Одной из задач при разработке проекта технологического регламента Процесса обращения с отходами строительства и сноса является расчет массы и объема порубочных остатков, образуемых при вырубке зеленых насаждений (сносе деревьев) в зоне строительства или сноса.

Официальной методики расчета массы и объема порубочных остатков для этих целей в Российской Федерации нет. Исходными данными для таких расчетов служат сведения о вырубаемых деревьях (порода, высота и толщина на высоте 1,3 м) и кустарниках (молодняках) , приведенных в перечетной ведомости из состава проектной документации на объект строительства (сноса).

В данной статье представлена методика расчета массы и объема порубочных остатков, разработанная в нашей фирме. В качестве основы для ее разработки использованы табличные данные Общесоюзных нормативов для таксации лесов, утвержденных Приказом Госкомлеса СССР от 28 февраля 1989 г. № 38.

1) Данные таблицы 17 «Объемы стволов (в коре) в молодняках по высоте и диаметру на высоте 1,3 м» - для определения объема стволов молодой поросли и кустарников. В результате обработки приведенных данных по определению среднего соотношения между диаметром (D), высотой (h) и объемом (V) одного ствола определен расчетный коэффициент формы (Кп из таблицы 1), который с точностью +/- 10% позволяет определить объем ствола по формуле Vст=Кn*h*пD2/4.

2) Данные таблиц 18 и 19 «Объемы стволов (в коре) древесных пород по высоте и диаметру на высоте 1,3 м при среднем коэффициенте формы» » - для определения объема стволов различных пород деревьев. В результате обработки приведенных данных по определению среднего соотношения между диаметром (D), высотой (h) и объемом (Vст) одного ствола определен расчетные коэффициенты для некоторых из приведенных в таблице пород деревьев, которые с точностью +/-10% позволяет определить объем ствола по формуле Vст=Кn*h*пD2/4. Расчетные коэффициенты формы приведены в таблице 1

3) Данные таблицы185 «Масса 1 куб. м и объем 1 т древесины разных пород» - для определения массы древесины использовались значения массы одного кубического метра соответствующей породы древесины из графы «свежесрубленная», либо из графы «сухая» - для сухостоя.

4) Данные таблицы 206 «Объем коры, сучьев, пней и корней» для определения объема сучьев и ветвей, а также пней и корней в процентном отношении к объему стволов. Для расчета использованы средние значения из приведенного в таблицах интервала. Объем сучьев и ветвей - 7% от объема стволов, объем пней и корней - 23% от объема стволов.

5) Данные таблицы 187 «Коэффициенты полнодревесности хвороста и хмыза» - для определения складочного объема сучьев и ветвей из полнодревесного объема с применением переводного коэффициента равного 10.

ФККО-2014 содержит коды следующих отходов:

1 52 110 01 21 5 Отходы сучьев, ветвей, вершинок от лесоразработок

1 52 110 02 21 5 Отходы корчевания пней

1 54 110 01 21 5 Отходы малоценной древесины (хворост, валежник, обломки стволов).

Следовательно, расчет массы и объема порубочных остатков необходимо рассчитывать по видам отходов:

  • стволы вырубаемых согласно перечетной ведомости деревьев, молодой поросли и кустарников можно отнести к отходам малоценной древесины (хворост, валежник, обломки стволов);
  • сучья и ветви - к отходам сучьев, ветвей, вершинок от лесоразработок;
  • пни и корни - к отходам корчевания пней.

Для технологического регламента Процесса обращения с отходами строительства и сноса необходимо рассчитать массу отхода, но для временного хранения в бункерах накопителях и их вывоза со стройплощадки необходимо оценить и объем порубочных остатков, причем в складочном объеме.

Расчет производится с использованием приложения Exel. Пример шапки таблицы страницы Exel приведен в таблице 2.

Расчет производился следующим порядком:

1) Заполнение исходных данных согласно перечетной ведомости;

графа 2 - № строки перечетной ведомости;

графа 3 - порода дерева;

графа 4 - количество деревьев;

графа 5 - минимальный диаметр ствола из интервала, указанного в перечетной ведомости;

графа 6 - единственное значение диаметра ствола, указанного в перечетной ведомости;

графа 7 - максимальный диаметр ствола из интервала, указанного в перечетной ведомости;

графа 8 - минимальная высота ствола из интервала, указанного в перечетной ведомости;

графа 9 - единственное значение высоты ствола, указанного в перечетной ведомости;

графа 10 - максимальная высота ствола из интервала, указанного в перечетной ведомости;

графа 11 - дополнительное число стволов - если в графе «характеристика состояния зеленых насаждений» указано n стволов для одного дерева, то в графе 11 указывается (<значение графы 11>= (n-1)*<значение графы 4>.

