Propriétés Du Bois : Quelle Est Sa Dureté ? Propriétés Technologiques Et Humidité. Quelles Sont Les Propriétés Utiles Du Bois ?

2024 Auteur: Beatrice Philips | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 05:38

Tout savoir sur les propriétés du bois, et pas seulement sur ce qu'il est en termes de dureté, est utile pour le développement général, et pour l'organisation directe de diverses industries. Il est impératif de faire attention aux propriétés technologiques et à l'humidité. Mais il vaut également la peine d'imaginer à l'avance les propriétés utiles du bois.

Présentation des propriétés physiques

Couleur

La couleur du bois dépend en grande partie du degré de sa saturation en tanins. Par conséquent, il est clairement lié aux caractéristiques climatiques et pédologiques de diverses localités. La règle principale est simple: plus la solubilité des sels minéraux est élevée, plus le matériau deviendra sombre. Mais la couleur d'un arbre particulier dépend aussi de:

• apport de sels minéraux;
• caractéristiques de traitement dans la production;
• degré d'humidité;
• caractéristiques d'éclairage;
• épuisement au fil du temps;
• lésions fongiques.

Briller

Physiquement, ce paramètre exprime le degré de réjection directionnelle du flux lumineux. Plus la surface d'un échantillon est lisse, plus elle est élevée … Ce n'est pas pour rien que les planches et les panneaux correctement polis, presque quelle que soit la race d'origine, brillent particulièrement fort. Mais encore, les caractéristiques de la race laissent toujours une empreinte sur la nature d'un tel éclat.

Et encore, il faut prendre en compte la manifestation inégale d'un tel paramètre à différents niveaux d'éclairement.

Texture

À bien des égards, c'est cette propriété qui est considérée comme déterminant l'apparence du bois à la fin. La texture fait référence à un motif spécifique. On le trouve généralement non pas en surface, mais sur la coupe. La texture est influencée par:

• couleur déjà mentionnée;
• caractéristiques des fibres et leur emplacement;
• cernes des arbres;
• pigments à l'intérieur.

Sentir

L'arôme spécifique est peut-être la propriété la plus agréable du bois . L'odeur la plus forte est caractéristique du noyau, car il y a la plus forte concentration de substances aromatiques. Un arbre fraîchement abattu sent plus fort, puis plus faible. Après un certain temps, il est presque impossible d'attraper cette odeur. Il est le plus attrayant pour de tels spécimens:

• genévrier;
• citronnier;
• cyprès;
• teck;
• pêche;
• bois jaune.

Macrostructure

C'est le nom de la structure d'un arbre, détectée soit à l'œil nu, soit avec une légère augmentation, par exemple, à la loupe. Vous pouvez remarquer la macrostructure sur toutes les coupes des troncs. Le noyau, le cambium et le bois lui-même font tous partie de la macrostructure.

Cela inclut également les cernes de croissance, qui permettent de juger de l'âge de l'arbre, dans quelles conditions il a grandi et s'est développé.

Humidité

Cet indicateur passe généralement comme négatif car plus il est petit, plus il est facile de travailler le bois, plus ses autres paramètres sont prévisibles et plus le produit fini est fiable . Le bois fraîchement coupé a un degré d'humidité assez élevé. Dans des conditions normales - une température de 20 degrés - un arbre peut absorber jusqu'à 30% d'eau en termes absolus de l'environnement extérieur. Il ne peut naturellement pas dépasser cet indicateur, sauf circonstances particulières qui augmentent la saturation en liquide jusqu'à 50 voire jusqu'à 100%. Remarquablement, cela ne dépend guère de la race et même de la région d'origine.

La norme selon GOST est simple: si la teneur en eau est inférieure à 22% , il s'agit alors de bois sec, et à une concentration plus élevée, il est classé dans la catégorie humide. Cependant, pour des raisons pratiques, il est bien sûr impossible de se limiter à un tel niveau standard. De plus, il faut se rappeler que selon GOST, la teneur en eau du bois de classe 4 n'est pas normalisée. La définition de cet indicateur se fait de diverses manières. À des fins professionnelles, il est mesuré à l'aide d'un appareil spécial - un humidimètre électrique.

Cependant, les menuisiers et les charpentiers expérimentés peuvent déterminer la teneur en humidité à l'œil nu avec une assez grande précision. Bien sûr, cela ne suffit pas pour établir une documentation sur la qualité du lot, mais cela suffit pour la sélection du bois pour la construction ou la production de meubles.

