Твердость древесины разных пород

Сосна

Плотность сосны 520кг/м3.

Сосна распространена по всему северу России и большей части Сибири и образует как чистые леса, так и леса в смеси с елью и другими деревьями.

Живёт сосна до 600 лет и в зрелом возрасте достигает высоты 30-40 м. Ствол у неё прямой, ровный, его легко строгать и пилить. Древесина сосны ядровая, смолистая, малоупругая. В зависимости от особенностей условий произрастания дерева плотность и удельный вес древесины могут меняться. Сосна обыкновенная отличается широкой заболонью, снять которую не представляется возможным. Поэтому при тёплой погоде и сокотокев заболони,  который  идёт с весны по осень, бревно может посинеть. Поверхностная синева может наблюдаться даже в хорошо проветриваемых штабелях леса. Синева не изменяет механических свойств дерева, поэтому с ней можно успешно бороться. Для этих целей промышленностью выпускается ряд препаратов.

Древесина сосны мягкая и легко обрабатывается, не растрескивается при высыхании. Благодаря своему красивому цвету и чётко выраженной текстуре она находит широкое применение в производстве столярных изделий, в изготовлении художественных резных и токарных изделий.

Усушка древесины

При удалении связанной воды происходит уменьшение объема древесины и линейных размеров. Это свойство и называют усушка. Усушки не вызывает удаление свободной воды. Большее количество клеточных стенок на единицу объема древесины, способствует более сильной усушке.

• Усушку древесины необходимо учитывать при распиловке бревен на доски, так называемые припуски на усадку. Например, при сушке пиломатериалов и т. д.
• Усушка, в разных направлениях неодинакова. Так, в радиальном направлении усушка меньше в 1,5-2 раза, чем в тангенциальном.
• Максимальная усушка происходит при удалении всего количества связанной воды.

Усадка древесины Без участия внешних нагрузок, в древесине возникает внутреннее напряжение, которое образуется при неодинаковых изменениях объема древесины.

В поверхностных зонах доски влажность ниже, чем в центре. Поэтому из-за того что свободная сушка стеснена, возникают напряжения «растягивающие». При этом внутри доски возникают сжимающие напряжения.

Если будет достигнут предел прочности на растяжение поперек волокон, растягивающего напряжения, на древесине появятся трещины. Внутренние и поверхностные.

Описание основных сортов хвойных пород и их применение

Хвойная древесина включает кедр, который является высокодекоративной культурой. Он применяется в ландшафтном дизайне, а характеристики этих пиломатериалов делают дерево самым востребованным в строительстве. Кедр является естественным антисептиком, поэтому в доме, выстроенном из этого сырья, будут отсутствовать бактерии.

Лиственница является листопадным хвойным деревом, наиболее прочным из распространенных хвойных лесоматериалов. Предел прочности составляет 105 Н/мм2. Благодаря этому сырье популярно при производстве досок для пола, вагонки и террасной доски. Издавна из лиственницы строили корабли. В ней высоко содержание смол, она обладает внушительной крепостью, поэтому сохраняет первоначальные характеристики под воздействием влажности.

Сосна уступает лиственнице по прочности – 100 Н/мм2. Но иногда это становится преимуществом, ведь обработке материал подается легче. Сосна – это универсальное сырье, из которого изготавливают половую доску, имитацию бруса и евровагонку.

Прочность ели ниже и составляет 80 Н/мм2. Но она отличается высокой пластичностью, поэтому распространена при производстве профилированных лесоматериалов. Сосна и ель имеют повышенную смолистость, которая играет защитную роль. Древесина не подвергается воздействию влаги, жучков и грибков. Это сырье обладает высокой податливости и легко обрабатывается.

Сосновые и еловые пиломатериалы выбираются для изготовления сложных и небольших конструкций по типу балконов и перил. Незначительная плотность позволяет пропитать брус и доски составом для увеличения прочности и долговечности. Если построить из ели или сосны загородный дом, то он будет готов простоять до 50 лет. Тогда как если использовать кедр, то срок службы здания увеличится в два раза.

ЛИСТВЕННЫЕ ПОРОДЫ ДЕРЕВЬЕВ (кольцесосудистые)

Дуб. Древесина прочная, плотная, имеет выразительную текстуру, усыхает средне, мало растрескивается и коробится, практически не подвержени гниению. Выдержанный долгое время в воде дуб приобретает черный цвет и становится очень твердым. Из мореной древесины дуба в прошлом делали дорогую мебель. Дуб легко поддается крашению и тонированию в протравах, отделке мастиками. Обработка дубовой древесины требует большой силы и отлично заточенного инструмента. Дуб широко применяется для резьбы, точения, облицовывания, мозаичных работ.

