Сколько весит бревно: как рассчитать чему равна масса дерева, для чего нужен показатель, последствия ошибочного определения

Удельный вес древесины

Древесинным веществом называют массу твердых материалов древесины без природных пустот. Данный вид плотности измеряется в лабораторных условиях, так как требует дополнительных измерений, невыполнимых в обычных условиях. Для каждой древесины всех видов и пород деревьев, эта величина является константой и составляет 1540 кг/м3. Однако, древесина имеет многоклеточную волокнистую структуру сложного типа. Стенки из древесного вещества играют роль каркаса в структуре древесины. Соответственно, у каждой породы и видов деревьев клеточные структуры, формы и размеры клеток варьируются, в следствии чего удельный вес дерева будет разный, как и разный вес м3 дерева.

Также, большую роль в изменении удельного веса древесины оказывает влажность. Благодаря структуре данного материала, с повышением влажности, повышается и плотность древесины. Однако на плотность древесинного вещества данное правило не распространяется.

№	Порода дерева	Процент влажности, %
15	20	25	30	40	50	60	70	80	100	Свеж.*
1	Лиственница	670	690	700	710	770	820	880	930	990	1100	940
2	Тополь	460	470	480	500	540	570	610	650	690	760	700
3	Бук	680	690	710	720	780	830	890	950	1000	1110	960
4	Вяз	660	680	690	710	770	820	880	930	990	1100	940
5	Дуб	700	720	740	760	820	870	930	990	1050	1160	990
6	Граб	810	830	840	860	930	990	1060	1130	1190	1330	1060
7	Ель обыкновенная	450	460	470	490	520	560	600	640	670	750	740
8	Орех грецкий	600	610	630	650	700	750	800	850	900	1000	910
9	Липа	500	530	540	540	580	620	660	710	750	830	760
10	Акация белая	810	830	840	860	930	990	1060	1190	1300	1330	1030
11	Ольха	530	540	560	570	620	660	700	750	790	880	810
12	Клен	700	720	740	760	820	870	930	990	1050	1160	870
13	Ясень обыкновенный	690	710	730	740	800	860	920	930	1030	1150	960
14	Пихта сибирская	380	390	400	410	440	470	510	540	570	630	680
15	Сосна обыкновенная	510	520	540	550	590	640	680	720	760	850	820
16	Пихта кавказская	440	450	460	480	510	550	580	620	660	730	720
17	Сосна кедровая	440	450	460	480	510	550	580	620	660	730	760
18	Береза	640	650	670	680	730	790	840	890	940	1050	870
19	Осина	500	510	530	540	580	620	660	710	750	830	760

* Свеж. — Свежесрубленное дерево

Для начала стоит принять тот факт, что хвойный лес считается более легким, чем пиломатериалы из лиственных пород дерева. Кроме того, такие варианты отличаются легкостью обработки и продолжительным периодом службы. Они устойчивы к гниению за счет большого количества смол, а потому нередко применяются в качестве облицовочного материала для фасадов сооружений.

Прежде чем рассчитывать вес пиломатериалов, стоит рассмотреть основные понятия:

Сухая древесина – это материал, влажность которого не превышает 18%. Такие изделия уже прошли технологическую суку или длительное время хранились на складе или другом сухом помещении.

Воздушно-сухие пиломатериалы – это лес с влажностью от 19 до 23%. Он отличается тем, что имеет равновесную влажность. Данное определение стоит понимать, как состояние дерева, когда его влажность находится в равновесии с этим же параметром воздуха окружающей среды. Данная характеристика достигается при продолжительном складировании изделий в естественных условиях. Пиломатериалы с таким уровнем влажности исключают использование технологической сушки.
Сырое дерево – имеет влажность до 45%. Такой лес еще находится на стадии высыхания.
Свежий лес – как правило, такие материалы характеризуются влажностью свыше 45%. Это недавно срубленные деревья или те, что длительное время находились под воздействием воды.

