Плотность и твердость древесины
Согласно ГОСТ 16483.1-84 различают несколько показателей плотности древесины: а) плотность при данной влажности - ρw; б) базисная плотность - ρбаз в) парциальная (относительная) плотность - ρотн, г) плотность абсолютно сухой древесины - ρ0
где m0 и mw - масса образцов при влажности 0% (абсолютно сухой древесины) и текущей влажности W, V0 и V30 - объём образцов при влажности 0% и влажности 30% и более.
Наиболее просто определяется плотность при влажности а момент испытаний (ρw). Для этого используют образцы с основанием 20х20 мм и высотой вдоль волокон 30 мм. При наличии ртутного объемометра можно использовать образцы произвольной формы (объёмом до 15 см3). Поскольку для расчета плотности необходимо знать ее влажность, то эти же образцы используют для определения влажности древесины.
Базисная плотность не зависит от влажности древесины и широко применяется в технологических расчетах. Связь между этими двумя показателями определяется формулой
где Kα - коэффициент объемного разбухания, равный примерно 0,6 для белой акации, березы, бука, граба, лиственницы и 0, 5 для остальных пород. Более точные значения можно найти в справочнике.
Твердость древесины
Твердость относят к технологической характеристике древесины. Данное испытание нормировано только для чистой древесины. Различают статическую твердость, которая оценивается по усилию вдавливания шарика диаметром 11,28 мм на глубину его радиуса по ГОСТ 16483.17-81 и ударную твердость, которая рассчитывается как отношение потенциальной энергии стального шарика диаметром 25 мм, падающего с высоты 500 мм, к площади проекции отпечатка, который он оставляет на образце по ГОСТ 16483.16-81.
Схема испытания при определении статической твердости показана на рис. 1.1. Диаметр шарика выбран таким с тем, что площадь отпечатка при вдавливании шарика на глубину радиуса составляет ровно 100 мм2 (1 см2). Статическая твердость определяется по формуле, МПа: H = P / πr2, а ударная твердость в Дж/см2
где P - усилие, Н, зафиксированное при внедрении шарика на глубину его радиуса г, мм; т - масса шарика, кг; h - высота падения, м; d1 и d2 - размеры отпечатков в направлении вдоль и поперек волокон, см.
В практике США определение статической твердости выполняется аналогично, но результат оценивается в кН, как усилие вдавливания шарика на глубину его радиуса.