Ясень. Древесина отличается высокой прочностью и вязкостью, малой склонностью к растрескиванию, хорошей способностью к изгибу. Легко обрабатывается, незначительно изменяется в объеме при высушивании, отлично полируется. Широкая заболонь имеет прекрасный светло-желтый цвет, красивый рисунок волокон. В сочетании с темно-бурым ядром она смотрится очень эффектно. Древесина ясеня ценится наравне с красным деревом. Ясеневой фанерой отделывают мебель, музыкальные инструменты. Наросты на ясене — капы — используют для изготовления небольших по размерам, но ценных поделок.

Вяз. Древесина его с желтовато-белой заболонью и темно-бурым ядром имеет красивую структуру, крепка, тверда, упруга, хорошо поддается изгибу, вязка и долговечна. Применяется в столярных работах. Высоко ценятся для токарных поделок наплывы на вязах — капы.

Акация белая. Ядровая порода с очень узкой заболонью желтоватого цвета, резко отграниченной от зелено-серого или желтовато- серого ядра. Зона ранней древесины занята кольцом крупных сосудов; мелкие сосуды в поздней древесине образуют группы в виде точек, черточек или коротких извилистых линий. Древесина с красивой текстурой и цветом. По физико-механическим свойствам значительно превосходит дуб и ясень. Стойка к гниению.

Шелковица. Древесина с очень узкой и желтовато-белой заболонью, резко отделяющейся от красновато-бурого ядра; на свету темнеет и становится темно-бурой. Сосуды образуют на срезе группы светлых точек, сердцевинные лучи узкие, но хорошо заметные. Древесина твердая, тяжелая, с красивой текстурой, цветом и блеском.

Яблоня. Древесина твердая, тяжелая, однородного строения, достаточно вязкая, обладает высокой прочностью и износоустойчивостью. Высушить ее не просто, так как она сильно усыхает, но зато изделие потом никогда не трескается и не коробится. Древесина хорошо окрашивается, прекрасно шлифуется, полируется и поддается лощению. Пропитанная льняным маслом или олифой, приобретает большую прочность и глубокий темно-коричневый цвет. Оригинальной текстурой отличается древесина яблонь, растущих винтообразно, комлевой части ствола и корней. Режущие инструменты оставляют на древесине гладкий глянцевый срез. Особенно хороша древесина яблони для тонкой резьбы миниатюрной скульптуры.

Рябина. Древесина красновато-бурого цвета, трудно обрабатывается, но обладает высокой прочностью, тяжелая, твердая

Свежесрубленную рябину следует сушить осторожно, в щадящем режиме, так как она сильно усыхает. Изделия из рябины хорошо окрашиваются, протравливаются, шлифуются и полируются, приобретая красивый шелковистый блеск

Плотная и однородная древесина рябины — отличный материал для токарных и резных работ. Прочная, с выразительной свилеватой текстурой древесина рябины раньше широко применялась для резных и долбежных изделий (детали ткацкого станка, чаши, ложки, ковши). Корень рябины — прекрасный материал для скульптуры, ветви — достаточно гибкие для плетения.

Черемуха. Древесина тяжелая, крепкая, плотная и гибкая, боится влаги и при высыхании не коробится и не растрескивается. Хорошо протравливается, окрашивается, полируется. Молодая древесина белого цвета, старая — красно-бурого, имеет запах миндаля

Хотя древесина черемухи усыхает мало, сушить ее следует осторожно, тогда она не будет растрескиваться и коробиться. Благодаря однородности строения отлично режется во всех направлениях, при лощении приобретает стекловидный блеск

Всегда пользовалась успехом у столяров, токарей, резчиков по дереву.

Орешник. Издавна использовался для мелких токарных, столярных, резных работ. Из него вытачивали и вырезали шахматы, пеналы, карандаши, челноки, чубуки трубок, рукоятки инструментов. Тонкие, гибкие витви шли на плетение, обруча, удилища.

Сирень. Древесина с красивой текстурой, при окраске слабым раствором соляной кислоты приобретает пурпурный цвет.

Древесина крушины, жимолости, боярышника твердая, похожая на кость, не растрескивается, хорошо полируется.