Стоит понимать, что определить удельный вес леса не так и просто. При этом можно сказать, какая порода будет относительно легче, а какая тяжелее. Так, хвойные разновидности будут гарантированно легче лиственных, например дуба или бука. Но вот при транспортировке значительного количества леса могут случиться всякие казусы. Как правило, все эти нюансы касаются практически непредсказуемого веса сырой древесины из-за высокой влажности. Потому с этим вопросом стоит разобраться.

Влияние структуры древесины на ее свойства

На плотность древесины также сильно влияет содержащаяся в ней вода. Во-первых, она увеличиваетмассу образца, а во-вторых, набухание клеточных стенок в воде вызывает изменение объема образца. Поэтому плотность древесины определяют либо при отсутствии воды, либо при ее определенной массовой доле в древесине. Полностью высушенные образцы активно поглощают пары воды из окружающего воздуха и в ряде случаев более удобно обращаться с образцами древесины, содержащими известное количество воды и находящимися в относительном равновесии с окружающей атмосферой. В технологических расчетах иногда используют базисную плотность древесины, представляющую собой отношение массы абсолютно сухого образца древесины к его объему в максимально набухшем состоянии. Такое состояние характерно для свежесрубленной древесины и древесины, находившейся длительное время в контакте с водой. В этом случае фактически определяют базисную относительную плотность; однако приравнивая 1 г вытесненной воды к объему 1 см3, превращают ее из безразмерной величины в величину, имеющую размерность.

Древесные породы характеризуются определенными значениями плотности древесины, на которые влияют условия произрастания. В зависимости от ботанического вида плотность древесины меняется в широких пределах. Например, для распространенных в России древесных пород плотность абсолютно сухой древесины изменяется от 350 кг/м3 у пихты сибирской до 920 кг/м3 у березы железной.

По плотности древесины при влажности 12% все отечественные породы делят на три группы: с малой плотностью (540 кг/м3 и меньше) — ель, пихта, сосна, сосна кедровая, тополь, ива, липа, ольха; средней плотности (550…740 кг/м3) — лиственница, береза, бук, дуб, вяз, клен, ясень; высокой плотности (750 кг/м3 и более) — акация, граб, отдельные виды березы, дуба, ясеня. Необходимо отметить, что древесина хвойных пород, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.
Со тесно связано и такое свойство, как проницаемость жидкостями и газами

Проницаемость древесины характеризует ее способность пропускать жидкость или газы под давлением, что очень важно для процессов переработки древесины. Проницаемость древесины обусловлена существованием в древесине системы сообщающихся через поры полостей клеток и межклетников

Сухая клеточная стенка, как уже отмечалось, имеет низкую пористость, а ее компоненты или входят в кристаллические участки, или находятся в стеклообразном состоянии, что делает клеточную стенку практически непроницаемой для неполярных сред. В полярных жидкостях клеточные стенки сильно набухают и пористость их увеличивается. Для технологических целей наиболее важны водопроницаемость и газопроницаемость. Поскольку между этими характеристиками имеется хорошая корреляция, а испытания древесины на газопроницаемость требуют значительно меньше времени, то на практике для оценки проницаемости древесины часто определяют ее газопроницаемость.

Проницаемость древесины, оцениваемая массовой или объемной скоростью прохождения потока жидкости или газа через единицу площади поверхности образца древесины, максимальна в аксиальном направлении, т.е. вдоль волокон. У она в несколько раз выше, чем у хвойных, так как совпадает с направлением сосудов. Проницаемость поперек волокон значительно меньше и на нее большое влияние оказывают сердцевинные лучи. Образование спелой и в особенности ядровой древесины снижает проницаемость, а у отдельных пород ядровая древесина становится водонепроницаемой.

Масса куба древесины различных пород

Основной метод предварительно расчета веса куба древесины – табличный. В справочниках приводятся значения плотности древесины различных пород (зная которую легко вычислить массу) или непосредственно значения массы.