2) Расчет среднего значения диаметра ствола при наличии интервала: <среднее значение диаметра ствола (графа 6)> = (<значение минимального диаметра (графа 5)>+<максимальное значение диметра (графа 7)>)/2;

3) Определение объема одного ствола <объем ствола (графа 12)> производится по Vст=Кn*h*пD2/4, где Кn соответствующий коэффициент формы из таблицы 1, D - средний диаметр ствола, h - средняя высота ствола. Расчет объема одного ствола: <объем ствола в куб.м (графа 12)> =Кn* π*(<диаметр ствола в см (графа 6>/100)* (<диаметр ствола в см (графа 6>/100)*< высота ствола в м (графа 9)>/ 4);

4) Расчет плотной меры объема стволов Vпл=Vст*nст, где nст - суммарное число стволов: <плотная мера объема стволов (графа 13)> = <средний объем ствола в куб.м (графа 12)>*(<число деревьев или кустов (графа 4)>+<число дополнительных стволов (графы 11)>). Для одного куста число дополнительных стволов принято равным 5.;

5) Расчет складочной меры (при складировании или транспортировании необходимо учесть средний объем пространства, занимаемого стволами деревьев или кустов: <складочная мера объема стволов (графа 14)>= <плотная мера объема стволов (графа 13)>*4/п;

6) Расчет объема сучьев и ветвей в зависимости от объема ствола производится согласно абзаца г) настоящей статьи: <объем сучьев и ветвей в плотной мере (графа 16)> = <плотная мера объема стволов (графа 13)> *<переводной коэффициент (графа 15=0,007)>. В складочной мере - согласно абзаца д) настоящей статьи: <объем сучьев и ветвей в складочной мере (графа 18)> = <объем сучьев и ветвей в плотной мере (графа 16)>*<переводной коэффициент (графа 17=10)>;

7) Расчет объема пней и корней от объема ствола производится согласно абзаца г) настоящей статьи: <объем пней и корней в плотной мере (графа 20)> = < плотная мера объема стволов (графа 13)>*<переводной коэффициент (графа 19=0,23)>. В складочной мере объем пней и корней принят в двойном объеме: <объем пней и корней в складочной мере (графа 21)> =<объем пней и корней в плотной мере (графа 20)>*2.

8) Расчет полного объема древесины в плотной мере: <полный объем (графа 22)> = <объем стволов в плотной мере (графа 13)>+<объем сучьев и ветвей в плотной мере (графа 16)>+< объем пней и корней в плотной мере (графа 20)>;

9) Расчет полного объема древесины в складочной мере (данный показатель наиболее объективно позволяет оценить потребность в емкости кузовов (контейнеров) транспортных средств для вывоза порубочных остатков): <полный объем древесины в складочной мере (графа 23)> = <складочная мера объема стволов (графа 14)>+ <объем сучьев и ветвей в складочной мере (графа 18)>+ <объем пней и корней в складочной мере (графа 21)>

10) Объемный вес древесины в плотной мере (плотность в т/м3) записывается в графу 24 согласно абзаца в) настоящей статьи, для пород отсутствующих в таблице 185 - в соответствии с приложением 3 к СНиП II-25-80 (Плотность древесины и фанеры).

11) Расчет веса стволов: <вес стволов (графа 22)> = <объем стволов в плотной мере (графа 13)>*<объемный вес древесины (графа 21)>;

12) Расчет веса сучьев и ветвей: <вес сучьев и ветвей (графа 26)> = <объем сучьев и ветвей в плотной мере (графа 16)>*< объемный вес древесины (графа 24)>;

13) Расчет веса пней и корней: <вес пней и корней (графа 27)> = <объем пней и корней в плотной мере (графа 20)>*< объемный вес древесины (графа 24)>;

14) Общий вес вывозимого отхода (порубочных остатков): <вес вывозимого отхода (графа 28)> = <вес стволов (графа 25)> + <вес сучьев и ветвей (графа 26)>+<вес пней и корней (графа 27)>

Таким образом, предлагаемая методика позволяет рассчитать объем (как полный, так и складочный) и массу порубочных остатков с дифференциацией по видом отходов на основе исходных данных перечетной ведомости, а также оценить необходимый объем бункеров-накопителей или кузовов транспортных средств и число машино-рейсов для их вывоза.

Удельный вес древесины отличается нестабильностью. Эта величина напрямую зависит от влажности породы. Показатели плотности могут изменяться в широких пределах даже для одной породы дерева. Потому выводимые в таблицах значения всего лишь обобщенные данные. На практике показатели величины плотности древесины отличаются от приведенных усредненных в литературе табличных значений и такую правку не считают ошибкой.