Область использования легкого древа

Самой легкой древесиной является бальза. Она относится к семейству мальвовых и произрастает в Южной Америке. Из этого сырья был построен плот норвежского путешественника, на котором он совершил путь через тихий океан. Сверхлегкая древесина используется в авиационной промышленности в качестве материала для звуко- и теплоизоляции.

Применяется бальза в судостроении и судомоделировании. Сырье ложится в основу досок для серфинга. Используется для изготовления:

· макетов;

· декораций;

· оборудования для спасения на водах;

· поплавков.

Легкость обусловлена быстротой роста. К пяти годам дерево становится взрослым. Крупные растения обладают прочной и легкой древесиной, которая считается самой легкой в высушенном состоянии. В свежесрубленном виде древесина тяжелая, так как содержит до 95 % воды. Материал быстро высыхает и становится плотным, довольно крепким и легким. При сравнении с популярной сосной конструкции из бальзы получаются более прочными, жесткими и легкими.

Бальза легко поддается обработке, но требует для этого специального инструмента с малым углом заострения и тонким лезвием. Окрашиванию детали из древесины подаются плохо, что особенно касается красок и лаков. Возможно использование смеси и на водной основе или составов в виде спиртовых протрав.

Плотность

Плотностьдревесины — это отношение массыдревесины к ее объему. Выражаетсяплотность в кг/м 3 . Плотностьдревесины зависит от ее влажности.Все показатели физико-механическихсвойств древесины определяются привлажности 12%. Между прочностью и плотностьюсуществует тесная связь. Более тяжелаядревесина, как правило, является болеепрочной. Плотность определяетсяколичеством древесинного веществав единице объема.

Поплотности при влажности 12% древесинуможно разделить на 3 группы:

Порода	Плотность, г/куб.см
Легкая
Бальса	0.15
Пихта сибирская	0.39
Ель	0.45
Ива	0.46
Осина	0.51
Сосна	0.52
Липа	0.53
Средняя плотность
Конский каштан	0.56
Орех грецкий	0.64
Береза	0.65
Вишня	0.66
Лиственница	0.66
Тиковое дерево	0.67
Бук	0.68
Дуб	0.69
Свитения (махагони)	0.70
Платан	0.70
Плотные породы
Ясень	0.75
Слива	0.80
Пекан (кария)	0.83
Самшит	0.96
Хурма эбеновая	1.08

Плотностьдревесины имеет большое практическоезначение. Более плотная древесина хужепропитывается антисептиками, менееподвержена истиранию на таких местахкак полы, лестницы, перила.

Твердость

Твердостьюназывается способность древесинысопротивляться внедрению в нее болеетвердых тел. На величину твердостиоказывает влияние влажность древесины.

Постепени твердости все древесные породыпри 12% — ной влажности можно разделитьна три группы:

• мягкие — сосна, ель, тополь, липа, осина
• твердые — лиственница, береза, бук, вяз, клен, ясень
• очень твердые — акация белая, эбен, эвкалипт, кизил, самшит

Твердыепороды древесины более износос?тойкипо сравнению с мягкими. Твердостьдревесины имеет существенное значениепри обработке ее режущими инструментами:фрезеровании, распиловке.

Часть III: Породы древесины Породы древесины

Припостройке домов из дерева наиболеечасто используют древесину хвойныхпород. Это связано с тем, что хвойныепороды древесины менее подверженыбиоразрушению и более экономичны.Наиболее часто строители предпочитаютсосну, ель, лиственницу.

Хвойнаяпорода выбирают для строительства из-заее большей по сравнению с лиственнымипородами прочности, большей биостойкостии меньшей себестоимости производства.Кроме того, ствол хвойных пород имеетболее правильную форму с меньшимколичеством дефектов.

Лиственныепороды чаще используют для внутреннейотделки, изготовления мебели, паркета,дверей, элементов декора, музыкальныхинструментов.

Особенности

Степень твёрдости лесоматериалов подразумевает под собой их способность оказывать эффективное сопротивление в моменты внедрения тел, являющихся более жёсткими и крепкими. Под такими телами подразумеваются гвозди и прочие крепежи.

Твёрдость разных пород может различаться в зависимости от направлений древесных срезов. В настоящее время принято выделять несколько типов твёрдости.

