Породы древесины и их использование

Классификация древесины по твердости

Определение твердости древесины необходимо для выявления эксплуатационных и потребительских свойств конструкций и других изделия из древесины. Таких, как стойкость к появлению царапин и вмятин на деревянных изделиях, износостойкость деревянных напольных покрытий, лестниц и т.д.

Твердость древесины это способность сопротивлению внедрения в нее более твердых тел

Для обработки древесины резанием особенно важен класс твердости. Поскольку стойкость режущего инструмента зависит от твердости деревянной заготовки.

У быстрорастущего дерева древесина мягче, чем у того, которое растет медленно. Заболонь мягче, чем сердцецевинная и спелая древесина.

Принято разделять древесину, по степени твердости на три класса:

• Мягкая
• Твердая
• Очень твердая

К мягким породам древесины относятся тополь , каштан , сосна , пихта , ель , кедр , осина , ольха , липа . Породу древесины относят к классу мягкой, плотность которой составляет менее 540 кг/м3

К твердым породам относят грецкий орех , яблоню , дуб , лиственницу , березу , клен , ясень , ильм, платан. Породу древесины относят к классу твердой, плотность которой варьируется в диапазоне 550-740кг/м3

Очень твердые породы древесины, такие как кизил , рябина , белая акация , граб , самшит, фисташковое дерево и другие, имеющие плотность более 750 кг/м3

Технологические свойства древесины

Технические свойства характеризуют следующие показатели:

• способность задерживать металлический крепеж. Чем плотнее древесный материал, тем прочнее в ней удерживаются крепежные детали;
• износоустойчивость. Это — способность оказывать сопротивление разрушениям во время механического взаимодействия. Повышенной износоустойчивостью обладают торцы. Повышенная твердость и плотность позволяет древесине подвергаться незначительному износу.
• раскалываемость. Свойство древесины под механическим воздействием делиться на части продольно волокнам. Сопротивление растрескиванию повышается с увеличением вязкости. Это свойство имеет положительный показатель. Некоторые сорта можно заготавливать только методом раскалывания. У раскалываемости есть и негативное свойство: при использовании металлических креплений, могут образовываться расколы.

Плотность древесины

Соразмерность веса пиломатериала к его объёму и есть плотность. Устанавливается плотность в кг/м3, и напрямую подчиняется влажности.

Плотность подразделяют на:

• малую;
• среднюю;
• высокую плотность.

Твёрдость древесины

На твёрдость влияют следующие показатели:

• порода;
• условия произрастания дерева. Один и тот же вид породы может быть разной твердости, если деревья росли в различных климатических условиях;
• увлажненность лесоматериалов.

Твердость у одного ствола может быть разной: в зависимости от того, какой применяется распил. Торцы твёрже чем тангентальная и радиальная поверхность.

Износостойкость и гибкость древесины

• износостойкость — свойство оказывать сопротивление истиранию материала во время трения. Истирание с боков бывает больше чем с торцов. Наиболее твёрдая и плотная древесина менее всего подвергается изнашиванию. Повышенная влажность — хороший помощник износу.
• гибкость — одно из свойств деревянных заготовок — изменять форму под силовым воздействием извне. Загибание основано на возможности древесины поддаваться деформации под воздействием гибочного оборудования. Процедура загибания проходит легче и быстрее, когда древесину предварительно увлажняют и нагревают;
• ударная вязкость — свойство поглощения удара без дефляции.

Тепловые свойства

К таким свойствам относятся следующие показатели:

• тепловая мощность — это способность древесного материала накапливать тепло;
• теплопроводность — транспозиция тепловой энергии молекулами вещества;
• температуропроводность — равное распределение температуры по всему объёму;
• термическое расширение— изменение линейных размеров и конфигурации при изменении температуры.

Влажность древесины

Влажность — это процентное соотношение количества влаги в определённом объёме древесного материала, к такому же объёму совершенно сухого материала. Свойства по влажности у каждой породы индивидуальные.

Влажность подразделённая по степеням:

• мокрая степень. Продолжительное время содержащиеся в воде лесоматериалы;
• свежераспиленная;
• воздушно-высушенная;
• базовая степень.

Усушка, разбухание и коробление пиломатериала

1. Усушка. Снижение параметров при устранении влаги. Полная усушка, для дальнейшей обработки древесного материала должна быть в диапазоне от 11 до 17 %. Процент усушки обязательно учитывается при изготовлении пиломатериалов.
2. Коробление. Преобразование формы при высушивании, складировании и опиловке. В основном, коробление возникает из-за разной величины усушки и структурных направлениях.
3. Разбухание. Это — свойство прибавления размеров при увеличении влаги. Разбухание протекает до особого предела поглощаемости влаги.