Таблица плотности древесины

Порода дерева

Плотность
древесины,
(кг/м 3)

Предел
плотности
древесины,
(кг/м 3)

Эбеновое
(чёрное)

Железное

Красное дерево

Лиственница

Орех лесной

Важно! В таблице указаны данные с учетом показателей влажности древесины в 12%. К примеру, удельный вес древесины сосны 520 кг/м 3 .

От чего зависит показатель

Плотность древесины определяется породой. Исходя из этого, вычисляют усредненные общепринятые величины удельного веса древесины, которые получают вследствие многократных практических исследований. В процессе проведения ряда экспериментов с одной породой можно получить отличающиеся друг от друга показатели плотности структуры. Фактически в одной таблице, представленной выше, собраны данные о плотности древесной породы собранные из разных источников, что говорит о переменчивости абсолютного и относительного показателей удельного веса древесины.

Группы плотности древесины

Общепринято вычислять удельный вес древесины разных пород с влажностью не выше 12%. Это нормативный показатель, согласно которому древесину подразделяют на три группы плотности:

  1. Малоплотные (до 545 кг/м 3). К этой категории относят: ель, сосну, пихту, кедр, можжевельник, тополь, липу, иву, осину, ольху (белую и черную), орех (белый, серый, маньчжурский), бархат амурский.
  2. Среднеплотные (555-745 кг/м 3) породы представлены: лиственницей, тисом, березой (повислой, пушистой, черной, желтой), буком (восточным, европейским), вязом, грушей, дубом, кленом, лещиной, грецким орехом, платаном, рябиной, хурмой, яблоней, ясенем (обыкновенным, маньчжурским).
  3. Высокоплотные (свыше 755 кг/м 3), среди которых: акация, береза железная, граб, дуб каштанолистный, железное дерево, самшит, фисташковое дерево, хмелеграб.

На рисунке, изображенном ниже, представлена диаграмма Значения поданы в коэффициентах.

Как плотность породы связанна с горючестью дерева

Теплотворность дров (отопительная энергетическая ценность) определяется исходя из основного показателя - удельного веса древесины. Это объясняется прямой зависимостью: чем выше показатели плотности структуры породы, тем выше процент содержащегося в ней горючего вещества и тем лучше горит топливо.

Показателями плотности активно пользуются в строительстве, подбирая материал для конструирования дома, стропильной системы крыши, проектируя мебель, закупая топливо для производства.

Обойтись без продуктов переработки дерева нереально. Отказавшись от пиломатериалов, человечество не сможет существовать полноценно. Потому исследования, проводимые с древесиной, имеют немаловажное значение, ведь благодаря этому инженерам удается конструировать долговечные жилые дома, выпускать прочную и надежную мебель, закупать качественное сырье для отопления предприятий.

Древесина использовалась в строительных работах с давних времен. Конечно, ведь данный материал до сих пор является очень популярным благодаря наличию отличных технических характеристик. Древесина, сама по себе, является природным материалом структурированного типа, состоящая из древесных клеток и околоклеточных пустот, что в свою очередь, совсем не гарантирует что одна часть древесины будет равной другой идентичного размера. Поэтому, так часто, в процессе работ возникает вопрос подсчета нужного количества данного материала и таких параметров, как: вес древесины в целом и вес куба древесины.

Вес пород древесины в зависимости от вида в таблице
Порода дерева Процент влажности, %
Свежие 100 80 70 60 50 40 30 25 20 15
Лиственница 940 1100 990 930 880 820 770 710 700 690 670
Тополь 700 760 690 650 610 570 540 500 480 470 460
Бук 960 1110 1000 950 890 830 780 720 710 690 680
Вяз 940 1100 1100 930 880 820 770 710 690 680 660
Дуб 990 1160 1160 990 930 870 820 760 740 720 700
Граб 1060 1330 1330 1130 1000 990 930 860 840 830 810
Ель обыкновенная 740 750 750 640 600 560 520 490 470 460 450
Орех грецкий 910 1000 1000 850 800 750 700 650 630 610 600
Липа 760 830 830 710 660 620 580 540 540 530 500
Акация белая 1030 1330 1330 1190 1060 990 930 860 840 830 810
Ольха 810 880 880 750 700 660 620 570 560 540 530
Клен 870 1160 1160 990 930 870 820 760 740 720 700
Ясень обыкновенный 960 1150 1150 930 920 860 800 740 730 710 690
Пихта сибирская 680 630 630 540 510 470 440 410 400 390 380
Сосна обыкновенная 820 850 850 720 680 640 590 550 540 520 510
Пихта кавказская 720 730 730 620 580 550 510 480 460 450 440
Сосна кедровая 760 730 730 620 580 550 510 480 460 450 440
Береза 870 1050 1050 890 840 790 730 680 670 650 640
Осина 760 830 830 710 660 620 580 540 530 510 500

В зависимости от типа строительных работ, измерять древесину необходимо по-разному. На вес м3 древесины особое значение оказывает плотность материала, соответственно, для правильного решения поставленных вопросов необходимо определиться со значением плотности. Различают два вида плотности:

Удельный вес (плотность древесинного вещества)

Объемный вес (плотность структурированного физического тела)

Древесинным веществом называют массу твердых материалов древесины без природных пустот. Данный вид плотности измеряется в лабораторных условиях, так как требует дополнительных измерений, невыполнимых в обычных условиях. Для каждой древесины всех видов и пород деревьев, эта величина является константой и составляет 1540 кг/м3.