• Торцовая. Это такой подтип твёрдости, который может быть определён посредством утапливания в материал штока из металла. Последний характеризуется полусферическим концом с диаметром 11,28 мм. Шток вдавливают на глубину, которая соответствует радиусу в 5,64 мм. Делается это постепенно, в течение 2-х минут. Размеры отпечатка ровняются 1 квадратному сантиметру. Именно поэтому и сам показатель твёрдости измеряют в кг/м³.
• Радиальная.
• Тангенциальная.

Боковой уровень твёрдости у хвойных пород в большинстве случаев на 40% меньше, нежели торцевой. Что же касается лиственных сортов, то у них этот показатель достигает только 30%. Тангенциальный параметр твёрдости, к примеру, дубовых, пальмовых или ильмовых материалов оказывается более высоким, чем торцевой практически на 5-10%. Львиная доля существующих древесных пород характеризуется примерно равной тангенциальной и радиальной твёрдостью.

Чтобы из натурального и экологичного материала сделать высококачественное и привлекательное изделие, очень важно заблаговременно определить степень его твёрдости. В основном, чтобы узнать такую информацию о древесине, используют особый метод Бриннеля

Смысл данного способа состоит в том, что нужно вдавить металлический шарик с диаметром 10 мм в основание определённой деревянной заготовки с силой, составляющей не менее 100 кг. По выявленному типу деформирования и диаметру оставшегося заглубления удаётся легко определить величину твёрдости материала.

Твёрдые породы дерева очень востребованы на сегодняшний день. Ни для кого не секрет, что более плотные и прочные доски оказываются наиболее предпочтительными в строительных работах или изготовлении мебельных конструкций. У таких материалов имеются свои слабые и сильные стороны.

Рассмотрим, в чём заключаются основные преимущества твёрдых пород древесины:

• такие природные материалы не нуждаются в дополнительных защитных пропитках;
• из них получаются более прочные и износостойкие доски высокого качества;
• мебель из твёрдых пород имеет очень красивую, неповторимую текстуру.

К недостаткам относят следующие характеристики.

• С досками из твёрдых пород не так просто работать. Они довольно капризны в обработке, поэтому простым напильником с ними не всегда удаётся справиться.
• Такие материалы стоят гораздо дороже.
• Подходят далеко не для всех разновидностей мебели или полов.

Правила выбора

Выбирая инструмент, необходимо ориентироваться не только на известность марки производителя. Следует учитывать следующие моменты:

Наличие нескольких режимов скорости требуется, если у вас в планах работа с разным типом материала.
Эргономика

Важно, чтобы работать с инструментом было комфортно.
Наличие ударного механизма. Такая опция позволит использовать устройство как перфоратор

Она оправдана, если вы собираетесь работать с твёрдыми поверхностями разного рода.
Если вы собираетесь работать с гипсокартонными листами, то присмотритесь к оборудованию, оснащённому функцией глубиномера.
Повышенный уровень комфорта обеспечивает магнитный держатель. Поэтому, если вам важно удобство, то такое дополнение обязательно должно быть.
Оцените длину провода, ведь если она недостаточна, вам понадобится удлинитель, а это дополнительные расходы.
Если вы собираетесь часто работать на высоте, то лучше приобрести модель, оборудованную держателем для ремня.

Какой шуроповёрт выбрать, решать вам. Вы должны постараться учесть все нюансы. Главное, иметь чёткое представление, что вам нужно. И тогда подобрать подходящую модель не составит труда.

Переработка

Переработка древесины может осуществляться одним из нескольких способов, среди них:

· химико-механический;

· механический;

· химический.

Механическая технология переработки предусматривает изменение формы строганием, пилением, лущением, фрезерованием, точением, сверлением, раскалыванием, резьбой и измельчением. При механической обработке есть возможность получить товары народного потребления и промышленного назначения.

Древесина может быть подвергнута механическому истиранию, что позволяет получить волокнистые полуфабрикаты. Переработка древесины может вестись по химико-механической технологии. Это позволяет получить промежуточный продукт из материала, однородного по размерам и составу. Поверхность покрывается связующим веществом.

Под воздействием давления и температуры происходит реакция полимеризации связующего, в результате этого промежуточный древесный продукт склеивается. При такой переработке получаются:

· цементно-стружечные плиты;

· древесностружечные материалы;

· столярные изделия;

· фибролит;

· арболит.

