Плотность представляет собой массу единицы объема материала и имеет размерность кг/м3 или г/см3.
Плотность древесинного вещества, г/см3, т. е. плотность материала клеточных стенок,
ρд. в. = mд. в./Vд. в.
где mд. в и Vд. в. — соответственно масса, г, и объем, см3, древесинного вещества.
Этот показатель равен для всех пород 1,53 г/см3, поскольку одинаков химический состав клеточных стенок древесины.
Плотность абсолютно сухой древесины, г/см3 или кг/м3,
ρ0 = m0/V0
где m0 и V0 — соответственно масса, г или кг, и объем, см3 или м3, древесины при W= 0%.
Плотность древесины меньше плотности древесинного вещества, так как она включает пустоты (полости клеток и межклеточные пространства, заполненные воздухом).
Плотность влажной и сырой древесины, г/см3 или кг/м3,
ρW = mW/VW
где mW и VW — соответственно масса, г или кг, и объем, см3 или м3, древесины при одной и той же некоторой влажности W.
До наступления предела насыщения клеточных стенок плотность древесины изменяется мало, а при дальнейшем увлажнении резко возрастает.
Плотность древесины при нормализованной влажности ρ12 представляет собой отношение массы образца при влажности, равной 12 %, к его объему при той же влажности.
Парциальная плотность древесины, г/см3 или кг/м3, характеризует содержание (массу) сухой древесины в единице объема влажной древесины.
Базисная плотность древесины представляет собой отношение массы абсолютно сухого образца к его объему при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок:
Раньше это отношение называли условной плотностью древесины ρусл, подчеркивая кажущуюся искусственность этой характеристики. На самом деле показатель ρб, имеет вполне определенный физический смысл, характеризуя массу древесинного вещества в единице объема свежесрубленной или максимально разбухшей древесины. Показатель ρб представляет собой минимальную парциальную плотность древесины и не зависит от влажности.
Вследствие базисного характера показателя ρб он широко используется для расчетов процессов нагревания, сушки, пропитки древесины, определения содержания сухого вещества в древесном сырье для целлюлозно-бумажной промышленности и других целей.
Экспериментально плотность древесины согласно ГОСТ 16483.1 — 84 и СТ СЭВ 388 — 76 определяют на образцах, имеющих вид прямоугольной призмы с размером основания 20×20 мм и высотой вдоль волокон 30 мм. Образец должен включать не менее пяти годичных слоев. При очень широких слоях (более 4 мм) следует увеличить размеры основания образца, сохранив его квадратным. Образцы предварительно выдерживают до влажности (12±1) %.
Плотность древесины по образцам произвольной формы можно определять, используя для измерения объема (с соблюдением необходимых правил безопасности) ртутные объемомеры. Действие этих приборов основано на определении объема не смачивающей образец жидкости (ртути), вытесненной погруженным в нее образцом.
Базисную плотность древесины по сырым образцам неправильной формы (стружка, щепа, цилиндрические пробы из древесины растущего дерева) можно определять, измеряя их объем следующим способом. Образец погружают в воду и с помощью весов измеряют нагрузку для преодоления выталкивающей силы. Принимая плотность воды за единицу, считают объем образца численно равным измеренной выталкивающей силе.
В справочниках приводят значения плотности при нормализованной (стандартной) влажности. До 1970 г. стандартной влажностью принято было считать 15 %, однако теперь показатели физико-механических свойств древесины определяются при влажности 12 % или пересчитываются на эту новую стандартную влажность.
Плотность древесины в зависимости от породы изменяется в очень широких пределах. Древесину с очень малой плотностью имеет пихта сибирская из Восточной Сибири (345), ива белая (415), а наиболее плотную — самшит (960), береза железная (970), саксаул (1040), ядро фисташки (1100). Значения плотности здесь и ниже даны в килограммах на метр кубический (кг/м3).
По плотности древесины при 12 %-ной влажности породы можно разделить на три группы: с малой (ρ12<540), средней (550< ρ12 <740) и высокой (ρ12 > 750) плотностью древесины. Диапазон изменения плотности древесины иноземных пород шире: от 100-130 (бальза) до 1300 (бакаут).
В таблицах Государственной службы стандартных справочных данных ГСССД-69—84 «Древесина. Показатели физико-механических свойств малых образцов без пороков» и в таблицах ГСССД-Р-237 — 87 (рекомендуемых справочных данных) имеются более подробные сведения о плотности древесины разных видов распространенных и редких пород, а также усредненные данные. Следует учитывать, что приводи, вычисленные по сильно изменчивым величинам. Для оценки пределов их колебаний необходимо пользоваться статистическими характеристиками, приведенными в таблицах ГСССД и в справочнике.
Располагая показателями плотности, можно определить воздухоемкость и пористость, представляющие собой отношение заполненных воздухом пустот к объему соответственно влажной (или сырой) и абсолютно сухой древесины.