Плотность самой древесины определить достаточно легко в обычных условиях. Для этого достаточно взвесить кусок дерева и измерить его объем. Полученные данные обработать стандартными арифметическими действиями по следующей формуле: У = М/О, где У - удельный вес дерева, М - масса древесины, О - занимаемый объём.

Таблица объемного веса 1м3 древесины в зависимости от влажности.

Плотность древесного вещества, как было уже сказано, является константой. Однако, древесина имеет многоклеточную волокнистую структуру сложного типа. Стенки из древесного вещества играют роль каркаса в структуре древесины. Соответственно, у каждой породы и видов деревьев клеточные структуры, формы и размеры клеток варьируются, в следствии чего удельный вес дерева будет разный, как и разный вес м3 дерева.

Также, большую роль в изменении удельного веса древесины оказывает влажность. Благодаря структуре данного материала, с повышением влажности, повышается и плотность древесины. Однако на плотность древесинного вещества данное правило не распространяется.

Ниже представлен удельный вес древесины. Таблица составлена в зависимости от влажности материала и исчисляется такого показателя, как вес 1м3 древесины.

При организации грузоперевозки леса, плотность дерева является важным показателем при подборе лесовоза и расчета стоимости транспортировки. Это поможет избежать перегруза, что соответственно упасет от штрафа.

На вес м3 древесины особое значение оказывает плотность материала, соответственно, для правильного решения поставленных вопросов необходимо определиться со значением плотности. Различают два вида плотности: объемный вес (плотность структурированного физического тела) и удельный вес (плотность древесинного вещества).

Объемный вес древесины

Вес кубометра древесины зависит от породы дерева и влажности.

Калькулятор расчета объемного веса дерева.

Дерево Акация белая Береза Бук Вяз Дуб Граб Ель обыкновенная Клен Липа Лиственница Ольха Орех грецкий Осина Пихта сибирская Пихта кавказская Сосна обыкновенная Сосна кедровая Тополь Ясень обыкновенный

Объем, м 3:

Удельный вес древесины

Древесинным веществом называют массу твердых материалов древесины без природных пустот. Данный вид плотности измеряется в лабораторных условиях, так как требует дополнительных измерений, невыполнимых в обычных условиях. Для каждой древесины всех видов и пород деревьев, эта величина является константой и составляет 1540 кг/м3. Однако, древесина имеет многоклеточную волокнистую структуру сложного типа. Стенки из древесного вещества играют роль каркаса в структуре древесины. Соответственно, у каждой породы и видов деревьев клеточные структуры, формы и размеры клеток варьируются, в следствии чего удельный вес дерева будет разный, как и разный вес м3 дерева.

Также, большую роль в изменении удельного веса древесины оказывает влажность. Благодаря структуре данного материала, с повышением влажности, повышается и плотность древесины. Однако на плотность древесинного вещества данное правило не распространяется.

Таблица плотности дерева различной влажности (кг/м3).
№ Порода дерева Процент влажности, %
15 20 25 30 40 50 60 70 80 100 Свеж.*
1 Лиственница 670 690 700 710 770 820 880 930 990 1100 940
2 Тополь 460 470 480 500 540 570 610 650 690 760 700
3 Бук 680 690 710 720 780 830 890 950 1000 1110 960
4 Вяз 660 680 690 710 770 820 880 930 990 1100 940
5 Дуб 700 720 740 760 820 870 930 990 1050 1160 990
6 Граб 810 830 840 860 930 990 1060 1130 1190 1330 1060
7 Ель обыкновенная 450 460 470 490 520 560 600 640 670 750 740
8 Орех грецкий 600 610 630 650 700 750 800 850 900 1000 910
9 Липа 500 530 540 540 580 620 660 710 750 830 760
10 Акация белая 810 830 840 860 930 990 1060 1190 1300 1330 1030
11 Ольха 530 540 560 570 620 660 700 750 790 880 810
12 Клен 700 720 740 760 820 870 930 990 1050 1160 870
13 Ясень обыкновенный 690 710 730 740 800 860 920 930 1030 1150 960
14 Пихта сибирская 380 390 400 410 440 470 510 540 570 630 680
15 Сосна обыкновенная 510 520 540 550 590 640 680 720 760 850 820
16 Пихта кавказская 440 450 460 480 510 550 580 620 660 730 720
17 Сосна кедровая 440 450 460 480 510 550 580 620 660 730 760
18 Береза 640 650 670 680 730 790 840 890 940 1050 870
19 Осина 500 510 530 540 580 620 660 710 750 830 760