Химическая переработка осуществляется методом термического разложения и воздействия: растворителей кислот, щелочей, кислых солей, сернистой кислоты. Эта технология называется пиролизом или термическим разложением. Сырье нагревается при высокой температуре без доступа кислорода. Это позволяет получить продукты в разных состояниях, среди них:

· газообразные;

· жидкие;

· твердые.

Наибольшее практическое значение из них имеет древесный уголь.

Прочность

Прочность древесины – это способность материала сопротивляться разрушению под воздействием нагрузок. Это свойство является одним из основных среди механических. Оно зависит от физического состояния и строения материала. При проведении испытаний прочность древесины определяется максимальным напряжением, которое материал выдерживает без разрушения.

У разных пород описываемая характеристика отличается. Например, у лиственницы при сжатии вдоль волокон предел прочности составляет 64,5 МПа. У сосны и ели – 48,5 МПа и 44,5 МПа соответственно. Если происходит скалывание вдоль волокон, то предел прочности у лиственницы будет равен 9,9, у сосны – 7,5, у ели – 6,9 МПа.

Табличные значения плотности древесины

В следующей таблице представлена плотность различных пород древесины:

Таблица плотности древесины
Наименование дерева	Плотность кг/м3
Акация	830
Бамбук	870
Берёза	540-700
Бук	650-700
Вишня американская	490-670
Вяз	670-710
Граб	500-820
Дуб	600-930
Ель	400-500
Кедр	580-770
Липа	320-560
Лиственница	950-1020
Ольха	380-640
Орех грецкий	500-650
Сосна	400-500
Эвкалипт	690-1110
Ясень	660-700
Бальса (Бальза)	120-160
Пихта сибирская	390-430
Секвойя	410
Тополь	400-500
Ива	460
Сосна	450-500
Красное дерево	540
Конский каштан	560
Каштан съедобный	590
Кипарис	600
Черемуха	610
Сапелли	620
Лещина	630
Клен полевой	670
Тиковое дерево	670
Груша	690
Афрормозия	700
Свитения (махагони)	700
Платан	700
Жостер (крушина)	710
Падук	750
Тисс	750
Дуссия	800
Кемпас	800
Слива	800
Сирень	800
Боярышник	800
Палисандр	800-1000
Пекан (кария)	830
Ярра	830
Мербау	840
Ятоба (мареил)	840
Керуинг	850
Кулахи	850
Мутения	850
Венге	900
Лапачо	900
Олива	900
Сандаловое дерево	900
Панга-панга	950
Самшит	960
Лим	970
Сукупира	1 000
Кумару	1 100
Эбеновое дерево (Хурма)	1 080
Черное дерево	1 160
Квебрахо	1 210
Гваякум или бакаут	1 280

Наименьшей плотностью обладают хвойные породы деревьев. Наибольшее отношение массы к объему наблюдается твердых лиственных и тропических деревьев. Это обусловлено климатическими условиями. Хвойные деревья произрастают в лесных зонах и тундрах, где наблюдается недостаток влаги. По этой причине масса у них ниже, чем у тропических или лиственных пород. На плотность этих пиломатериалов могут оказывать влияние следующие факторы:

1. Коробление – искажение формы дерева в результате внутренних напряжений.
2. Наличие масел и смол в структуре древесины.
3. Мягкость фактуры.

Плотность свежесрубленных хвойных деревьев составляет не более 850 кг/м³. Для твердых твёрдых лиственных пород значение этого показателя составляет 1000 кг/м³. Плотность клееной древесины равна плотности неклееной. Значение этого показателя для фанеры равен отношению массы древесных шпонов к его объему.

Дополнительно о механических свойствах: ударная вязкость

Ударная вязкость древесины – это способность материала к поглощению энергии при нагрузке. Свойство обеспечивается пластичностью и вязкостью. Когда испытания проводятся по данной стандартизованной методике, используется маятниковый копер. Он обеспечивает движение бойка, скорость которого составляет 6 м в секунду. Это позволяет определите отношение работы на излом образца к площади поперечного сечения.

Если проводить сравнение мягких лиственных пород с хвойными, у первых ударная вязкость больше в 1,5 раза, тогда как у твердолиственных – в 2,5 раза. Так, для сосны описываемый параметр составляет 41, для граба – 99, для липы – 58 кДж/м2. Если увеличивать скорость нагрузки, то сопротивление изгибу будет возрастать. Иногда описываемое свойство определяется с увеличением высоты падения молота. Если подвергать ударному изгибу модифицированную древесину, то она будет иметь пониженное сопротивление.

