Определение показателей физических свойств древесины

Определение показателей  

физических свойств древесины 

Учебно-методическое пособие

Федеральное государственное бюджетное  

образовательное учреждение высшего образования  

«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана  

(национальный исследовательский университет)»

УДК 67.017
ББК 37.11

О-62

ISBN 978-5-7038-5347-4

© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020
© Оформление. Издательство 
 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020

Издание доступно в электронном виде по адресу

https://bmstu.press/catalog/item/6584

Факультет «Лесное хозяйство, лесопромышленные технологии  

и садово-парковое строительство»

Кафедра «Древесиноведение и технологии деревообработки»

Рекомендовано Научно-методическим советом МГТУ им. Н.Э. Баумана

в качестве учебно-методического пособия

Авторы:

В.П. Галкин, Г.А. Горбачева, А.А. Калинина, В.Г. Санаев

 
 
 
учебно-методическое пособие / [В. П. Галкин и др.]. — Москва : 
Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2020. — 32, [8] с. : ил.

ISBN 978-5-7038-5347-4

Представлены материалы для выполнения лабораторных работ по 

разделу «Физические свойства древесины» дисциплины «Физика древесины».


Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 35.03.02 

«Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» 
и 18.03.01 «Химическая технология». Может быть полезно аспирантам, 
обучающимся по направлению подготовки 35.06.04 «Технологии, 
средства механизации и энергетическое оборудование в сельском, 
лесном и рыбном хозяйстве».

УДК 67.017
ББК 37.11

О-62

Определение показателей физических свойств древесины : 

Предисловие

Дисциплина «Физика древесины» входит в вариативную часть 

учебного плана для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 
35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих 
производств», направленность подготовки «Технология 
деревообработки» и 18.03.01 «Химическая технология», 
направленность подготовки «Химическая технология переработки 
древесины», профилизация «Технология древесных плит и пластиков».


Освоение данной дисциплины базируется на знаниях, умениях 

и навыках, полученных при изучении физики и древесиноведения.

Цель данного учебно-методического пособия заключается в 

углубленном изучении физических свойств древесины, освоении 
студентами методики и техники определения показателей основных 
физических свойств древесины, необходимых для решения 
профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной 
деятельности в области технологии, механической и химической 
переработки древесины. 

После изучения пособия студенты будут:
знать 
•физические основы свойств древесины как комплекса при-

родных полимеров; 

•методы экспериментального определения физических харак-

теристик древесины;

уметь 
•выполнять анализ физических аспектов действующих и раз-

рабатываемых новых технологий деревообработки;

•пользоваться методиками расчета и моделирования физичес-

ких процессов; выполнять анализ физических аспектов действующих 
и разрабатываемых новых технологий деревообработки;

владеть 
•современными методиками проведения аналитических иссле-

дований; 

•навыками проведения научно-исследовательской работы в 

области физики древесины.

В результате обучения у студентов, обучающихся по направле-

нию подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих 
производств», направленность подготовки 
«Технология деревообработки», формируются профессиональные 
компетенции ПК-3 и ПК-4, предусмотренные учебным планом, 
разработанным в МФ МГТУ им. Н.Э. Баумана на основе профессиональной 
образовательной программы ФГОС ВО (3++). У студентов 
направления подготовки 18.03.01 «Химическая технология», 
направленность подготовки «Химическая технология переработки 
древесины», профилизация «Технология древесных плит и пластиков», 
формируются общепрофессиональные компетенции ОПК-2 
и ОПК-3, профессиональная компетенция ПК-20, предусмотренные 
основной профессиональной образовательной программой на 
основе ФГОС ВО (3+). 

Учебно-методическое пособие содержит:
• предисловие; 
• введение; 
• семь лабораторных работ; 
• требования по технике безопасности;
• заключение;
• список литературы.
В учебно-методическом пособии приведены определения сле-

дующих показателей: 

•ширина годичных слоев и содержание в них поздней древе-

сины;

•плотность древесины; 
•влажность древесины; 
•усушка и разбухание древесины; 
•акустические характеристики древесины (скорость распро-

странения звука, акустическое сопротивление, константы излучения); 

•
динамический модуль упругости ультразвуковым методом.
После выполнения лабораторных работ студент должен отве-

тить на контрольные вопросы. При ответе следует сделать ссылки 
на показатели, полученные при испытаниях.

Введение

Для совершенствования применяемых и создания новых тех-

нологических процессов обработки древесины, а также для решения 
многих других практических задач большое значение имеют 
объективные данные о физических свойствах древесины. 

Ширина годичных слоев и содержание в них поздней древеси-

ны определяют макроструктуру древесины, рассматриваемую в числе 
свойств, характеризующих внешний вид древесины. По этим 
показателям неразрушающим способом можно оценить качество 
древесины (плотность, механическую прочность и т. п.). 

Плотность древесины тесно связана с ее физико-механическими 

свойствами. Она представляет собой один из основных показателей, 
характеризующих качество древесины как сырья для химической 
переработки, конструкционного и поделочного материала. 

Влажность древесины является одним из важнейших показате-

лей состояния древесины: она существенно влияет на остальные 
физические свойства древесины, ее механические свойства, обрабатываемость, 
способность к склеиванию и др.

Усушка и разбухание характеризуют способность древесины из-

менять размеры при уменьшении или увеличении количества связанной 
воды. Эти показатели необходимы для установления припусков 
при распиловке сортиментов, расчете деформаций и напряжений 
при сушке, пропитке, влаго- и водопоглощении.