* Свеж. - Свежесрубленное дерево

Различают удельный вес древесины (твердой древесной массы без пустот) и удельный вес древесины как физического тела. Удельный вес древесинного вещества выше единицы и мало зависит от породы дерева; в среднем его принимают равным 1,54. Удельный вес древесинного вещества имеет значение при определении пористости древесины. Условный объемный вес имеет перед объемным весом то преимущество, что он не зависит от величины усушки и не требует пересчета на 15% влажности. Это позволяет значительно упростить расчеты и обеспечивает более единообразные результаты при определении γусл нескольких образцов.

Классификация пород по плотности

Значения плотности разных пород древесины отличаются весьма существенно. По при стан­дартной влажности породы принято делить на три группы:

– породы с малой плотностью (540 кг/м3 и менее): из хвойных - сосна, ель (все виды), пихта (все виды), кедр (все виды), можжевельник обыкновенный; из лиственных - то­поль (все виды), липа (все виды), ива (все виды), оль­ха черная и белая, каштан посевной, орех белый, серый и маньчжурский, бархат амурский;
– породы средней плотности (540-740 кг/м3): из хвой­ных - лиственница (все виды), тис; из лиственных - повислая, пушистая, черная и желтая; бук восточный и евро­пейский, вяз, груша, дуб летний, восточный, болотный, мон­гольский; ильм, карагач, клен (все виды), лещина, орех грец­кий, платан, рябина, хурма, яблоня, обыкновенный и маньчжурский;

– породы высокой плотности (750 кг/м3 и выше): ака­ция белая и песчаная, железная, гледичия каспий­ская, гикори белый, граб, дуб каштанолистный и араксинский, железное дерево, самшит, фисташка, хмелеграб.

Среди иноземных пород имеются такие, древесина кото­рых имеет как очень малую плотность (бальса - 120 кг/ м3), так и очень высокую (бакаут - 1300 кг/м3).

В таблицах Государственной системы стандартных спра­вочных данных (ГСССД), издаваемых Госстандартом Рос­сии («Древесина. Показатели физико-механических свойств малых образцов без пороков»), приводятся более подробные сведения о плотности древесины с указанием вида древесной породы и района ее произрастания.
Плотность коры исследована гораздо меньше, чем древе­сины. Имеющиеся данные отличаются большой пестротой.
Сравнение этих данных со средней плотностью древесины при стандартной влажности показывает, что плотность ко­ры сосны на 30-35% больше, чем древесины, ели – на 60-65%, а березы - на 15-20%.

Влияние структуры древесины на ее свойства

На плотность древесины также сильно влияет содержащаяся в ней вода. Во-первых, она увеличиваетмассу образца, а во-вторых, набухание клеточных стенок в воде вызывает изменение объема образца. Поэтому плотность древесины определяют либо при отсутствии воды, либо при ее определенной массовой доле в древесине. Полностью высушенные образцы активно поглощают пары воды из окружающего воздуха и в ряде случаев более удобно обращаться с образцами древесины, содержащими известное количество воды и находящимися в относительном равновесии с окружающей атмосферой. В технологических расчетах иногда используют базисную плотность древесины, представляющую собой отношение массы абсолютно сухого образца древесины к его объему в максимально набухшем состоянии. Такое состояние характерно для свежесрубленной древесины и древесины, находившейся длительное время в контакте с водой. В этом случае фактически определяют базисную относительную плотность; однако приравнивая 1 г вытесненной воды к объему 1 см3, превращают ее из безразмерной величины в величину, имеющую размерность.

Древесные породы характеризуются определенными значениями плотности древесины, на которые влияют условия произрастания. В зависимости от ботанического вида плотность древесины меняется в широких пределах. Например, для распространенных в России древесных пород плотность абсолютно сухой древесины изменяется от 350 кг/м3 у пихты сибирской до 920 кг/м3 у березы железной.