Дуб

Древесина дуба отличается прочностью, крепостью, плотностью 720 кг/м3, твёрдостью и тяжестью.

Дуб живёт в среднем 1000 лет. Диаметр ствола может превышать 2 м. Чем больше возраст дерева, тем выше качество его древесины.

Из древесины дуба наши предки возводили срубы колодцев – вода в них не «цвела», была студёной и чистой. В крестьянском хозяйстве считались самыми лучшими дубовый стол, дубовая ступа. Из дуба гнули ободья, полозья, делали бочонки, кадки, дежки. Сваи в реку тоже забивали дубовые.

Древесина дуба очень прочная, режется с трудом. Хорошо гнётся. Имеет красивую крупную текстуру. Легко окрашивается. В радиальном распиле текстура дубовой доски очень красива

В обработке резцом хрупка, требует твёрдого и острого инструмента и осторожности, хорошо выдерживает крупную резьбу. Для столярных изделий необходимо использовать дуб в возрасте 150-200 лет

Теплоотдача древесины

Существует еще один показатель, который позволит с легкостью определить, например, сколько весит куб сухой доски сосны. Таким параметром является теплоотдача

Показатель имеет немаловажное значение для тех людей, которые используют древесину в качестве отопительного материала. Следует отметить, что теплопроводность напрямую зависит от плотности древесной породы

И чем выше твердость, тем выше и теплопроводность.

Безусловно, использовать самшит в качестве отопительного материала никто не будет. Однако при выборе между сосной или березой, представится возможность получить намного больше тепла, если знать, какая из пород является наиболее твердой. Согласно справочным таблицам, можно узнать информацию о плотности каждого дерева.

Итак, начиная строительство дома, приходится сталкиваться с нюансами, которые на первый взгляд кажутся незначительными. Однако не все так просто. Существуют определенные показатели, которые необходимы учитывать при выборе древесины, чтобы не ошибиться с выбором и получить желаемый результат от задуманного дела.

Компания Дрова72 провела эксперимент, мы взвесили 1 складочный куб (складометр) березовых колотых дров, естественной влажности, ~50%. О результатах этого эксперимента подробнее расскажем ниже.

Этот эксперимент никоим образом не претендует на звание — «научный» или «100% объективный»

, скорее что-то среднее между информацией из интернета и лабораторными исследованиями. Но тем не менее — это первый шаг на пути к истине и объективности.

В следующий раз мы повторим эксперимент и постараемся найти влагомер, а так же заснять весь процесс на видео.

Если коротко, результаты

При влажности ~50% и длине полена ~50см:

• 1 складочный куб весит ~561 кг ;
• 1 плотный кубический куб весит ~790 кг .

В тексте ниже, мы подробно раскрываем суть эксперимента. Расчёт сделан на основе информации из ГОСТ»а 3243-88 и справочника по лесопилению .

Степень твердости дерева

По твердости деревья условно делятся на три основных группы – мягкие, твердые и очень твердые. Для изготовления паркета не используются мягкие породы, так как они не прочны и очень подвержены повреждениям. Даже если вы уроните на такой пол какой-то тяжелый предмет, на нем останется вмятина, которую невозможно будет удалить.

• очень мягкая: верба, тополь, осина, пихта, ель, белая сосна,
• мягкая: берёза, ольха, липа, лиственница, красное дерево,
• средней твёрдости: вяз, орех, черная сосна
• твёрдая: дуб, ясень, яблоня, груша, вишня, тиковое дерево,
• очень твёрдая: дуб, граб, бук, тис, белая акация, палисандр,
• твёрдая как кость: эбонитовое дерево, кокос, гвояковое дерево.

Твердость древесины по шкале Бриннеля

Для производства качественных изделий из дерева мастеру требуется определить твердость породы. Для ее определения традиционно применяется метод Бриннеля. Суть метода заключается в вдавливании 10 мм шарика в поверхность заготовки с силой 100 кг. По характеру повреждения и диаметру образовавшейся лунки и определяют величину твердости. Соответственно, древесина с более высоким коэффициентом твердости гораздо надежнее и крепче пород с меньшим показателем.

Учитывать следует и изменения в твердости, происходящие во время работы с заготовками. Так, например, твердость породы дерева меняется в зависимости от типа его распила (при радиальном распиле древесина тверже, чем при тангенциальном). Поэтому в данной таблицы собраны исключительно средние показатели.

