Внутренние напряжения
Напряжения, которые возникают без
участия внешних сил, называют внутренними. Причина образования напряжений при
сушке древесины - неравномерность распределения влаги. Вначале испаряется влага
с поверхностных слоев древесины. Если в поверхностных слоях влажность снизится
за предел гигроскопичности, то должна произойти усушка. Однако из-за
сопротивления более влажных внутренних слоев поверхностные слои усохнут
неполностью. В результате этого в древесине появляются напряжения,
растягивающие ее в поверхностных зонах и сжимающие во внутренних. При снижении
влажности за предел гигроскопичности во внутренней зоне она также начнет
усыхать. Это приведет к тому, что растягивающие напряжения в поверхностной зоне
уменьшатся, однако полностью не исчезнут. Из-за остаточных удлинений в
поверхностных зонах нормальная усушка внутренней зоны будет задержана. Тогда во
внутренней зоне появятся растягивающие напряжения, а в поверхностных зонах -
сжимающие, т. е. напряжения переменят знак.
Если растягивающие напряжения достигнут предела прочности древесины на
растяжение поперек волокон, то могут возникнуть трещины: в начале процесса
сушки на поверхности сортимента, а в конце - внутри.
Внутренние напряжения иногда сохраняются в высушенном материале и служат
причиной изменения размеров и формы деталей при механической обработке
древесины.
Их обнаруживают с помощью силовых секций. Из доски на расстоянии 0,5 м от торца вырезают
секцию длиной 10-15 мм.
Из этого отрезка изготовляют силовую секцию. Если зубцы секции сразу после
изготовления останутся параллельными, то внутренних напряжений в древесине нет;
если зубцы секции разойдутся, то в наружных слоях - растягивающие, а во
внутренних - сжимающие напряжения; если зубцы секции сойдутся, то в наружных
слоях сжимающие, а во внутренних - растягивающие напряжения.
Сохранившиеся после окончания сушки остаточные напряжения можно снять путем
дополнительной обработки пиломатериалов (увлажнением поверхности паром или
водой).
Коробление
При высыхании или увлажнении
древесины изменяется форма поперечного сечения доски. Такое изменение формы
называется короблением. Коробление может быть поперечным и продольным.
Поперечное коробление выражается изменением формы сечения доски. Причина
поперечного коробления - разница в усушке по радиальному и тангенциальному
направлениям. Сердцевинная доска уменьшает свои размеры к кромкам; доска, у
которой внешняя часть ближе к тангенциальному направлению, усыхает больше, чем
внутренняя, имеющая радиальное направление. Чем ближе доска расположена к
сердцевине, тем больше ее коробление.
По длине доски могут изгибаться, приобретая дугообразную форму, или принимать
форму винтообразной поверхности - крыловатость. Первый вид продольного
коробления встречается у досок, содержащих ядро и заболонь (усушка ядра и
заболони по длине волокон несколько различается). Крыловатость наблюдается у
пиломатериалов с тангенциальным наклоном волокон. Правильная укладка, сушка и
хранение пиломатериалов исключает появление коробления.
Разбухание
Разбуханием называется увеличение
линейных размеров и объема древесины при повышении связанной влаги. Это
происходит при увлажнении древесины и представляет собой явление, обратное
усушке.
Разбухание наблюдается при увеличении влажности до предела гигроскопичности;
увеличение свободной влаги (заполняющей полости клеток) не вызывает разбухания.
Наибольшее разбухание происходит в тангенциальном направлении, наименьшее -
вдоль волокон.
Так же как и усушка, разбухание - отрицательное свойство древесины. Однако в
некоторых случаях дно играет положительную роль: обеспечивает плотность
соединений в бочках, лодках, деревянных трубах и судах.
Водопоглощение
Водопоглощение - способность древесины благодаря пористому строению поглотать капельно-жидкую влагу. Водопоглощение происходит при непосредственном контакте древесины с водой. При этом в древесине увеличивается содержание как связанной, так и свободной влаги.Водопоглощение зависит от породы, начальной влажности, температуры, формы и размеров древесины. У пород с меньшей плотностью водопоглощение больше, так как больше объем полостей, которые могут быть заполнены свободной влагой. Наоборот, чем больше плотность, тем меньше водопоглощение древесины.
Водопоглощение ядра меньше, чем заболони.