По плотности древесины при влажности 12% все отечественные породы делят на три группы: с малой плотностью (540 кг/м3 и меньше) - ель, пихта, сосна, сосна кедровая, тополь, ива, липа, ольха; средней плотности (550...740 кг/м3) - лиственница, береза, бук, дуб, вяз, клен, ясень; высокой плотности (750 кг/м3 и более) - акация, граб, отдельные виды березы, дуба, ясеня. Необходимо отметить, что древесина хвойных пород, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.
Со тесно связано и такое свойство, как проницаемость жидкостями и газами. Проницаемость древесины характеризует ее способность пропускать жидкость или газы под давлением, что очень важно для процессов переработки древесины. Проницаемость древесины обусловлена существованием в древесине системы сообщающихся через поры полостей клеток и межклетников. Сухая клеточная стенка, как уже отмечалось, имеет низкую пористость, а ее компоненты или входят в кристаллические участки, или находятся в стеклообразном состоянии, что делает клеточную стенку практически непроницаемой для неполярных сред. В полярных жидкостях клеточные стенки сильно набухают и пористость их увеличивается. Для технологических целей наиболее важны водопроницаемость и газопроницаемость. Поскольку между этими характеристиками имеется хорошая корреляция, а испытания древесины на газопроницаемость требуют значительно меньше времени, то на практике для оценки проницаемости древесины часто определяют ее газопроницаемость.

Проницаемость древесины, оцениваемая массовой или объемной скоростью прохождения потока жидкости или газа через единицу площади поверхности образца древесины, максимальна в аксиальном направлении, т.е. вдоль волокон. У она в несколько раз выше, чем у хвойных, так как совпадает с направлением сосудов. Проницаемость поперек волокон значительно меньше и на нее большое влияние оказывают сердцевинные лучи. Образование спелой и в особенности ядровой древесины снижает проницаемость, а у отдельных пород ядровая древесина становится водонепроницаемой.

Какую плотность имеют дуб, бук и другие породы

В описаниях межкомнатных дверей и пород деревьев, из которых они изготовлены, часто проскальзывает термин «плотность древесины». Описания - это хорошо, но они не дают такого четкого понимания, как цифры - что значит « чуть-чуть плотнее»? Значения в виде цифр дают точную картину, на основании которой вы сами решите, какое дерево наиболее подойдет для изготовления межкомнатных дверей.
Прежде чем перейти к цифрам, определимся, что такое плотность древесины и для чего ее нужно знать.

Плотностью древесины называют отношение ее массы к объему. Проще говоря, чем кубометр дерева весит больше, тем он плотнее. Плотность древесины, называемая , зависит от влажности, поэтому принято оперировать значениями, полученными при влажности 12%.

С первым вопросом разобрались, переходим ко второму. Плотность древесины напрямую влияет на два важных свойства - прочность и гигроскопичность. Плотная древесина обладает более высокой прочностью и в большинстве случаев гигроскопичностью. Последний термин означает, что двери из высокоплотной древесины более зависимы от изменений влажности - всем известно, что древесине свойственно впитывать влагу и расширяться. По этой причине двери из осины, липы или сосны, находящиеся в самом низу таблицы, используют в саунах и банях, где двери из бука просто перестали бы закрываться.

Значения приводятся в граммах на кубический сантиметр (г/cм3) при влажности 12%. Обратим ваше внимание, что в некоторых случаях даны средние значения.

Краткое описание свойств древесины: Граб.

Граб наиболее широко распространен в Европе, Малой Азии и Иране. Древесина блестящая, тяжелая, вязкая. Цвет: беловато-серый. Плотность: 750 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 3,5.

Лайсвуд. Одно из красивейших австралийских деревьев. Цвет светло-коричневый с характерной зернистостью. Плотность: 910-1050 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 5,5. Падук. с яркой положительной энергетикой. Цвет: от светлого желтовато-красного до темного кирпично-красного, испещеренного более темными линиями. Плотность: 850-950 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,2.

Венге.Родина древесины венге тропические джунгли Западной Африки, вплоть до Заира. Структура материала крупная, ровноволокнистая, древесина декоративна и в то же время тяжела и устойчива к давлению и изгибу. Цвет: от золотисто-коричневого до очень темно-коричневого с черными прожилками. Плотность: 850-900 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,1.

Тайгервуд (тигровое дерево). Произрастает в Западной Тропической Африке. Цвет: желтовато-коричневый, иногда отмечаемый темными полосами-"венами". Плотность: 800-900 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,1.

Кокоболо. Высокая стабильность при изменении влажности. Цвет: темный, глубокий красный оттенок с черными, нерегулярными полосами. Яркая, выразительная, красивая текстура. Плотность: 800-980 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,35.

Палисандр. Древесина очень плотная и тяжелая, хорошо полируется, тонет в вводе. Цвет: притягательный светло-коричневый с фиолетово-сиреневым отливом. Плотность: 1000 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 5,5.

Ярра. Наименование одной из более чем 500 разновидностей австралийского эвкалипта. Цвет: все оттенки красного, от красно-розового до темно-красного. С течением времени ярра темнеет и его окраска может приобретать весьма разнообразные оттенки. Плотность: 820-850 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 5,0.