Для примера с помощью справочных таблиц узнаем, насколько сильно отличается начальный вес свежесрубленной древесины от веса материала, высушенного до 20% влажности:

кубометр дуба черешчатого начальной влажности (около 70%) весит 990 кг, а при уровне влажности 20% вес уменьшается в 1,4 раза – до 720 кг;
кубический метр свежесрубленной березы пушистой весит 930 кг (влажность 78%), а после высушивания до 20% вес материала снижается примерно на 30% – до 650 кг;
масса куба еловой древесины при начальной влажности 91% составляет 710 кг – это на 36% больше, чем при влажности в 20% (460 кг);
вес куба свежей древесины лиственницы – 1000 кг (влажность 82%), а воздушно-сухой (при влажности 20%) на 31% меньше – 690 кг;
при начальной влажности (82%) куб осины имеет массу 760 кг, а при 20% влажности материал становится легче на 33% (510 кг);
куб свежеспиленной (88% влажности) сосны весит 800 кг, при сушке до 20% масса снижается в 1,5 раза – до 520 кг;
при сушке с начального уровня (78%) до 20% влажности вес кубометра ясеня маньчжурского уменьшается на 300 кг – с 980 кг до 680 кг;
масса куба пихты сибирской естественной влажности (101%) – 630 кг, а при влажности в 20% в 1,6 раза меньше – 390 кг;
вес куба липовой древесины при снижении влажности с начального (60%) до воздушно-сухого уровня уменьшается на 23% – с 660 кг до 510 кг;
кубометр свежей древесины бука (64% влажности) весит 910 кг, а при 20% влажности – на 24% меньше (690 кг);
кубический метр свежеспиленной ольхи (84% влажности) после сушки становится легче в 1,5 раза – с 810 кг до 540 кг.

Приведенные данные наглядно показывают, что различие веса свежесрубленной древесины и воздушно-сухой существенны – примерно на 30% или в 1,5 раза. При работе со справочниками важно учитывать, что значения приводятся для плотного куба (если бы весь объем м3 был равномерно, без зазоров заполнен материалом). Но фактически даже при самой плотной укладке остаются зазоры между досками или бревнами

Поэтому фактический вес складочного куба может отличаться от табличного, и отличие тем значительнее, чем больше геометрия материала отличается от прямых линий.

Инструкция по расчету веса бруса естественной влажности 150х150х6000 мм

Поэтому определить вес древесины с определенным содержанием влаги не очень сложно. Все, что вам нужно сделать, это решить два простых математических примера. Но сколько весит естественно влажная древесина размером 150x150x6000 мм? Чтобы определить это, необходимо знать, среди прочего, последний показатель для конкретной породы древесины.

Вы также можете получить эту информацию из специальных таблиц. Например, естественная влажность древесины сосны составляет 60-100%, сосны — 50-70%, березы — 70-90%. Это параметры, которые следует использовать для расчета веса. По понятным причинам точные расчеты невозможны.

Сколько весит брус естественной влажности 150х150х6000 мм? Учитывая данные, приведенные в таблице выше:

балки из сосны таких габаритов будут весить от 580/7.4=78.3 (60%) до 730/7.4=98.6 (100%) кг;
вес бруса естественной влажности 150х150х6000 мм из лиственницы будет варьироваться в пределах от 820 / 7.4 = 110.8 кг до 930 / 7.4 = 125.7 кг.

Аналогично можно произвести расчет балок этих размеров естественной влажности для любого другого типа.

Последствия ошибочного определения

При строительстве бревенчатых домов иногда застройщики допускают ошибки из-за незнания веса лесоматериала, используемого для возведения сруба. Они приводят к негативным результатам при реализации проекта дома от снижения его прочности и долговечности до создания опасных условия проживания людей.

