Tudo sobre as propriedades da madeira

Saber tudo sobre as propriedades da madeira, e não apenas sobre o que ela é em termos de dureza, é útil para o desenvolvimento geral e para a organização direta de várias indústrias. É imprescindível prestar atenção às propriedades tecnológicas e à umidade. Mas também vale a pena imaginar de antemão quais são as propriedades úteis da madeira.

A cor da madeira depende muito do grau de saturação com taninos. Portanto, está claramente ligado às características climáticas e do solo de várias localidades. A regra principal é simples: quanto maior a solubilidade dos sais minerais, mais escuro ficará o material. Mas a cor de uma determinada árvore depende também de:

• ingestão de sais minerais;
• recursos de processamento na produção;
• grau de umidade;
• características de iluminação;
• esgotamento ao longo do tempo;
• lesões fúngicas.

Fisicamente, este parâmetro expressa o grau de rejeição direcional do fluxo luminoso. Quanto mais lisa for a superfície de uma amostra em particular, maior será... Não é à toa que placas e painéis bem polidos, quase independentemente da raça original, brilham com força especial. Mesmo assim, as características da raça sempre deixam uma marca na natureza desse brilho.

De muitas maneiras, é essa propriedade que é considerada determinando a aparência da madeira no final. A textura refere-se a um padrão específico. Geralmente não é encontrado na superfície, mas no corte. A textura é influenciada por:

• cor já mencionada;
• características das fibras e sua localização;
• anéis de árvores;
• pigmentos dentro.

O aroma específico é talvez a propriedade mais agradável que a madeira possui. O cheiro mais forte é característico do grão, pois é a maior concentração de substâncias aromáticas. Uma árvore recém-derrubada cheira mais forte, depois mais fraca. Depois de algum tempo, é quase impossível sentir esse cheiro. É mais atraente para esses espécimes:

• zimbro;
• Limoeiro;
• cipreste;
• teca;
• pêssego;
• madeira amarela.

É o nome da estrutura de uma árvore, detectada quer a olho nu, quer com um ligeiro aumento, por exemplo, com uma lupa. Você pode notar a macroestrutura em qualquer corte dos troncos. O núcleo, o câmbio e a própria madeira fazem parte da macroestrutura.

Este indicador geralmente passa como negativo porque quanto menor for, mais fácil será trabalhar a madeira, mais previsíveis serão seus outros parâmetros e mais confiável será o produto acabado. A madeira recém-cortada tem um grau de umidade bastante alto. Em condições normais - uma temperatura de 20 graus - uma árvore pode absorver até 30% da água em termos absolutos do ambiente externo. Não pode exceder naturalmente este indicador, a menos que haja algumas circunstâncias especiais que aumentem a saturação com líquido até 50 ou mesmo até 100%. Notavelmente, dificilmente depende da raça e até mesmo da região de origem.

O padrão de acordo com GOST é simples: se o teor de água for inferior a 22%, então, esta é madeira seca e, em uma concentração mais elevada, é classificada como uma categoria úmida. No entanto, para fins práticos, é claro, impossível nos limitarmos a esse nível padrão. Além disso, deve ser lembrado que de acordo com GOST, o teor de água na madeira classe 4 não é padronizado. A definição deste indicador é feita de várias maneiras. Para fins profissionais, é medido usando um dispositivo especial - um medidor elétrico de umidade.

Você também pode verificar a umidade usando um teste de peso. Normalmente, a madeira seca ao ar é considerada normal, cujo teor de umidade não excede 15-20%. Na maioria das vezes, para obter este resultado, é necessária uma secagem mais ou menos longa.

Uma árvore com um teor de umidade de mais de 100 por cento é considerada úmida. (de acordo com o coeficiente de adição de peso devido à umidade). Mas isso só é possível com exposição prolongada à água. A umidade é considerada normal de 30 a 80%, embora, é claro, eles não se esforcem para atingir o limite superior, mas tentem usar a madeira mais seca possível, idealmente não mais do que 12%. O cálculo é feito de acordo com uma fórmula bastante simples.

O índice de umidade inicial é determinado subtraindo da massa inicial a massa que estará em um estado absolutamente seco e, em seguida, dividindo-a pela massa absolutamente seca e multiplicando por 100%. Deve ser entendido que mesmo se a superfície estiver seca, ainda pode haver uma boa quantidade de umidade em seu interior. Em alguns casos, você pode ouvir sobre o chamado teor de umidade de equilíbrio da madeira. Implica tal estado quando a pressão do ambiente externo é completamente equilibrada pela pressão do lado do líquido contido nos poros e células. Este indicador, como outros tipos de saturação de água, afeta diretamente a adequação das matérias-primas para determinados fins práticos.

Com o aumento do teor de umidade, a madeira serrada:

• torna-se significativamente mais amplo;
• alonga um pouco;
• em combinação com o aumento da temperatura, adquire plasticidade;
• durante um longo período de tempo (comparável à vida útil normal), ele se desgasta e se degrada mais rápido, apodrece com mais frequência e mais ativamente.

