3. Усушка и разбухание древесины, их причины и практическое значение.

Уменьшение линейных размеров и объема древесины при удалении нее свободной воды называется усушкой.

Учитывая, что анатомические элементы вытянуты преимущественно вдоль оси ствола, Наибольшая усушка должна наблюдаться в поперечных направлениях, действительно, продольная усушка, обусловленная некоторым наклоном микрофибрилл, в несколько десятков раз меньше, так как составляет лишь долю от основной поперечной деформации. В тангенциальном направлении поперек волокон усушка в 1,5—2 раза больше, чем в радиальном. В направлении наибольшей жесткости, т. е. вдоль волокон, усушка наименьшая. Поперек волокон усушка больше в тангенциальном направлении, в котором жесткость меньше, чем в радиальном.

Показателем усушки является влажностная (несиловая) деформация. Под полной, или максимальной, усушкой понимают уменьшение линейных размеров или объема древесины при удалении всего количества связанной воды. Следовательно, для установления влажность древесины должна быть снижена от предела насыщения клеточных стенок до нуля. .

Полная усушка древесины наиболее распространенных отечественных лесных пород в тангенциальном направлении составляет 8—10 %, а радиальном направлении 3—7 %, вдоль волокон 0,1—0,3 %. Полная объемная усушка находится в пределах 11— 17 %. Для расчетов влажностной деформации необходимо располагать коэффициентом усушки, определяющим величину усушки при снижении содержания связанной воды в древесине на 1 %. Формула для вычисления частичной усушки имеет вид

Повышение содержания связанной воды в древесине при выдерживании во влажном воздухе или воде сопровождается увеличением линейных размеров и объема древесины. Это называется разбуханием. Разбухание древесины вызвано тем, что связанная вода, размещаясь в клеточных стенках, раздвигает микрофибриллы.

Так же как и усушка, наибольшее разбухание древесины наблюдается в тангенциальном направлении поперек волокон, а наименьшее — вдоль волокон.

Разбухание древесины зависит от содержания и степени гигроскопичности, входящих в клеточные стенки компонентов. Как уже отмечалось, наибольшая гигроскопичность у гемицеллюлоз, а наименьшая у лигнина. Однако большую роль играет характер размещения и взаимосвязей компонентов древесины.

4. Водо - влагопоглощение и разбухание древесины, и практическое значение этих явлений.

Вследствие пористого строения при непосредственном контакте с водой древесина способна увеличивать свою влажность. Это свойство древесины называется водопоглощение. Максимальная влажность, которой достигает погруженная в воду древесина, складывается из предельного количества связанной воды (предела насыщения клеточных стенок) и наибольшего количества свободной воды.

, где - влажность предела насыщения клеточных стенок, %; - плотность древесинного вещества; — плотность древесины в абсолютно сухом состоянии; — плотность воды.

Если неизвестно точное значение то максимальную влажность, %, можно вычислить по другой формуле: , где - базисная плотность древесины.

Скорость процесса водопоглощения зависит от размеров и формы образца: чем крупнее образцы, тем медленнее этот процесс. Значительное время занимает выравнивание влажности по объему образца. Образцы с развитой торцовой поверхностью поглощают воду достаточно быстро. Процесс водопоглощения ускоряется с повышением температуры. Количество поглощенной воды зависит от породы древесины, начальной влажности образца, анатомической зоны (заболонь поглощает больше воды, чем ядро).

Влагопоглощение. Способность древесины вследствие ее гигроскопичности поглощать влагу (пары воды) из окружающего воз называется влагопоглощением. Процесс влагопоглощения складывается из сорбции паров воды основными органическими веществами клеточной стенки и перемещения образовавшейся связанной воды в глубь древесины. Сначала происходит связывание влаги в мономолекулярном слое (толщиной в одну молекулу воды), который особенно прочно удерживается органическими веществами древесины. Затем появляется полимолекулярный слой с постепенно убывающей прочностью связей между молекулами воды и компонентами древесины. Так образуется находящаяся в пленочном состоянии адсорбционная вода, по своим свойствам отличающаяся от обычной воды.

Повышение содержания связанной воды в древесине при выдерживании во влажном воздухе или воде сопровождается увеличением линейных размеров и объема древесины. Это называется разбуханием. Разбухание древесины вызвано тем, что связанная вода, размещаясь в клеточных стенках, раздвигает микрофибриллы.

Так же как и усушка, наибольшее разбухание древесины наблюдается в тангенциальном направлении поперек волокон, а наименьшее — вдоль волокон.

Разбухание древесины зависит от содержания и степени гигроскопичности, входящих в клеточные стенки компонентов. Как уже отмечалось, наибольшая гигроскопичность у гемицеллюлоз, а наименьшая у лигнина. Однако большую роль играет характер размещения и взаимосвязей компонентов древесины.