più calore in direzione longitudinale che in direzione trasversale.

Ma a volte si usa anche il legno come combustibile. In questo caso, il potere calorifico è critico . Per un albero completamente secco, varia da 19,7 a 21,5 MJ per 1 kg. La comparsa di umidità, anche in piccole quantità, riduce drasticamente questo indicatore. La corteccia, ad eccezione della betulla, brucia alla stessa temperatura del legno stesso.

Quando si utilizza il legno come combustibile, viene data l'importanza principale a una tale proprietà termica del legno come il calore di combustione (potere calorifico), che per il legno assolutamente secco è 19,7-21,5 MJ / kg. La presenza di umidità ne riduce notevolmente il valore. Il potere calorifico della corteccia è approssimativamente lo stesso di quello del legno, fatta eccezione per lo strato esterno di corteccia di betulla (36 MJ/kg).

Suono

La stragrande maggioranza dei costruttori è interessata solo ed esclusivamente alla capacità del legno di assorbire i suoni estranei. Più è alto, migliore sarà il materiale che proteggerà la casa dai rumori della strada. Tuttavia, nella produzione di strumenti musicali, una proprietà come la risonanza gioca un ruolo importante.

I professionisti stanno ancora studiando la costante di radiazione, è anche la costante acustica. È secondo lei che viene valutata l'idoneità di una certa razza o anche di un campione specifico per l'uso pratico.

Elettrico

È, prima di tutto, sulla resistenza elettrica e la forza elettrica … Il grado di resistenza alla corrente è determinato dal tipo e dalla direzione delle fibre. Tuttavia, i livelli di temperatura e umidità sono prevedibilmente importanti. Per forza elettrica, è consuetudine comprendere l'intensità del campo elettrico richiesta, che è sufficiente per la rottura. Più il legno viene riscaldato, maggiore è la sua temperatura, minore è la resistenza a tale rottura.

Manifestato quando esposto a radiazioni

In caso di radiazione infrarossa, le superfici del legno possono diventare molto calde. Tuttavia, è necessario un impatto molto forte di questo tipo affinché il tronco di un albero spesso venga modificato alla massima profondità . Curiosamente, la penetrazione della luce visibile avviene molto più in profondità - di 10-15 cm Le caratteristiche della riflessione della luce consentono di giudicare bene i difetti del materiale. La luce ultravioletta penetra male nel legno.

Ma provoca un bagliore specifico - luminescenza . I raggi X possono rilevare anche piccoli difetti strutturali. Viene spesso utilizzato per la diagnostica professionale. La radiazione beta viene utilizzata per studiare la crescita degli alberi. I raggi gamma possono rilevare difetti nascosti molto in profondità, marciume e così via.

Descrizione delle proprietà meccaniche

Forza

Questo è il nome della capacità di resistere alla distruzione quando viene applicato un carico .… Il grado di resistenza dipende dalla quantità di umidità legata. Più è alto, minore è la resistenza alle sollecitazioni meccaniche. Tuttavia, dopo aver superato la soglia di igroscopicità (circa il 30%), questa dipendenza scompare. Pertanto, il confronto delle resistenze alla trazione dei campioni è consentito solo con un identico grado di umidità.

La resistenza è necessariamente misurata non solo lungo le fibre, ma anche nelle direzioni radiale e tangenziale.

Durezza

Quasi tutti sanno che il legno può essere di diversa durezza e che questo è uno degli indicatori principali quando lo si seleziona per scopi specifici . Gli esperti definiscono la durezza come la forza di resistenza all'introduzione di oggetti estranei, incluso l'hardware. Oltre all'elenco o scala per le specie di conifere e latifoglie, esiste anche la sua classificazione in base all'area di durezza. Fine la durezza viene stabilita facendo rientrare un'asta di metallo con un certo diametro e forma dell'estremità fino a una data profondità di raggio entro 120 secondi. Le stime sono fatte in chilogrammi per centimetro quadrato.

Distinguere anche durezza radiale e tangenziale . Il suo indicatore nel piano laterale di una tavola di legno duro è inferiore di quasi il 30% rispetto all'estremità e per un massiccio di conifere la differenza è solitamente del 40%. Ma molto dipende dalla razza specifica, dalle sue condizioni e dalle caratteristiche di conservazione. In alcuni casi la durezza viene misurata secondo il sistema Brinell. Inoltre, gli specialisti tengono sempre conto di come la durezza può cambiare durante la lavorazione e durante l'uso.

L'albero più forte del mondo è:

• jatoba;
• sucupira;
• Yarra amazzonica;
• torbidità;
• Noce;
• merbau;
• cenere;
• Quercia;
• larice.

Fattori di qualità

Ma solo capire quale albero può sopportare di più i carichi senza crollare è tutt'altro che sufficiente. È necessario prestare attenzione ad altri aspetti significativi. Innanzitutto sulla relazione tra parametri meccanici e densità apparente. Più pesante è il legno, migliore è la sua meccanica di solito .… La relazione corrispondente è descritta da una serie di formule complesse. Ma per tenere conto di determinate condizioni e luoghi di crescita, vengono introdotti ulteriori fattori di correzione.

La redditività del peso è riflessa dai coefficienti:

• qualità complessiva;
• qualità statica;
• qualità specifica.

Caratteristiche delle proprietà tecnologiche

Le principali proprietà tecniche del legno, insieme alla già citata durezza, sono:

• forza d'impatto;
• efficienza di conservazione dell'hardware;
• piegabilità;
• incline alla scissione;
• resistenza all'usura.

La viscosità caratterizza il lavoro assorbito all'impatto, che non porta alla distruzione del materiale.

Il test viene eseguito su campioni speciali. Per eseguirlo vengono utilizzate fotocopiatrici a pendolo.

Il pendolo nello stato sollevato immagazzina energia potenziale. Dopo aver rilasciato in movimento senza impedimenti, sale a un'altezza e, avendo speso parte dell'impulso per distruggere il campione, a un'altra altezza, questo ci consente di determinare il dispendio di sforzi.

I dispositivi sono generalmente dotati di una scala speciale. Dopo aver contato le letture, queste vengono sostituite nelle formule e si ottiene così l'indicatore di resistenza all'urto. Deve essere chiaro che stiamo parlando di confrontare la qualità dei campioni e non dei calcoli delle strutture in legno. È stato scoperto che le specie decidue sono più viscose del massiccio di conifere . Per quanto riguarda la ritenzione dell'hardware, dipende dalla forza di attrito che si verifica tra il materiale e gli elementi di fissaggio inseriti in esso.

Inoltre, viene determinato il cosiddetto valore di resistenza all'estrazione. Oltre alla densità, è anche determinato dal tipo di legno e se l'hardware entra nell'estremità o attraverso la fibra. Bagnando il legno sarà possibile semplificare la stessa piantatura dei chiodi, ma il materiale essiccato li trattiene peggio. La resistenza alla forza di flessione deve essere valutata principalmente nei casi in cui la flessione è tecnologicamente necessaria per ottenere un determinato prodotto. Non esiste un metodo standardizzato per valutare questo indicatore.

La resistenza all'usura è quasi sempre definita come la resistenza all'attrito. Solo in rari casi la resistenza ad altri fattori di usura gioca un ruolo importante. È importante capire che è misurato dallo strato superficiale. Se la distruzione ha raggiunto il nucleo, non ha senso studiare ulteriormente l'argomento: le conseguenze sono già chiare. Un metodo standard per valutare la resistenza all'usura è fornito in GOST 16483 del 1981.