Основные последствия при неправильном установлении веса бревен:

Неверный расчет нагрузки, выбор конструкции и размеров фундамента. Например, при выборе винтового свайного фундамента, в результате ошибки неправильно будет выбран диаметр свай, их количество, схема расположения и глубина залегания. В результате «провисают полы» и сокращается срок эксплуатации здания.
Неправильно будет выбран брус для обвязки свай.
Неправильно будет выбрана глубина залегания фундамента.
Неправильно может быть подобрана техника для транспортировки груза и погрузочно-разгрузочных операций.
Удорожание строительства на транспортные расходы.
Покупка бревен низкого качества.

Какой может быть плотность леса

У разных пород деревьев примерно одинаковый состав, поэтому в сухом виде абсолютный удельный вес для всех будет условно одинаковым. Его среднее значение – 1,54 (безразмерная величина). Но в таблице плотности древесины для разных пород приведены свои числа. Дело в том, что в совершенно сухом состоянии измерить абсолютный параметр практически невозможно. Для этого необходимо полностью избавиться от влаги в исследуемом образце, устранить воздушные пустоты. На практике, как оказалось, параметр зафиксировать сложно, да и для расчетов он непригоден.

Для определения плотности пиломатериала более подходит расчет его удельного веса
.

На него влияют:

влажность;
пористость пород.

Удельный вес древесины имеет вид среднего значения расчетов плотности в разных ее состояниях. В источниках этот показатель может незначительно отличаться. Разница обусловлена изменением уровня влаги внутри ствола. Чтобы не возникало путаницы, мы представляем таблицу со средними значениями удельного веса при каждом отдельном уровне влажности разных пород древесины в порядке возрастания показателей.

Таблица плотности дерева различной влажности (кг/м 3)

Группы пород деревьев

Обычно табличное значение плотности бруса и других пиломатериалов измеряется при влажности 12%. В зависимости от полученной величины, породы деревьев делят на 3 группы:

С малой объемной массой (менее 540 кг/м 3). К ним относятся деревья хвойных пород: сосна , ель , пихта , кедр и некоторые лиственные. Это все виды ольхи , тополь , липа, осина, каштан.
Со средним удельным весом 550–740 кг/м 3: бук , вяз (карагач), лиственница, все виды клена, рябина, яблоня, ясень.
С высоким уровнем плотности свыше 750 кг/м 3: береза, дуб (араксинский, каштанолистный), граб, кизил, фисташка.

Разумеется, это неполный список пород. По указанным значениям плотности древесины в таблице можно определить принадлежность вида к группе.

Зависимость от влажности

В любом пиломатериале есть вода. Её количество в основном и определяет плотность бруса и другого сырья: чем больше влаги в изделии, тем выше показатель веса в измеряемом объеме.

Удельный вес древесины в таблице приведен в средних значениях, поскольку количество влаги в одном объеме постоянно меняется – это относительная величина.

Изменения происходят из-за:

внешних погодных условий (дождь, туман, снег);
антропогенного фактора (намокание вследствие деятельности человека).

Таким образом, совершенно сухой доска практически не бывает. Влажность древесины всегда выше 0%
. Определить этот показатель можно с помощью специального прибора – влагомера.

Влияние на качество древесины

Средний удельный вес является основной характеристикой сырья при проведении расчетов, поскольку величина заключает в себе усредненную оценку испытаний пиломатериала в разных состояниях водонасыщения.

По законам физики, расчетная плотность напрямую связана с прочностью материала: чем выше удельная масса объема изделия, тем большую нагрузку он сможет выдержать. Это правило распространяется и на древесину.

Рассмотрим на примере:

Дуб обладает большим удельным весом и славится своей надежностью и долговечностью. У него почти отсутствуют пустые поры, весь объем заполнен крепкими древесными волокнами и влагой. Из дуба изготавливают несущие конструкции домов и промышленных объектов. Древесина с высоким удельным весом жесткая, практически не гнется.
Кедровый и березовый брус отличается малым объемным весом, потому их не используют для создания несущих элементов остова конструкций. Эти породы подходят, скорее, для отделочных работ, где нагрузка на изделия минимальная. Древесина с малой пористостью пластична, поддается изгибу.