Vous pouvez également vérifier l'humidité à l'aide d'un test de poids . Habituellement, le bois séché à l'air est considéré comme normal, dont la teneur en humidité ne dépasse pas 15-20%. Le plus souvent, pour obtenir ce résultat, un séchage plus ou moins long est nécessaire.

Un arbre avec une teneur en humidité de plus de 100 pour cent est considéré comme humide .(selon le coefficient d'addition de poids dû à l'humidité). Mais cela n'est possible qu'avec une exposition prolongée à l'eau. L'humidité est considérée comme normale de 30 à 80% , bien que, bien sûr, ils ne s'efforcent pas d'atteindre la limite supérieure, mais essaient d'utiliser le bois le plus sec possible, idéalement pas plus de 12%. Le calcul se fait selon une formule assez simple.

L'indice d'humidité initial est déterminé en soustrayant de la masse initiale la masse qui sera dans un état absolument sec, puis en la divisant par la masse absolument sèche et en multipliant par 100 % . Il faut comprendre que même si la surface est sèche, il peut encore y avoir une bonne quantité d'humidité à l'intérieur. Dans certains cas, vous pouvez entendre parler de la teneur en eau d'équilibre du bois. Cela implique un tel état lorsque la pression de l'environnement extérieur est complètement équilibrée par la pression du côté du liquide contenu dans les pores et les cellules. Cet indicateur, comme d'autres types de saturation en eau, affecte directement l'adéquation des matières premières à certaines fins pratiques.

Avec une teneur en humidité croissante, le bois:

• devient nettement plus large;
• s'allonge quelque peu;
• en combinaison avec une augmentation de la température, il acquiert de la plasticité;
• sur une longue période de temps (comparable à la durée de vie normale), il s'use et se dégrade plus vite, pourrit plus souvent et plus activement.

Absorption d'humidité

Mais l'eau n'est pas seulement contenue au départ, mais vient aussi de l'extérieur pendant toute la durée d'utilisation des produits. L'intensité de son absorption est précisément appelée absorption d'humidité. Une partie de la chaleur est générée lorsque l'eau est adsorbée.

Mais ce processus va progressivement ralentir. A l'approche de la limite de saturation, elle se déroule généralement de manière extrêmement lente.

Conductivité de l'humidité

Il s'agit de passer l'eau dite liée. Le coefficient de conductivité de l'humidité prend en compte le mouvement à la fois du liquide lui-même et de la phase vapeur. Cela passe par:

• cavités cellulaires;
• espaces intercellulaires;
• systèmes capillaires des membranes cellulaires.

Rétrécissement et gonflement

Lorsque les professionnels prononcent le mot rétrécissement, il est dépourvu de toute connotation ironique . Il s'agit d'un terme assez sérieux, qui signifie le degré auquel la taille du bois ou du produit en est réduite en éliminant l'humidité qui s'y trouve. Pour chaque race et même pour un niveau de densité spécifique, cet indicateur peut différer considérablement. Dans différentes directions géométriques, le retrait n'est pas uniforme. La signification physique du gonflement consiste en la pénétration de molécules d'eau dans les parois cellulaires et dans leur éloignement des fibrilles de cellulose, ce phénomène est principalement caractéristique du bois surséché ou exposé aux changements saisonniers de teneur en humidité.

Contraintes internes

A l'état naturel, tout tronc d'arbre pousse de manière équilibrée, même s'il doit se développer de manière tordue. Mais lorsqu'on coupe le même tronc, le bois « mène », car ces tensions deviennent incontrôlables, perdent toute harmonie. Les plus puissants d'entre eux se trouvent immédiatement, dès que le tronc est scié. Cependant, parfois, le problème se révèle beaucoup plus tard, une fois que les planches ont séché et fixé à la structure créée.

Visuellement, cela se traduit par l'apparition de fissures diverses, le bon séchage industriel s'avère être la solution au problème, et c'est pourquoi on ne peut pas considérer qu'il ne fait qu'augmenter le prix, comme on le pense souvent.

Densité

C'est un indicateur de la masse d'une certaine unité de volume d'un arbre. Important: il est calculé en ignorant délibérément la masse de vides et l'humidité contenue, seule la gravité nette de la matière sèche compte . Pour chaque race, la densité est strictement individuelle. Cet indicateur est étroitement lié aux paramètres suivants:

• porosité;
• humidité;
• taux d'absorption;
• force;
• susceptibilité aux dommages biologiques (plus l'échantillon est dense, plus il est difficile de l'endommager).