Измерение твёрдости древесины производится в Европе и Америке по разным шкалам – Бринеллю и Янку соответственно, вот пример вариант применяемый у нас, шкала Бринелля.

Порода дерева	Твердость по Бринеллю	Плотность, кг/м3	Тенденция к изменению цвета	Устойчивость к гниению
Осина	1,7	510		5 — низкая
Сосна	2,5	520	Темнеет
Лиственница	2,6	500	Приобретает оттенок серого
Ольха	2,7	420	От бело-желтого до желтого	5 — низкая
Береза	3	600	Становится глубже в красновато-желтый оттенок	5 — низкая
Зебрано	3	750	Незначительно темнеет
Макоре	3	640
Платан	3	550	Незначительно светлеет
Вишня	3,2	580	От светло-розового, до глубокого красноватого тона
Ильм	3,4	700
Береза карельская	3,5	750
Гевея	3,5	1000
Ирокко	3,5	700	Темнеет до коричневого
Каслин Орех	3,5	700	Темнеет до табачно-коричневого
Клен	3,5	600
Орех	3,5	630	Темнеет, приобретает чуть золотистый оттенок
Палисандр	3,5	700	Приобретает темно-синие оттенки
Пальма	3,5	550
Яблоня	3,5	550
Тик	3,6	800	Незначительно темнеет
Гикори	3,7	815
Граб	3,7	750
Дуб	3,7	750	Становится глубже	2 — высокая
Каштан	3,7	700	Темнеет
Бук	3,8	650	Светлеет	5 — низкая
Тауари	3,8	720	Темнеет до темно-коричневого с розовым или золотистым оттенком
Кедр	4	370
Кемпас	4	880	Темнеет
Сапели	4,1	650	Темнеет
Ясень	4,1	700	Незначительно светлеет
Венге	4,2	900	Темнеет до кофейно-коричневого
Груша	4,2	680	Краснеет
Дуссия	4,5	122	Темнеет до красновато-коричневого
Рокфа	4,5	950	Темнеет до шоколадно-коричневого
Сукупира	4,5	850	Темнеет, приобретает чуть золотистый оттенок
Тигровое дерево	4,7	970	Темнеет до оранжевого
Бамбук	4,8	650	Становится глубже
Клен Канадский	4,8	720	Становится глубже
Мербау	4,9	840	Темнеет и приобретает насыщенный оранжево-коричневый оттенок
Орех Американский	5	660	Незначительно светлеет
Ярра (эвкалипт)	5	900	Темнеет
Окан	5,3	960	Темнеет до красно-коричневого
Падук	5,4	750	Темнеет
Ипе	5,9	960	Незначительно темнеет
Кумару	5,9	950	Незначительно темнеет
Лапачо	5,9	960	Незначительно темнеет
Олива	6	880	Незначительно темнеет
Акация	7,1	800	От бело-желтого до бело-розового
Ятоба	7,7	840	Темнеет до красных оттенков
Эбен	8	1100	Темнеет

Что такое плотность древесины

Единицей измерения плотности древесины является гм/см3 или кг/м3 (в системе СИ). Этот показатель определяется по формуле: р = mb/Vb. Символ m обозначает массу материала, b – параметр влажности, Vb – объем влажного вещества. Выделяют следующие виды плотности древесины:

1. Удельный вес (условная или базисная плотность): характеризует отношение массы сухого древесинного вещества к его объему.
2. Объемный вес (средняя плотность): определяет отношение массы структурированного физического тела во влажном состоянии к его объему.

В древесине присутствует большое количество межклеточных пространств, называемых пустотами. Древесинное вещество получается при помощи спрессовывания дерева. В результате пустоты полностью исчезают. Плотность спрессованной древесины меньше удельного веса древесинного вещества. Чем выше величина этого показателя, тем прочнее материал. Древесина с большим удельным весом труднее поддается обработке и не пропитывается антисептиками.

Измерение плотности осуществляется по следующему алгоритму:

1. Выдержать измеряемый образец до влажности не менее 11 %.
2. Расчет размерных характеристик и веса деревянной заготовки.
3. На основе проведенных измерений производится расчет объема древесины. Заготовка увлажняется в дистиллированной воде в течение 3 суток, пока ее толщина не увеличится на 0,1 мм.
4. Повторно измеряются размер и вес увлажненной древесины. На основе новых данных производится расчет максимального объема.
5. Заготовка высушивается и повторно взвешивается. Масса сухого образца делится на максимальный объем. Результат вычислений будет являться базисной плотностью.
6. Повторно измеряется масса сухой заготовки. На основе этих значений вычисляется удельный вес древесины.