Разбухание — одно из негативных свойств древесины. Хотя в отдельных случаях разбухание играет существенную роль: создает уплотнение соединениям в лодках, бочонках и кадках.

Метод Габриэля Янка

Метод измерения твердости Янка отличается от Бринелля тем, что для испытания берется стальной шарик немного большего диаметра (11.28 мм вместо 10 мм по Бринеллю) + замеряют не образовавшуюся в результате падения шарика лунку, а силу, с которой необходимо вдавить шарик в древесину, чтобы он углубился в нее на 50% своего диаметра.

В таблице не приведены диапазоны, в которых находится значение твердости различных видов древесины. Значения по шкале Янка заимствованы из англоязычных источников и соответствуют древесине после атмосферной сушки, ее влажность при этом составляет 12%.

Порода дерева и особенности климатических условий местности, в которой оно растет, в конечном итоге являются определяющими факторами для твердости древесины, поэтому даже внутри одного и того же образца породы бывает колоссальный разброс значений. В Европейских странах и в России твердость обычно указывается в единицах по шкале Бринелля, а в США широко используются данные по шкале Janka.

Свойства и строение
Породы и сорта
Сушка и заготовка
Обработка
Инструменты

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.

В зависимости от применения

Рассматривают и сравнивают свойства древесины различных пород в зависимости от вида изготовляемой продукции.

Строительные элементы. Наиболее популярными видами строительных изделий из дерева являются оцилиндрованное бревно, массивный брус, клееный профилированный брус, конструкционные балки, строительные элементы крыши и перекрытий (доски и балки), элементы каркаса, стеновые панели из массивной древесины

Для данной категории изделий важное значение имеют такие свойства древесины, как прочность и стойкость к биоповреждениям

Напольные покрытия. Напольные покрытия выделены в отдельную категорию, поскольку на сегодняшний день большинство предприятий стараются обеспечить качество продукции в соответствии с требованиями европейских стандартов, в которых имеется градация не только по качеству, но и по внешнему виду продукции (по направлению волокон – радиальные, тангенциальные, смешанные; по наличию ядра, сердцевинных лучей и т. д.). К напольным покрытиям относятся: доска пола, паркетная планка, паркетная доска, террасная доска.

В эту же категорию можно вынести элементы лестницы (ступеньки и перила)

Для данной категории изделий важное значение имеют такие свойства древесины, как твердость, плотность, стабильность формы, истираемость

Отделочный материал, мебель и элементы столярного производства. Древесина широко применяется для внутренней и наружной отделки. Для обшивки дома используют доску, имитирующую оцилиндрованное бревно или брус. Для внутренней отделки широко используют отделочная доска (вагонка и евровагонка), мебельные щиты для изготовления мебели, подоконников, дверей, стеновых панелей и другие элементы столярного производства

Для данной категории изделий важное значение имеет стабильность формы, плотность древесины

Другие виды продукции. Это различные плитные материалы ДСтП, ДСП, ДВП, МДФ, ОСП и т. д.

В следующем номере мы расскажем об областях применения древесины хвойных пород.

____________________________________________________________________

Качество древесины

Оценить строительный материал человеку, не являющемуся специалистом в данном вопросе, очень трудно. Да и профессионалу подчас требуется помощь специальной аппаратуры и дополнительные исследования.

Области применения различных пород древесины в строительстве

Выбор в пользу той или иной породы древесины должен быть сделан в зависимости от того, для каких целей материал будет использоваться.

Так, например, древесина мягких пород легко поддается обработке, но сложные элементы резьбы не всегда удается из нее выполнить.

Твердые же сорта необходимо использовать для создания надежных конструкций высокой прочности.

Наиболее распространенные породы древесины и стандартная область их применения:

• Ель, пихта – строевой лес, пол, стропильные конструкции, дощатая клееная древесина, средний щит столярной плиты
• Сосна-строевой лес, мебель, пол, окна, досчатая обшивка, двери.
• Лиственница-строевой лес, мебель, пол, окна, двери
• Можжевельник , туя -строительный лес; жалюзи облицовка фасада, покрытие гонтом.
• Дуб-мебель, фанера, паркет, фахверк (конструкционная древесина), окна и двери.
• Бук-мебель, ступени лестниц, паркет.
• Ясень-мебель, полы.
• Ольха-мебель, фанера.
• Клен-мебель, паркет, доски стола.