Зависимость плотности и теплопроводности

Этот показатель важен для выбора дерева при заготовке дров. Зависимость прямая: чем выше показатель плотности, тем больше в чурках топлива, тем дольше они будут гореть. Древесные породы с высоким значением отношения массы к объему называются твердым топливом. Они долго горят, дают хороший жар, но из-за плотной структуры трудно колются. Преимущество дров и топлива из легких пород деревьев – их податливость в распиле и рубке, но они имеют сравнительно небольшой запас энергии. Гореть поленья будут значительно меньшее количество времени.

Удельный вес древесины отличается нестабильностью. Эта величина напрямую зависит от влажности породы. Показатели плотности могут изменяться в широких пределах даже для одной породы дерева. Потому выводимые в таблицах значения всего лишь обобщенные данные. На практике показатели величины плотности древесины отличаются от приведенных усредненных в литературе табличных значений и такую правку не считают ошибкой.

Для чего нам это?

Небольшое отступление

Объём дров в складометрах измеряют путем перемножения длины, ширины и высоты поленницы. Но, понятие «1 складочный куб дров» довольно таки расплывчатое
, т.к. дрова в поленнице могут быть уложены с разной плотностью укладки
и нет никакого ГОСТа или регламента, который бы разъяснял, что такое «плотность укладки» и как её измерять. То есть, одно и тоже количество дров (1 условный складометр) можно уложить от ~0,7 до ~1,3 складометра
, в зависимости от плотности укладки и состояния поленьев (их кривизны, наличия сучков).

Для наглядности посмотрите на фотографию ниже. Очевидно, что справа дрова уложены основательно и количество полешек в такой поленнице больше, чем в той, что слева. При этом в обоих случаях объём дров в складометрах будет одинаковый, а вот масса — разная
. Т.е. фактически, количество дров на фотографии слева — меньше.

На фотографии выше, просим не обращать внимание на разный тип дров, данное изображение демонстрирует плотность укладки дров в поленницу

Конкретика

Иногда у нас с клиентами возникают разногласия по объёму дров в складометрах. Мы привезли дрова в укладку в одном объёме, клиент переложил дрова в свою поленницу, измерил и у него объём получился меньше, чем изначально заявленный.

В примере выше, разногласия, почти всегда, возникают из-за плотности укладки. Поэтому мы решили взвесить 1 складочный куб березовых дров, а его вес (массу) соотнести с данными,
которые представлены в ГОСТе 3243-88 и в Справочнике по лесопилению, Москва, издательство Лесная промышленность, 1980 г.

Сравнив вес нашего складометра дров с данными из выше указанных источников, мы поймём — достаточно ли плотно мы укладываем дрова в автомобиль перед доставкой их покупателю.

Последовательность действий:

Сначала мы уложим в поленницу 1 складочный куб.
Взвесим этот куб на весах.
Полученный вес мы сопоставим с данными из ГОСТа 3243-88 и Справочника по лесопилению.

По разным источникам, влажность свежеспиленной березы может варьироваться от 60 до 80%. Мы же закупаем дровяную березу, которая заготовлена (спилена) от 1 до 4 месяцев назад от момента, когда нам её привозят для последующей переработки. Влажность такой, березы в среднем равна 40-50%. Мы будем делать расчет исходя из 50% влажности.

В справочнике по лесопилению вес плотного куба обычной березы при влажности 50% равен 790кг
. Чтобы перевести вес складометра в плотный куб (или наоборот) нужно применить коэффициент. Его мы возьмем из ГОСТа 3243-88 , при длине полена до 0,5 метра расколотых лиственных пород — коэффициент равен 0,71
.

790 * 0,71 = 560,9 кг

Т.е. масса нашего складометра колотых березовых дров должна быть не меньше 561кг.

Что влияет на вес бревна?