Алгоритм вычисления данного показателя указан в ГОСТ 16483.1-84. Проводить измерения рекомендуется на заготовках в форме прямоугольной линзы. Длина основания измеряемого образца должна равняться 20 мм, ширина – 20 мм, высота – 30 мм. Грани заготовки необходимо тщательно обработать перед измерением плотности древесины.

ГОСТ 16483.1-84 Древесина. Метод определения плотности

1 файл 197.93 KB В большинстве стран Европы, вместо плотности древесины, используется показатель прироста. Он характеризует среднюю толщину слоев роста. Этот параметр используется при расчете величины изменения объема дерева в течение некоторого промежутка времени. Главным преимущества параметра прироста является легкость расчета, что позволит снизить затраты на проведение математических измерений. Согласно мнению профессиональных специалистов, этот параметр не характеризует физические свойства древесины. Поэтому он не связан с плотностью вещества. В Российской Федерации показатель прироста используется центрами по экспертизе и стандартизации лесоматериалов.

От чего зависит плотность

По объемному весу различные породы делятся на три категории:

• с высокой;
• со средней;
• с низкой плотностью.

К первому типу относятся дуб, граб, береза и некоторые другие лиственные деревья. Для второй категории характерная средняя плотность древесины. Примерами являются лиственница, вяз, клен, рябина, орех и т.д. Плотность хвойной древесины считается наименьшей, поэтому она относится к третьей категории. Это ель, сосна и кедр. Такое разграничение говорит нам о том, что на объемный вес древесины влияет порода дерева.

Плотность материала может также отличаться в зависимости от климатического района, в котором произрастало дерево. Чем суше климат, тем выше будет объемный вес древесины. Возраст дерева, пористость материала и его влажность также влияют на плотность древесины. Наибольший вес имеет взрослое, увлажненное дерево с наименьшим количеством пор.

Лиственница

Плотность сибирской лиственницы составляет 620-725 кг/м3 при влажности до 12%.

Лиственница – род древесных растений семейства сосновых, одна из наиболее распространённых пород хвойных деревьев. Это единственный род  хвойных, у которых хвоя опадает на зиму.

Древесина  лиственницы характеризуется повышенной по сравнению с дубом прочностью. Кроме особой прочности и стойкости к внешним воздействиям она характеризуется хорошим цветом и структурой.

Обладая высокими физико-механическими свойствами, вместе с тем требует определённого технологического подхода при её обработке. Пильные полотна при пилении сильно засмаливаются. Она трудно обрабатывается обычным инструментом, но хорошо шлифуется и окрашивается. Длительное воздействие воды приводит к заметному повышению твёрдости.

Стоимость изделий или конструкций из лиственницы выше, чем из сосны, но изделия значительно долговечнее.

От чего зависит твердость древесины

В таблице вы можете найти приблизительные значения, приведенные для каждой породы дерева. Однако следует помнить, что все показатели не совсем точны – дерево одного и того же вида может иметь разные значения, поскольку на твердость влияют еще и следующие факторы:

• условия произрастания: уровень влажности, температурный режим – деревья на холоде растут медленнее, для защиты крона делается плотнее, соответственно, сама древесина становится более твердой и прочной;
• возраст дерева – с возрастом плотность древесины увеличивается, поэтому для наиболее прочных изделий и напольных покрытий мастера стараются использовать деревья «постарше»;
• место вырезки древесины – в некоторых деревьях ствол имеет различную плотность: у сердцевины она может быть выше, а к коре уменьшаться, и наоборот;
• способ распила пола – в зависимости от того, как был выполнен распил ствола дерева для производства паркетной доски, она может быть более или менее твердой.

Распил древесины производится тремя способами: радиальным, тангенциальным и поперечным. При радиальном распил осуществляется вдоль, по перпендикуляру к годичным кольцам дерева, которые на поверхности доски имеют почти прямой угол. Такой способ позволяет добиться наиболее высоких показателей твердости. Тангенциальный распил также выполняется продольно, однако не по перпендикуляру, соответственно, на лицевой поверхности образуются своеобразные узоры из годичных колец. При поперечном распиле дерево разделяется перпендикулярно к стволу и направлению волокон.