Perméabilité

La capacité du bois à transmettre des liquides et des gaz ne doit pas être sous-estimée . Elle affecte directement le développement des modes de séchage et d'imprégnation, et l'évaluation de la faisabilité de tels modes. La perméabilité à l'eau est déterminée non seulement par l'essence de bois, mais aussi par l'emplacement dans le tronc et la direction de mouvement des liquides et des gaz. La perméabilité le long du grain est significativement différente du taux de pénétration à travers le grain. Il convient également de considérer le rôle important des substances résineuses qui interfèrent avec l'écoulement de l'eau et d'autres substances liquides.

La perméabilité au gaz est définie comme la quantité d'air qui a traversé. Il est mesuré en termes de 1 mètre cube. voir exemple de surface. Cet indicateur est déterminé:

• pression;
• les propriétés du bois lui-même;
• propriétés des vapeurs ou des gaz.

Thermique

Ce sont eux qui sont le plus souvent cités parmi les propriétés utiles du matériau naturel .… Mais en réalité, la situation est un peu plus compliquée qu'une simple « bonne rétention de la chaleur ». Le niveau spécifique de capacité calorifique ne dépend pas si fortement de la roche et de la densité. Elle est déterminée principalement par la température ambiante. Plus elle est élevée, plus la capacité calorifique est élevée, la dépendance est quasi linéaire.

Il convient également de prêter attention à la diffusivité thermique et à la conductivité thermique . Ces deux propriétés sont directement liées à la densité de la substance, car chaque cavité contenant de l'air joue un rôle important. Plus le bois est dense, plus sa conductivité thermique est élevée. Mais l'indice de conductivité thermique, au contraire, chute fortement avec une augmentation de la masse spécifique de l'échantillon.

Les cellules et les fibres transmettent plus de chaleur dans le sens longitudinal que dans le sens transversal.

Mais parfois, le bois est également utilisé comme combustible. Dans ce cas, le pouvoir calorifique est critique . Pour un arbre complètement sec, il varie de 19,7 à 21,5 MJ pour 1 kg. L'apparition d'humidité, même en petite quantité, réduit considérablement cet indicateur. L'écorce, à l'exception du bouleau, brûle à la même température que le bois lui-même.

Lors de l'utilisation du bois comme combustible, l'importance principale est accordée à une propriété thermique du bois telle que la chaleur de combustion (pouvoir calorifique), qui pour le bois absolument sec est de 19,7 à 21,5 MJ / kg. La présence d'humidité réduit considérablement sa valeur. Le pouvoir calorifique de l'écorce est approximativement le même que celui du bois, à l'exception de la couche externe d'écorce de bouleau (36 MJ/kg).

Du son

La grande majorité des constructeurs s'intéresse uniquement et exclusivement à la capacité du bois à absorber les sons parasites. Plus il est élevé, mieux le matériau protégera la maison du bruit de la rue. Cependant, dans la production d'instruments de musique, une propriété telle que la résonance joue un rôle important.

Les professionnels étudient encore la constante de rayonnement, c'est aussi la constante acoustique. C'est selon elle que l'on évalue l'aptitude d'une certaine race ou même d'un échantillon spécifique à une utilisation pratique.

Électrique

C'est avant tout sur la résistance électrique et la force électrique … Le degré de résistance au courant est déterminé par le type et la direction des fibres. Cependant, les niveaux de température et d'humidité sont prévisibles importants. Par force électrique, il est d'usage de comprendre la force de champ électrique requise, qui est suffisante pour la panne. Plus le bois est chauffé, plus sa température est élevée, plus la résistance à une telle panne est faible.

Manifesté lorsqu'il est exposé à des radiations

En cas de rayonnement infrarouge, les surfaces du bois peuvent devenir très chaudes. Cependant, un impact très fort de ce genre est nécessaire pour que le tronc d'un arbre épais soit modifié sur toute sa profondeur . Curieusement, la pénétration de la lumière visible se produit beaucoup plus profondément - de 10 à 15 cm. Les caractéristiques de réflexion de la lumière permettent de bien juger les défauts du matériau. La lumière ultraviolette pénètre mal dans le bois.

Mais cela provoque une lueur spécifique - la luminescence . Les rayons X peuvent détecter même de petits défauts structurels. Il est souvent utilisé pour des diagnostics professionnels. Le rayonnement bêta est utilisé pour étudier les arbres en croissance. Les rayons gamma peuvent détecter des défauts cachés très profondément, la pourriture, etc.

Description des propriétés mécaniques

Force

C'est le nom de la capacité à résister à la destruction lorsqu'une charge est appliquée .… Le degré de résistance dépend de la quantité d'humidité liée. Plus il est élevé, plus la résistance aux contraintes mécaniques est faible. Cependant, après avoir franchi le seuil d'hygroscopicité (environ 30%), cette dépendance disparaît. Par conséquent, la comparaison des résistances à la traction des échantillons n'est autorisée qu'avec un degré d'humidité identique.

