Propriedades Da Madeira: Qual A Sua Dureza? Propriedades Tecnológicas E Umidade. Quais São As Propriedades úteis Da Madeira?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 05:55

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.

Visão geral das propriedades físicas

Cor

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 árvore em particular 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.

Brilhar

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.

E, novamente, é necessário levar em consideração a manifestação desigual de tal parâmetro em diferentes níveis de iluminação.

Textura

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.

Cheiro

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.

Macroestrutura

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.

Isso também inclui os anéis de crescimento, que permitem avaliar a idade da árvore, em que condições ela cresceu e se desenvolveu.

Umidade

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 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.

No entanto, marceneiros e carpinteiros experientes podem determinar o teor de umidade a olho nu com uma precisão bastante alta. Claro que isso não é suficiente para fazer a documentação sobre a qualidade do lote, mas é suficiente para a seleção de madeira serrada para construção ou produção de móveis.

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 freqüência e mais ativamente.

Absorção de umidade

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.

Mas esse processo vai desacelerar gradualmente. Ao se aproximar do limite de saturação, geralmente ocorre de forma extremamente lenta.

Condutividade de umidade

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.

Encolhimento e inchaço

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 determinado nível de densidade, 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.

Tensões internas

Em seu estado natural, qualquer tronco de árvore cresce de forma equilibrada, mesmo que tenha que se desenvolver de maneira 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.

Visualmente, isso se expressa no aparecimento de várias fissuras, a correta secagem industrial acaba por ser a solução para o problema, por isso não se pode considerar que só aumenta o preço, como se costuma pensar.

Densidade

Este é um indicador da massa de uma determinada unidade do volume de uma árvore. Importante: é calculado ignorando deliberadamente a massa dos vazios e a 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).

Permeabilidade

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.

Térmico

São eles que são mais freqüentemente 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.

As células e fibras transmitem mais calor na direção longitudinal do que na direção transversal.

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 poder calorífico da casca é aproximadamente igual ao da madeira, exceto pela camada externa da casca de bétula (36 MJ / kg).

Som

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.

Os profissionais ainda estão estudando a constante de radiação, é também a constante acústica. É segundo ela que se avalia a adequação de uma determinada raça ou mesmo de uma amostra específica para uso prático.

Elétrico

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. Por 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.

Manifestado quando exposto à radiação

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 as árvores em crescimento. Os raios gama podem detectar defeitos ocultos muito profundamente, podridão e assim por diante.

Descrição das propriedades mecânicas

Força

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.

A resistência é necessariamente medida não apenas ao longo das fibras, mas também nas direções radial e tangencial.

Dureza

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 o uso.

A árvore mais forte do mundo é:

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

Fatores de qualidade

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.

Características das propriedades tecnológicas

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 teste é realizado em amostras especiais. Copiadoras de pêndulo são usadas para realizá-lo.

O pêndulo no estado elevado armazena energia potencial. Depois de se soltar em movimento desimpedido, ele sobe a uma altura, e tendo gasto parte do impulso para destruir a amostra, a outra altura, isso nos permite 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.