Mas a água não é apenas contida inicialmente, mas também vem de fora durante todo o período de uso dos produtos. A intensidade de sua absorção é precisamente chamada de absorção de umidade. Algum calor é gerado quando a água é adsorvida.

Trata-se de passar a chamada água presa. O coeficiente de condutividade da umidade leva em consideração o movimento do próprio líquido e da fase de vapor. Acontece por meio de:

• cavidades celulares;
• espaços intercelulares;
• sistemas capilares das membranas celulares.

Quando os profissionais pronunciam a palavra encolhimento, ela é destituída de qualquer conotação irônica. Este é um termo muito sério, significando o grau em que o tamanho da madeira ou do produto dele é reduzido pela remoção da umidade presente. Para cada raça e até mesmo para um nível de densidade específico, este indicador pode diferir significativamente. Em diferentes direções geométricas, o encolhimento não é uniforme. O significado físico do inchaço consiste na penetração de moléculas de água nas paredes celulares e na separação das fibrilas de celulose, esse fenômeno é principalmente característico da madeira sobresecada ou exposta a mudanças sazonais no teor de umidade.

Em seu estado natural, qualquer tronco de árvore cresce de maneira equilibrada, mesmo que tenha que se desenvolver de forma tortuosa.Mas quando o mesmo tronco é cortado, a madeira "conduz", porque essas tensões saem do controle, perdem toda a harmonia. Os mais potentes são encontrados imediatamente, assim que o tronco é serrado. No entanto, às vezes o problema se revela muito mais tarde, depois que as placas secam e se fixam na estrutura criada.

Este é um indicador da massa de uma determinada unidade do volume de uma árvore. Importante: é calculado ignorando deliberadamente a massa de vazios e umidade contida, apenas a gravidade líquida da matéria seca. Para cada raça, a densidade é estritamente individual. Este indicador está intimamente relacionado aos seguintes parâmetros:

• porosidade;
• umidade;
• Taxa de absorção;
• força;
• suscetibilidade a danos biológicos (quanto mais densa a amostra, mais difícil é danificá-la).

A capacidade da madeira de transmitir líquidos e gases não deve ser subestimada. Afeta diretamente o desenvolvimento dos modos de secagem e impregnação e a avaliação da viabilidade de tais modos. A permeabilidade à água é determinada não apenas pela espécie de madeira, mas também pela localização no tronco e a direção do movimento dos líquidos e gases. A permeabilidade ao longo do grão é significativamente diferente da taxa de penetração através do grão. Também vale a pena considerar o importante papel das substâncias resinosas que interferem no fluxo de água e outras substâncias líquidas.

A permeabilidade do gás é definida como a quantidade de ar que passou. É medido em termos de 1 metro cúbico. veja a superfície da amostra. Este indicador é determinado:

• pressão;
• as propriedades da própria madeira;
• propriedades de vapores ou gases.

São eles os que mais frequentemente são mencionados entre as propriedades úteis do material natural.... Mas, na realidade, a situação é um pouco mais complicada do que apenas “boa retenção de calor”. O nível específico de capacidade de calor não é tão fortemente dependente da rocha e da densidade. É determinado principalmente pela temperatura ambiente. Quanto maior for, maior será a capacidade de calor, a dependência é quase linear.

Também vale a pena prestar atenção à difusividade e condutividade térmica. Ambas as propriedades estão diretamente relacionadas à densidade da substância, pois cada cavidade contendo ar desempenha um papel importante. Quanto mais densa a madeira, maior sua condutividade térmica. Mas o índice de condutividade térmica, ao contrário, cai drasticamente com o aumento da massa específica da amostra.

Mas às vezes a madeira também é usada como combustível. Nesse caso, o valor calorífico é crítico. Para uma árvore completamente seca, varia de 19,7 a 21,5 MJ por 1 kg. O aparecimento de umidade, mesmo em pequenas quantidades, reduz drasticamente esse indicador. A casca, com exceção da bétula, queima na mesma temperatura que a própria madeira.

Ao usar a madeira como combustível, a principal importância é dada a uma propriedade térmica da madeira como o calor de combustão (valor calorífico), que para a madeira absolutamente seca é 19,7-21,5 MJ / kg. A presença de umidade reduz muito seu valor. O calor de combustão da casca é aproximadamente igual ao da madeira, exceto para a camada externa da casca de bétula (36 MJ / kg).

A grande maioria dos construtores está interessada única e exclusivamente na capacidade da madeira de absorver sons estranhos. Quanto mais alto for, melhor será o material que protegerá a casa do barulho da rua. No entanto, na produção de instrumentos musicais, uma propriedade como a ressonância desempenha um papel importante.

É, em primeiro lugar, sobre resistência elétrica e força elétrica... O grau de resistência à corrente é determinado pelo tipo e direção das fibras. No entanto, os níveis de temperatura e umidade são previsivelmente importantes. Sob a força elétrica, é comum entender a força do campo elétrico necessária, que é suficiente para a quebra. Quanto mais a madeira é aquecida, quanto mais alta é a temperatura, menor é a resistência a tal quebra.