Груша. Древесина плотная, твердая, хорошо обрабатывается, мало трескается. Цвет: от желтовато-белого до буровато-красного. Чтобы повысить твердость, грушевую древесину помещают в воду и выдерживают продолжительное время, после чего долго сушат в природных условиях. После просушивания она приобретает буроватый оттенок. Плотность: 700 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 3,4. Дуб (мореный). Древесина прочная, долговечная, устойчивая к внешним воздействиям. После долгого (от 50 до 300 лет) вымачивания (морения) без доступа кислорода древесина приобретает бархатно-черный цвет. Цвет: черный.

Мореный дуб драгоценный древесный материал. На протяжении тысячелетий затонувшие дубовые стволы, находились на дне водохранилищ, где без доступа воздуха, в процессе морения приобрели прочность, не уступающую камню. Сама природа дарит ему прочность, долговечность и неповторимую цветовую гамму. Плотность: 750 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 3,8. Самшит. Древесина тверда как кость, удельный вес ее больше удельного веса воды, самшит тонет в воде. Поэтому она идет на изготовление деталей, где необходима значительная жесткость. Цвет: светло-желтый, матовый. Плотность: 1350 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: свыше 8,0. Макасар. Вид эбенового дерева распространенного в Юго-Восточной Азии. Цвет: темно-коричневый с черными прожилками. Имеет очень красивую текстуру. Плотность: 1000 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 7,0.

Эбен. В торговле различают много сортов эбенового дерева. Самый редкий и дорогой произрастает только в странах Центральной Африки. Настолько дорог, что оплата за него идет в килограммах. Экспортные поставки африканского эбена ограничены и полностью контролируются правительствами тех стран, где он добывается. Древесина очень плотная и тяжелая, тонет в воде. Цвет: от темно-коричневого до бархатисто-черного с характерными более светлыми (или светло-коричневыми) продольными прожилками. Плотность: 1200 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: свыше 8,0. Ятоба. Еще ее называют бразильская вишня. Древесина тяжелая, прочная, твердая и при этом удивительно эластичная. Она трудно обрабатывается, но шлифуется и полируется почти до зеркального блеска. Цвет: Плотность: 960 кг/м (куб). Твердость по Бринелю: 4,8. Зебрано. Произрастает в Габоне и Камеруне. Древесина твердая и тяжелая. Поверхность блестящая, текстура несколько крупная. Цвет: светло-золотистый с узкими штрихами от темно-коричневой до почти черной окраски. Плотность: 900 кг/м (куб). Твердость по Бринеллю: 4.5. Кевазинго. Произрастает от экваториальной Африки, от Камеруна и Габона до Конго. Дерево до 35-40 метров высотой, диаметром ствола до 1.5-2 метров. Древесина от красно-коричневого до темно-красного цвета. Имеет красивый рисунок текстуры. Плотная, твердая, стабильная. Плотность: 820-850 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 5,0.

Черный граб. Выращен в горах Кавказа. Сруб дерева произведен зимой когда сокодвижение остановлено. Секрет покраса передаётся из поколения в поколение. Цвет: черный. Плотность: 700 кг/м(куб). Твердость по Бринелю: 3,4. Мербау. Произрастает в Юго-восточной Азии (Малайзии, Индонезии, Филиппины). Основными преимуществами мербау является то, что она содержит в порах маслянистые вещества, является очень твердой, устойчивой к воздействию влаги и мало рассыхается. В процессе эксплуатации мербау темнеет, особенно светлые участки, в результате чего окраска древесины в целом выравнивается. Цвет: коричневый, от светлых до темных тонов, местами с вкраплением желтых прожилок. Плотность: 840 кг/куб.м. Твердость по Бринелю: 4,1. Ясень. Древесина тяжёлая, твёрдая с высокой прочностью. Обладание ударной вязкостью и одной из наиболее ценных в мире пород для изготовления спортивного инвентаря. Плотность: 700 кг/м(куб). Твердость по Бринеллю: 4,0-4,1.

Плотность дерева различной влажности

Одним из важнейших факторов при организации перевозки леса является плотность дерева. Она является важным показателем при расчете стоимости перевозки и подбора лесовоза.

Вес дерева бывает удельный и объемный. Удельный вес - масса единицы объема дерева без учета породы, влаги и других факторов - составляет 1540 кг/м 3 . Объемный вес - масса единицы объема дерева с учетом влаги и породы. Исходя из объемного веса, можно определить плотность дерева. Плотность деревьев разных пород различна. Также, весьма изменчива плотность дерева одной породы, в зависимости от географического месторасположения и типа леса.

С увеличением влажности дерева плотность увеличивается. Например, при влажности 15 % – 0,51 т/м 3 , а при влажности 70 % – 0,72 т/м 3 . По степени влажности дерево разделяют: абсолютно сухое (влажность - 0%,только в лабораторных условиях), комнатно-сухое (влажность до 10%), воздушно – сухое (влажность – 15-20%), свежесрубленное (влажность 50-100%), мокрое (свыше 100%, при хранении дерева в воде).