Имея информацию о характеристиках и области применения пород дерева, легче подобрать наиболее подходящий материал под конкретную задачу.

Бук

Древесина светлая, с красновато-желтым или сероватым оттенком. Хорошо обрабатывается режущим инструментом и шлифуется. Бук быстро реагирует на изменение влажности и в этом отношении является «капризной» породой. Древесина бука хорошо поддается специальной тепловой обработке, выравнивающей его окраску и сдвигающей ее в сторону более красных тонов (так называемый «дымчатый бук»). Текстура древесины бука отличается красотой и высокими декоративными качествами, особенно в тангенциальном и радиальном разрезах. Бук по прочности и твердости мало уступает дубу, но он более подвержен гниению из-за высокой гигроскопичности. Гигроскопичность древесины бука положительно сказывается при ее отделке и сушке. Процесс сушки древесины происходит намного быстрее, чем у других пород, а трещин при этом получается значительно меньше. Бук легко колется, пилится и обрабатывается ручным инструментом, полируется с трудом.

Плотность: 650 кг/км3.

Твердость: 3,8.

Пороки формы ствола

Стволы деревьев также обладают определёнными пороками:

Сбежистость.

Ствол дерева, во время роста, постепенно уменьшается в диаметре от нижней части к кроне. Когда, при каждом метре роста, диаметр ствола убывать больше чем на 1 см, то это — сбежистость.

Лиственные породы больше подвержены такому пороку нежели хвойные породы Сбежистость больше всего проявляется у деревьев растущих на свободе или в мелколесье. Чем гуще лес, тем поменьше на деревьях сбежистости. Данный порок повышает величину отходов и снижает прочность.

Закомелистость.

Если диаметр ствола в нижней части дерева превышает диаметр того же ствола на высоте не менее метра в 1,2 раза, то это называется закомелистостью.

Овальность.

Ствол дерева имеет форму эллипса, а максимальный диаметр больше минимального в 1,5 раза. Овальность вызывает у дерева крен и изменяет строения древесины.

Локальное утолщение появляется в результате негативного воздействия:

• грибковых заболеваний;
• микобактерий;
• вирусных инфекций;
• химических факторов;
• радиоактивности;
• различных повреждений.
• Кривизна.

Все древесные породы страдают искривлением стволов. Простая кривизна имеет один изгиб, сложная — несколько изгибов ствола.

Кривизна относится к отрицательным свойствам древесины.

Таблица твёрдости древесины по Бринеллю

Основные характеристики паркета

Приобретая деревянное покрытие для пола, покупатель обращает внимание не только на его эстетические качества, но и на технические свойства. Устойчивость к воздействию влаги, прочность, плотность и способность выдерживать механические нагрузки являются главными характеристиками паркета

Последний критерий еще называют твердостью, для измерения которой применяется шкала Бринелля.

В чем заключается методика измерения твердости

Метод Бринелля применяют для определения твердости древесины, он регламентирован соответствующим ГОСТом. Технология достаточно проста: шарик из стали диаметром 10 мм вдавливается в материал. Для этой цели разработан специальный прибор – пресс Бринелля. Несмотря на простоту метода, устройство представляет собой достаточно сложный механизм, состоящий из системы рычагов, пружин, маховиков и электродвигателя. После воздействия прессом проводится замер вмятины

Важно то, что во внимание принимают площадь части сферы, а не окружности. Результат вычисляют по соотношению усилия к площади по формуле:

P:F, где P – нагрузка на шарик, а F – поверхность отпечатка.

Полученный показатель называется числом твердости и обозначается HB. Чем выше эта цифра, тем тверже материал.

Твердость древесины по Бринеллю: таблица

Рядовым потребителям не нужно вычислять твердость пород дерева самостоятельно, применять сложные формулы и приводить в действие пресс, так как давно разработана и успешно используется готовая таблица. В ней содержатся сведения обо всех видах древесины: от самых распространенных в столярном производстве (дуба, ореха, ольхи, ясеня) до экзотических (ярра, ятоба, кемпас, зебрано и др.). Значение может отличаться в зависимости от способа распила ствола, поэтому приводят средние показатели.

