Увеличение в размере (набухание) и усушка

Дерево имеет способность увеличиваться или уменьшаться в размере (объеме) в зависимости от изменений показателей влажности воздуха. Это происходит, когда количество влаги в самом дереве меньше его предельной гигроскопичности. Когда дерево увеличивается в объеме, вбирая влагу, процесс называется разбуханием. Когда объем дерева уменьшается ввиду потери влаги, процесс называют усадкой.

Объем древесины увеличивается пропорционально уровню влажности и может составить до 25%. Помимо этого, объем может слегка увеличиваться, пока дерево не достигнет стабильных показателей насыщенности влагой. После этого объем остается неизменным (максимальное разбухание). Изменения в объеме - результат линейных изменений по трем направлениям: радиальному, касательному и осевому. Таким образом, набухание и усушка происходят в силу анизотропной природы древесины по трем направлениям. Древесина может всего лишь слегка изменить свой размер по осевой направленности. Вследствие чего эта деформация (она составляет 0.1 % ) не берется в расчет, в отличие от деформации по касательной или радиальной деформации, составляющих от 2 до 4%. По касательной (вдоль годовых колец) усушка древесины обычно в 1.5-2 раза больше по сравнению с усадкой дерева, распиленного поперек. Разница в усадке между поперечным и касательным способом распиловки обусловлена деформацией и раскалыванием, которое происходит в процессе сушки. Существуют породы, у которых процессы усадки и набухания происходят с одинаковой интенсивностью как по радиальной, так и по касательной.

Эти породы не трескаются и не деформируются даже при значительной усадке, если были правильно высушены. Мера усадки и деформации симметричной доски зависит от распиловки: продольная деформация - вдоль короткой кромки, продольная деформация и загибы - вдоль длинной стороны (разница в усадке между разрезом по касательной и поперечным сечением). Деформации и усадке наиболее подвержены те части дерева, что расположены ближе к коре. Доски деформируются чаще в области заболони, потому что именно в этой части собрано относительно большее количество влаги.

Плотность. Плотность можно определить следующим образом. Плотность = вес, поделенный на объем. Древесина - пористая материя, и это не может не сказаться на ее плотности. Принимая во внимание пористость, изменения в весе и объеме за счет колебаний влажности внутри самой древесины, важно создать необходимые условия, чтобы точно измерить плотность этого материала.

Если при расчете объема учитывать все полости, показатель плотности может быть вычислен неточно. Вычислить точную плотность древесины возможно, если игнорировать при расчетах объемы пор. Показатель «чистой плотности» (без пор) одинаков для всех пород дерева и составляет 1.55 г/см2 Теоретически это максимальный порог, которого может достичь дерево, когда объем пустот, образуемых по­рами, не берется в расчет. Различная грубая (неточная) плотность подсчитывается исходя из общего веса дерева и объема его полостей. Существует непрямая зависимость между неточной плотностью и сопротивляемостью дерева.

Однородность и прочность. Древесину можно считать однородной, если структура и составные части волокон во всех частях дерева постоянны (например, груша, яблоня, лаймовое дерево, клен или буксовое дерево). К неоднородным породам деревьев можно отнести следующие растения:
- с хорошо развитым, плотным ядром (к примеру, каштан, ясень и платан);
- в которых хорошо просматривается разница между молодой и старой древесиной (например, ель).

Однородность - величина непостоянная, потому что она зависит от ряда факторов:
окружающей среды;
породы дерева;
способа распиловки;
общих условий хранения;
метода сушки;
колебаний уровня влажности почвы (дерево хорошо сохраняется в глинистой почве и в мокром песке, по плохо - в песке и меловой земле);
воды (дерево долго хранится в свежей воде), обращения до использования и от защиты после применения (краска, лак) и т.д.

Чем больше плотность дерева, тем оно прочнее. Прочные деревья включают в себя, к примеру, каштановый и горный дуб, дуб, бук и красное дерево.

Воспламеняемость и пожароопасность. Дерево прекрасно горит, что воспринимается как плюс, потому что его используют как топливо. Тем не менее, с точки зрения строительства и внутреннего устройства дома, это значительный минус. Однако сам факт того, что дерево горит в направлении снаружи внутрь, может увеличить время спасения из горящего здания, чего не могут обеспечить железные балки. Согласно стандартной классификации воспламеняемости и пожаростойкости строительных материалов, дерево находится в категории В2 (нормальная воспламеняемость). Однако применение химических веществ и веществ, защищающих древесину от влаги, на поверхности дерева, могут повысить сопротивляемость дерева огню.

Когда дерево горит, целлюлоза, которая является источником расти­тельных волокон, взаимодействует с кислородом. Единственным продуктом горения остается пепел, оставшийся от лигнина и минеральных солей. При достаточном количестве кислорода и высокой температуре дерево сгорает практически полностью. Если кислорода недостаточно, а температура относительно невысока, происходит частичное сгорание. В этом случае целлюлоза высушивается (из дерева выпаривается влага), и дерево становится сухим углем с низким уровнем резистентности. Сухая древесина легко воспламеняется при температуре 300 градусов Цельсия.