Плотность древесины

В древесиноведении различают несколько видов плотности:

1. Плотность древесинного вещества ${\displaystyle (\rho _{{\text{д}}.{\text{в}}})}$ – отношение массы вещества, образующего клеточные стенки древесины, в абсолютно сухом состоянии к её объёму; в зависимости от способа определения находится в диапазоне от 1440 до 1600 кг/м³ ; практически не зависит от породы древесины, за среднее значение ${\displaystyle \rho _{{\text{д}}.{\text{в}}}}$ принимается 1530 кг/м³ .
2. Плотность абсолютно сухой древесины ${\displaystyle (\rho _{0})}$ – отношение массы абсолютно сухой древесины к её объёму; ${\displaystyle \rho _{0}}$ меньше ${\displaystyle \rho _{{\text{д}}.{\text{в}}}}$; находится в диапазоне от 100 (бальза) до 1300 (бакаут) кг/м³; позволяет определить пористость древесины, которая для пород, произрастающих на территории России, составляет 40–77 %.
3. Плотность влажной древесины ${\displaystyle (\rho _{W})}$ – отношение массы древесины при заданной влажности ${\displaystyle (W)}$ к её объёму; до ${\displaystyle W\!<\!30\,\%}$ изменение показателя незначительное, при ${\displaystyle W\!>\!30\,\%}$ – более заметно; при водопоглощении максимальная плотность древесины больше отличается от ${\displaystyle \rho _{0}}$ у менее плотных пород.
4. Плотность древесины при нормализованной влажности ${\displaystyle (\rho _{12})}$ – отношение массы древесины при ${\displaystyle W\!=\!12\,\%}$ к её объёму; по значению ${\displaystyle \rho _{12}}$ отечественные породы делятся на 3 группы: малой (≤ 540), средней (550–740) и высокой (≥ 750) плотности; наименьшую и наибольшую имеют бальза (120 кг/м³ ) и бакаут (более 1300 кг/м³ ). Показатели физико-механических свойств древесины определяются при данной влажности или пересчитываются на эту стандартную влажность.
5. Парциальная плотность ${\displaystyle (\rho _{W}^{\prime })}$ – отношение массы абсолютно сухой древесины к её объёму при заданной влажности; используется для определения воздухоёмкости древесины при заданной влажности.
6. Базисная плотность ${\displaystyle (\rho _{\text{б}})}$ – отношение массы абсолютно сухой древесины к её объёму при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок; широко используется для технологических расчётов (например, для расчётов процессов нагревания, сушки, пропитки древесины, определения содержания сухого вещества в древесном сырье для целлюлозно-бумажной промышленности и др.).

Через плотность древесины при нормализованной влажности можно определить другие показатели плотности.

Экспериментально показатели плотности древесины на образцах в форме прямоугольной призмы определяют по методике, описанной в ГОСТ 16483.1-84. Для образцов произвольной формы плотность определяют, используя ртутные объёмомеры для измерения объёма образца. Базисную плотность древесины по сырым образцам неправильной формы (стружка, щепа и т. д., цилиндрические пробы из древесины растущего дерева) определяют, измеряя их объём методом погружения в воду. Также плотность древесины измеряют с помощью методов рентгеновской компьютерной томографии, синхротронной томографии и др.

Плотность древесины зависит от особенностей её строения; с увеличением толщины клеточных стенок, длины волокон и содержания поздней древесины в годичных слоях возрастают значения плотности древесины в целом. Закономерности изменения плотности существенно различаются у разных древесных пород; в отдельном дереве плотность меняется по радиусу и высоте ствола, отмечается бóльшая изменчивость плотности по высоте ствола, чем по радиусу. Изменчивость плотности древесины в пределах породы объясняется влиянием возраста (повышение плотности у наиболее старых деревьев), положения в древостое, условий произрастания (качество и состояние почвы, климатические особенности, тип леса, высота над уровнем моря, географическое положение древостоя и др.). Степень влияния каждого фактора в отдельности на плотность древесины до конца не выяснена, и имеющиеся данные противоречивы. По мнению большинства исследователей, у хвойных пород при худших условиях произрастания образуется более плотная древесина, для лиственных пород наблюдается тенденция к увеличению плотности с улучшением почвенных условий. Лесохозяйственные мероприятия (рубки ухода, осушение, удобрение и т. д.) также оказывают влияние на плотность древесины: направленные на получение максимального прироста, они будут вызывать некоторое снижение плотности, а также увеличение неоднородности древесины. Влияние времени рубки на плотность древесины экспериментально не было обнаружено, окорение на корню и подсочка не оказывают существенного влияния на плотность.

Плотность коры исследована меньше, её величина на 18–65 % выше плотности древесины и для абсолютно сухой коры находится в диапазоне 400–750 кг/м³ . Плотность луба в абсолютно сухом состоянии значительно выше (800–930 кг/м³ ), чем плотность корки (290–630 кг/м³ ).