Плотность древесины - как строительного сырья.

Плотность древесины-отношение массы древесины к обьему Рw=Mw/Vw
Плотность зависит от породы и влажности, обычно определяется по таблице. Все древесные породы подразделяются на 3 группы:
1)Малоплотная P<0,5(г.см3)(сосна,ель, (пихта, кедр, осина, ольха, липа, тополь)
2)Среднеплотная0,53)Высоко плотная P>0,7(г.см3)(граб)
Это свойство характеризуется массой единицы объёма материала, и имеет размерность в кг/м3 или г/см3.
а) Плотность древесинного вещества pд.в., г/см, т.е. плотность материала клеточных стенок, равна: pд.в. = mд.в. / vд.в., где mд.в. и vд.в. - соответственно масса, г, и объем, см3, древесинного вещества.
Этот показатель равен для всех пород 1,53 г/см3, поскольку одинаков химический состав клеточных стенок древесины.
б) Плотность абсолютно сухой древесины p0 равна: p0 = m0 / v0, где m0, v0 - соответственно масса и объём древесины при W=0%.
Плотность древесины меньше плотности древесинного вещества, так как она включает пустоты (полости клеток и межклеточные пространства, заполненнве воздухом).
Относительный объём полостей, заполненных воздухом, характеризует пористость древесины П: П = (v0 - vд.в.) / v0 * 100, где v0 и vд.в. - соответственно объём образца и содержащегося в нём древесинного вещества при W=0%. Пористость древесины колеблется в пределах от 40 до 80%.
в) Плотность влажной древесины: pw = mw / vw, где mw и vw - соответственно масса и объём древесины при влажности W. Плотность древесины зависит от её влажности. При влажности W < Wпн плотность изменяется незначительно, а при увеличении влажности выше Wпн наблюдается значительный рост плотности древесины
г) Парциальная влажность древесины p`w характеризует содержание (массу) сухой древесины в единице объёма влажной древесины: p`w = m0 / vw, где m0 - масса абсолютно сухой древесины, г или кг; vw - объем, см3 или м3, древесины при данной влажности W.
д) Базисная плотность древесины выражается отношением массы абсолютно сухого образца m0 к его объёму при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок Vmax: pБ = m0 / vmax. Этот основной показатель плотности, который не зависит от влажности, широко используется для оценки качества сырья в , целлюлозно-бумажной промышленности и в других случаях.
Величина плотности древесины изменяется в очень широких пределах. Среди пород России и ближнего зарубежья древесину с очень малой плотностью имеет пихта сибирская (345), ива белая (415), а наиболее плотную - самшит (1040), ядро фисташка (1100). Диапазон изменения плотности древесины иноземных пород шире: от 100-130 (бальза) до 1300 (бакаут). Значения плотности здесь и ниже даны в килограммах на метр кубический (кг/м3).
По плотности древесины при 12% влажности породы делят на 3 группы: с малой (Р12 < 540), средней (550 < P12 < 740) и высокой (P12 > 740) плотностью древесины.

Объемный вес древесины зависит также от ширины годичного слоя. У лиственных пород объемный вес уменьшается с уменьшением ширины годичных слоев. Чем больше средняя ширина годичного кольца, тем больше объемный вес у одной и той же породы. Эта зависимость весьма заметна у кольцепоровых пород и несколько менее заметна у рассеяннопоровых. У хвойных пород обычно наблюдается обратная зависимость: объемный вес увеличивается с уменьшением ширины годичных колец, хотя встречаются и исключения из этого правила.

Объемный вес древесины уменьшается от основания ствола к вершине. У сосен среднего возраста это падение достигает величины 21% (на высоте 12 м), у старых сосен доходит до 27% (на высоте 18 м).

У понижение объемного веса по высоте ствола достигает 15% (в возрасте 60-70 лет, на высоте 12 м).

Закономерности в изменении объемного веса древесины по диаметру ствола не наблюдается: у некоторых пород объемный вес слегка уменьшается в направлении от центра к периферии, у других слегка увеличивается.

Большая разница наблюдается в объемном весе у ранней и поздней древесины. Так, отношение объемного веса ранней древесины к весу поздней у орегонской сосны равно 1:3, у сосны 1: 2,4, у лиственницы 1: 3. Поэтому у хвойных пород объемный вес при повышении содержания поздней древесины увеличивается.

Пористость древесины. Под пористостью древесины понимают объем пор в процентах от общего объема абсолютно сухой древесины. Пористость зависит от объемного веса древесины: чем больше объемный вес, тем меньше пористость.

Для приближенного определения пористости можно пользоваться следующей формулой:

С = 100 (1-0,65γ 0)%

где С - пористость древесины в %, γ 0 - объемный вес абсолютно сухой древесины.

В таблице указан вес 1 м3 древесины относительно процента влажности.