No caso da radiação infravermelha, as áreas da superfície da madeira podem ficar muito quentes. No entanto, um impacto muito forte desse tipo é necessário para que o tronco de uma árvore grossa seja modificado em toda a profundidade. Curiosamente, a penetração da luz visível é muito mais profunda - cerca de 10-15 cm. As características de reflexão da luz permitem avaliar bem os defeitos do material. A luz ultravioleta penetra mal na madeira.

Mas provoca um brilho específico - luminescência. Os raios X podem detectar até mesmo pequenos defeitos estruturais. É freqüentemente usado para diagnósticos profissionais. A radiação beta é usada para estudar árvores em crescimento. Os raios gama podem detectar defeitos ocultos muito profundamente, podridão e assim por diante.

Este é o nome da capacidade de resistir à destruição quando uma carga é aplicada.... O grau de resistência depende da quantidade de umidade ligada. Quanto mais alto, menor é a resistência ao estresse mecânico. No entanto, após superar o limiar da higroscopicidade (cerca de 30%), essa dependência desaparece. Portanto, a comparação das resistências à tração das amostras só é permitida com um grau de umidade idêntico.

Quase todo mundo sabe que a madeira pode ter durezas diferentes, e que este é um dos principais indicadores ao selecioná-lo para fins específicos. Os especialistas definem a dureza como a força de resistência à introdução de objetos estranhos, incluindo hardware. Além da lista ou escala para as espécies de árvores coníferas e decíduas, há também sua classificação de acordo com a área de dureza. Fim a dureza é estabelecida recuando suavemente uma haste de metal com um certo diâmetro e formato da extremidade até uma determinada profundidade de raio em 120 segundos. As estimativas são feitas em quilogramas por centímetro quadrado.

Também distinguir dureza radial e tangencial. Seu indicador no plano lateral de uma tábua de madeira dura é quase 30% menor do que no final, e para um maciço de coníferas a diferença costuma ser de 40%. Mas muito depende da raça específica, de sua condição e características de armazenamento. Em alguns casos, a dureza é medida de acordo com o sistema Brinell. Além disso, os especialistas sempre levam em consideração como a dureza pode mudar durante o processamento e durante o uso.

A árvore mais forte do mundo é:

• jatobá;
• sucupira;
• Yarra da Amazônia;
• turbidez;
• Noz;
• merbau;
• cinza;
• Carvalho;
• lariço.

Mas apenas descobrir qual árvore pode suportar mais cargas sem entrar em colapso está longe de ser suficiente. É preciso atentar para outros aspectos significativos. Em primeiro lugar, sobre a relação entre parâmetros mecânicos e densidade aparente. Quanto mais pesada a madeira, melhor sua mecânica geralmente.... A relação correspondente é descrita por várias fórmulas complexas. Mas para levar em consideração certas condições e locais de crescimento, fatores de correção adicionais são introduzidos.

A lucratividade do peso é refletida pelos coeficientes:

• qualidade geral;
• qualidade estática;
• qualidade específica.

As principais propriedades técnicas da madeira, juntamente com a dureza já mencionada, são:

• força de impacto;
• eficiência de retenção de hardware;
• dobrabilidade;
• propenso a se dividir;
• resistência ao desgaste.

A viscosidade caracteriza o trabalho absorvido no impacto, o que não leva à destruição do material.

O pêndulo no estado elevado armazena energia potencial. Depois de se soltar em movimento desimpedido, ele se eleva a uma altura, e tendo gasto parte do impulso para destruir a amostra, a outra altura, é possível determinar o dispêndio de esforços.

Os dispositivos geralmente são equipados com uma escala especial. Contadas as leituras, elas são substituídas nas fórmulas, obtendo-se assim o indicador de resistência ao impacto. É preciso entender que se trata de comparar a qualidade de amostras, e não de cálculos de estruturas de madeira. Verificou-se que as espécies decíduas são mais viscosas do que o maciço conífero. Já a retenção de ferragens depende da força de atrito que ocorre entre o material e os fixadores nele inseridos.

Além disso, o chamado valor de resistência ao pull-out é determinado. Além da densidade, ela também é determinada pelo tipo de madeira e se o hardware entra na extremidade ou através da fibra. Umedecendo a madeira, será possível simplificar a mesma cravação dos pregos, mas o material seco os segura pior. A resistência à força de flexão deve ser avaliada principalmente nos casos em que a flexão é tecnologicamente necessária para obter um determinado produto. Não existe um método padronizado para avaliar este indicador.

A resistência ao desgaste é quase sempre definida como a resistência ao atrito. É apenas em casos raros que a resistência a outras influências de desgaste desempenha um papel importante. É importante entender que ele é medido pela camada superficial. Se a destruição atingiu o cerne, não adianta estudar mais o assunto - as consequências já são claras. Um método padrão para avaliar a resistência ao desgaste é fornecido no GOST 16483 de 1981.