Вес бревна зависит от нескольких факторов:

Размер бревна: чем больше размеры бревна, тем больше его вес. Ширина, высота и длина бревна — все эти параметры влияют на его вес.
Порода дерева: разные породы дерева имеют различную плотность и массу. Например, дуб считается тяжелой породой дерева, в то время как сосна — легкой. Поэтому бревна из разных пород будут иметь разный вес.
Влажность дерева: влажность дерева также влияет на его вес. Свежесрубленные бревна содержат большое количество влаги, которую нужно удалить перед использованием. Сухие бревна будут иметь меньший вес, по сравнению со свежими.
Дефекты дерева: наличие дефектов, таких как гниль, трещины или вражеские отверстия, может существенно повлиять на вес бревна. Дефекты уменьшают общую массу бревна и могут снизить его прочность.

Зная все эти факторы, можно более точно оценить, сколько может весить такое бревно см.

Плотность древесины

Бревно — это часть ствола дерева, предназначенная для использования в строительстве, ремонте или других целях. Сколько может весить именно такое бревно зависит от нескольких факторов, в том числе от вида дерева, его размеров и влажности.

Плотность древесины — это физическая величина, определяющая массу единицы объема древесного материала. Она измеряется в г/см3 или кг/м3. Плотность древесины зависит от ее вида и состава клеточных структур.

Вот некоторые типичные значения плотности различных видов древесины:

Вид древесины	Плотность (г/см3)
Сосна	0.35-0.55
Ель	0.35-0.55
Дуб	0.65-1.05
Бук	0.65-1.05

Как видно из таблицы, разные виды древесины имеют разную плотность. Например, сосна и ель имеют примерно одинаковую плотность, а дуб и бук — более плотные виды дерева.

Сколько может весить такое бревно см, зависит не только от его плотности, но и от его размеров. Более крупные бревна будут весить больше, чем более мелкие.

Длина и диаметр бревна

Бревно — это деревянный ствол, полученный в результате распила дерева. Длина и диаметр бревна могут различаться в зависимости от его назначения и требований проекта. Один из факторов, влияющих на размер бревна, является вес, который он должен выдерживать.

Длина бревна измеряется в сантиметрах (см.) и обычно составляет от нескольких метров до десятков метров. Конкретная длина бревна определяется строительными нормами и требованиями.

Диаметр бревна также измеряется в сантиметрах (см.) и определяет его объем и прочность. Чем больше диаметр бревна, тем больше вес оно может выдерживать. Обычно диаметр бревна составляет от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров.

Точное количество бревен и их размеры зависят от конкретного проекта и его требований. Например, для строительства дома может понадобиться несколько десятков бревен с длиной около 6 метров и диаметром около 30 сантиметров.

В целом, сколько может весить такое бревно см. будет зависеть от его длины и диаметра, а также от материала, из которого оно изготовлено. Для более точной информации необходимо обратиться к специалистам или использовать специальные расчетные формулы.

Влажность древесины

Определение влажности древесины очень важно при работе с ней, так как она существенно влияет на ее устойчивость и характеристики. Влажность древесины измеряется в процентах и указывает, какой процент массы древесины составляет вода

Чем выше влажность древесины, тем больше она весит. Ведь вода является довольно тяжелым веществом

Влажность древесины измеряется в процентах и указывает, какой процент массы древесины составляет вода. Чем выше влажность древесины, тем больше она весит. Ведь вода является довольно тяжелым веществом.

Сколько может весить бревно см., зависит от его размеров и влажности. Если бревно имеет большой диаметр и длину, то оно весит гораздо больше, чем бревно с меньшими размерами. Также, вес бревна сильно зависит от его влажности. Бревно со сниженной влажностью будет легче по сравнению с бревном с высокой влажностью.

Для определения влажности древесины используют специальные инструменты и методы измерения. Например, могут использовать электронные влагомеры или техники взвешивания и пересчета влажной и сухой массы древесины.

Влажность древесины имеет большое значение при строительстве, изготовлении мебели, производстве дров и других работах с деревом

Поэтому важно контролировать влажность древесины и принимать меры для ее снижения или поддержания оптимального уровня