La résistance est nécessairement mesurée non seulement le long des fibres, mais aussi dans les directions radiale et tangentielle.

Dureté

Presque tout le monde sait que le bois peut être de dureté différente et que c'est l'un des principaux indicateurs lors de sa sélection à des fins spécifiques . Les experts définissent la dureté comme la force de résistance à l'introduction de corps étrangers, y compris le matériel. En plus de la liste ou de l'échelle pour les espèces de conifères et de feuillus, il y a aussi sa classification selon la zone de dureté. Finir la dureté est établie en indentant une tige métallique avec un certain diamètre et forme de l'extrémité à une profondeur donnée de rayon en douceur dans les 120 secondes. Les estimations sont faites en kilogrammes par centimètre carré.

Distinguer aussi dureté radiale et tangentielle . Son indicateur dans le plan latéral d'une planche de feuillus est près de 30% inférieur à celui de l'extrémité, et pour un massif de résineux la différence est généralement de 40%. Mais beaucoup dépend de la race spécifique, de son état et de ses caractéristiques de stockage. Dans certains cas, la dureté est mesurée selon le système Brinell. De plus, les spécialistes tiennent toujours compte de la façon dont la dureté peut changer pendant le traitement et pendant l'utilisation.

L'arbre le plus fort du monde est:

• jatoba;
• sucupira;
• yarra amazonienne;
• turbidité;
• Noyer;
• merbau;
• cendre;
• chêne;
• mélèze.

Facteurs de qualité

Mais déterminer quel arbre peut supporter le plus les charges sans s'effondrer est loin d'être suffisant. Il est nécessaire de prêter attention à d'autres aspects importants. Tout d'abord, sur la relation entre les paramètres mécaniques et la densité apparente. Plus le bois est lourd, meilleure est sa mécanique en général .… La relation correspondante est décrite par un certain nombre de formules complexes. Mais afin de prendre en compte certaines conditions et lieux de croissance, des facteurs de correction supplémentaires sont introduits.

La rentabilité pondérale se traduit par les coefficients:

• qualité générale;
• qualité statique;
• qualité spécifique.

Caractéristiques des propriétés technologiques

Les principales propriétés techniques du bois, ainsi que la dureté déjà mentionnée, sont:

• la résistance aux chocs;
• efficacité de la rétention du matériel;
• pliabilité;
• enclin à se fendre;
• résistance à l'usure.

La viscosité caractérise le travail à l'impact absorbé, qui n'entraîne pas la destruction du matériau.

Le test est effectué sur des échantillons spéciaux. Des copieurs pendulaires sont utilisés pour le réaliser.

Le pendule à l'état élevé emmagasine de l'énergie potentielle. Après avoir relâché dans un mouvement sans entrave, il s'élève à une hauteur, et après avoir passé une partie de l'impulsion à détruire l'échantillon, à une autre hauteur, cela nous permet de déterminer la dépense d'efforts.

Les appareils sont généralement équipés d'une balance spéciale. Après avoir compté les lectures, elles sont substituées dans les formules, et de cette manière l'indicateur de résistance aux chocs est obtenu. Il faut bien comprendre qu'il s'agit de comparer la qualité d'échantillons, et non de calculs de structures en bois. Il a été constaté que les espèces de feuillus sont plus visqueuses que les massifs de conifères . Quant à la rétention de la quincaillerie, elle dépend de la force de frottement qui se produit entre le matériau et les attaches qui y sont insérées.

De plus, la valeur dite de résistance à l'arrachement est déterminée. En plus de la densité, elle est également déterminée par le type de bois et si la quincaillerie pénètre à l'extrémité ou à travers la fibre. En mouillant le bois, il sera possible de simplifier le même enfoncement des clous, mais la matière séchée les retient moins bien. La résistance à la force de flexion doit être évaluée principalement dans les cas où la flexion est technologiquement nécessaire pour obtenir un certain produit. Il n'existe pas de méthode standardisée pour évaluer cet indicateur.

La résistance à l'usure est presque toujours définie comme la résistance au frottement. Ce n'est que dans de rares cas que la résistance à d'autres influences de l'usure joue un rôle important. Il est important de comprendre qu'il est mesuré par la couche de surface. Si la destruction a atteint le cœur, il ne sert à rien d'approfondir le sujet - les conséquences sont déjà claires. Une méthode standard pour évaluer la résistance à l'usure est fournie dans GOST 16483 de 1981.