Группа показателей, определяемых ультразвуковым методом, 

характеризует способность древесины проводить, поглощать и отражать 
звук, а также ее резонансную способность.

 

Лабораторная работа 1  

Определение показателей макроструктуры 

древесины

1.1. Приборы и оборудование

Для проведения лабораторной работы «Определение показате-

лей макроструктуры древесины» необходимы: 

• штангенциркули; 
• масштабные линейки; 
• измерительные лупы.

1.2. Раздаточный материал

Для выполнения лабораторной работы заранее подготавлива-

ют для каждого студента два призматических образца древесины с 
основанием 20 × 20 мм и высотой (вдоль волокон) 30 мм. Один образец 
из древесины хвойных пород (сосны или лиственницы), второй — 
из древесины лиственных пород (березы, бука, дуба). Эти 
образцы используют как для определения ширины годичных слоев 
и содержания поздней древесины (хвойных пород), так и для 
определения плотности. Поэтому они должны иметь гладкую торцовую 
поверхность и строго выдержанные прямые углы между 
гранями.

При выдерживании в эксикаторах образцов, имеющих большую 

влажность, чем равновесная, за счет выделяющейся из образцов 
влаги может происходить разбавление раствора серной кислоты, 
поэтому периодически требуется проверять концентрацию раствора 
и поддерживать ее на заданном уровне.

1.3. Определение ширины годичных слоев и содержания 

в них поздней древесины

Для определения показателей макроструктуры используют приз- 

матические образцы размером 20 × 20 × 30 мм. При этом в образце 
из древесины рассеяннососудистой породы можно определить 
только ширину годичных слоев, так как границу между ранней и 
поздней древесиной годичного слоя установить трудно.

На торце каждого образца проводят карандашом прямую ли-

нию в радиальном направлении (перпендикулярно к границам годичных 
слоев) и отмечают участок (l ≈ 2 см), который захватывает 
целое число годичных слоев (рис. 1.1). Затем масштабной линейкой 
измеряют длину отрезка l с точностью 0,05 см и подсчитывают общее 
число целых годичных слоев N.

Число годичных слоев n в 1 см вычисляют с точностью до 0,5: 

 
n
N
l
=
. 
(1.1)

Содержание поздней древесины выражается в процентном от-

ношении суммарной ширины зон поздней древесины к общей 
протяженности (в радиальном направлении) участка измерения, 
включающего целое число слоев. В каждом годичном слое образца 
из древесины хвойных пород на длине измеряемого участка l с 
помощью измерительной лупы измеряют ширину поздней древесины 
δi  с точностью до 0,1 мм.

Измерительная лупа (рис. 1.2) состоит из обоймы 1 с плоским 

основанием, в ее нижней части укреплена шкала 2 с делениями 
0,1 мм. Сверху из обоймы выдвигается лупа 3, которую для измерения 
ширины каждого годичного слоя помещают на торец об-

Рис. 1.1. Схема измерения ширины го-

дичных слоев поздней древесины:

Sw1, Sw2, Sw3 — ширина ранней древесины в 
годичных слоях, мм; δδ1, δδ2, δδ3 — ширина 
поздней древесины в годичных слоях, мм; 
N1, N2, N3 — годичные слои; l — длина из-

меряемого участка, см

Sw1

Sw2

Sw3

N1
N2
N3

разца так, чтобы лучи света попадали на шкалу с делениями, отсчитывают 
число делений, приходящихся на позднюю зону в 
первом годичном слое, затем во втором и т. д. Затем лупу передвигают 
по проведенной карандашом линии.

Полученные результаты суммируют:

 
δ
δ
δ
δ
1
2
+
+
+
= ∑
...
.
n
i  
(1.2)

Процент поздней древесины вычисляют с округлением до  

0,5 % по формуле 

 
m
l

i
=
⋅
∑δ
100  %, 
(1.3)

где 
δi
∑
— суммарная ширина поздней древесины, см; l — длина 

измеряемого участка, см.

Результаты измерений и вычислений записывают в табл. 1.1.

Контрольные вопросы

1. Какие показатели характеризуют макроструктуру древесины?
2. Что является показателем годичного прироста?
3. По какой методике вычисляют ширину годичных слоев?
4. Как определить содержание поздней древесины?
5. Как рассчитать содержание поздней древесины для хвойных и ли-

ственных пород?

Рис. 1.2. Измерительная лупа: 

а — вид лупы в разрезе; б — внешний вид лупы; 
1 — обойма; 2 — шкала с делениями; 3 — лупа

а                                        б

Таблица 1.1 

Определение показателей макроструктуры древесины

Порода

Длина  

измеряемого 

участка l, см

Число годичных слоев

Номер  

годичного слоя

Ширина 

поздней 

древесины  

в слое δδ, мм

Суммарная 

ширина 

поздней 

древесины 

Σδi, см

Процент 

поздней 

древесины 

m, %
на участке 

измерения
на 1 см

Лабораторная работа 2

Определение показателей влажности 

измельченной древесины

2.1. Приборы и оборудование

Для проведения лабораторной работы «Исследование влажно-

сти древесины» необходимы: 

• сушильный шкаф (рис. 2.1, а); 
• герметичные сосуды — эксикаторы (рис. 2.1, б); 

Рис. 2.1. Оборудование для лабораторной работы:

а — сушильный шкаф; б — эксикатор; в — бюкса; г — электронные весы RV-313

а
б

в
г