Название породы	Твердость
Береза	5
Бук	4,2
Венге	4,1
Вишня	4,1
Вязь гладкий	4,1
Граб	3,8
Груша	3,8
Дуб	3,7
Дуб башкирский	3,67
Дуб канадский	3,6
Ель	3,2
Ильм	2,7
Каштан	2,6
Клен остролистый	2,5
Клен полевой	2,49
Липа	1,86
Лиственница	4,2
Мербау	1,1-1,5
Ольха	3,7
Орех грецкий	3,7
Орех манчжурский	3,8
Осина	3,7-3,9
Сосна	3,4
Ясень	1,3-1,8

Береза

Древесина белая с желтоватым или красноватым оттенком. Годичные слои заметны плохо. Сердцевинные лучи видны лишь на строго радиальных разрезах (расколах). Древесина карельской березы вязкая и твердая, легко поддается столярной обработке. Среди лиственных светлых пород ей нет равных по красоте текстуры. Очень высоко ценится в мозаичных работах и как поделочный материал.

В отличие от других пород древесины береза не имеет существенных отличий в свойствах радиального и тангенциального распилов, но очень подвержена влиянию влаги, за что специалисты относят его к так называемым “капризным” породам. Древесина березы прекрасно тонируется, открывая практически неограниченные возможности для дизайна.

При сушке, дерево может искривляться. Древесина после просушки гладкая, с матовым блеском и ее поверхности легко отделываются.

Плотность: 630 кг/м3

Твердость — 2,1–3,6

Принципы обработки и применение

Столярное мастерство предполагает использование в большинстве случаев лиственных пород. Дуб в этом отношении занимает лидирующую позицию. Помимо его положительных физических качеств отмечается также большой диапазон оттенков материала, красивая и необычная структура волокон. Дубовая древесина в готовом виде хорошо гнется, не подвержена гниению и воздействию биологических вредителей. Древесина отличается наличием пористой текстуры, повышенной вязкостью, проста в обработке. Но при изготовлении каких-либо предметов могут возникать сложности из-за всевозможных дефектов: сучков и крупных узлов.

Радиальный срез демонстрирует сердцевинные крупные отхождения, продольный – задает неповторимый натуральный узор. Мореная древесина приобретает насыщенный фиолетовый цвет, причем конкретный оттенок зависит от срока проведения такой обработки, который также сказывается на прочностных показателях. Повышается твердость материала, при этом возникает такое качество, как его хрупкость, древесина легко колется

В работе с древесиной мореного дуба необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Она содержит большое количество дубильных компонентов, из-за чего без труда протравливается

Недостаток – плохое восприятие лаков на спиртовой основе.

Свойства

Древесина лиственных пород характеризуется большим разнообразием складывающих её элементов, чем у хвойных пород. По физическим свойствами древесины лиственные породы делят на твёрдолиственные, обладающие древесиной высокой плотности, и мягколиственные с невысокой плотностью. К мягколиственным породам обычно относят осину, ольху, липу, тополь, иву; к твердолиственным — дуб, бук, граб, ясень, клён, грушу, тик, акацию.

По характеру облиственения лиственные породы разделяют на широколиственные и мелколиственные. К первым относят породы с относительно широкими листьями, такие как: бук, граб, липа, клён, вяз, ясень; ко вторым с относительно мелкими листьями, это обычно все виды березы, осина, ольха серая и ольха чёрная.

Ива плакучая

Среди лиственных пород есть растения отличающиеся высокой требовательностью к качеству почвы, такие как липа и лещина, но есть и относительно нетребовательные, например, берёза или робиния обыкновенная. Ряд светолюбивых растений (берёза, тополь) отличаются быстрым ростом, в то время, как теневыносливые характеризуются медленным ростом: липа, граб. Некоторые лиственные породы отличаются довольно высокой морозостойкостью, например, берёза, осина, а другие являются весьма теплолюбивыми, например, абрикос; у отдельных видов высока засухоустойчивость (саксаул, фисташка, лох) и даже есть солеустойчивые виды, например: гледичия, саксаул, сумах. Размножение лиственных пород проходит как семенным путём, так и вегетативным образом.

Бочки из колотого дуба Краснодар – в чем разница?

Каждый современный ценитель качественного домашнего вина знает, что только в дубовой бочке можно добиться неповторимого вкуса и аромата напитка. Бочки из колотого дуба (Краснодар) отличаются от обычной древесины тем, что тара состоит из горизонтально выложенных (относительно доннику) досок. Колотую древесину получают так: раскалывают поленья вдоль волокна по всей длине. Во время этого процесса древесина не повреждается, как, например, во время пиления. Это значит, что колотый дуб будет такой же плотный и долговечный. Преимущество дубовой бочки из колотой древесины в том, что такой дуб «дышит» и является более прочным. Для изготовления емкости из колотого дуба используются только высококачественные сорта древесины, без единого сучка. Отличить бочку из колотого дуба от обычной просто: колотая древесина радиальна по отношению к доннику емкости. Еще одно преимущество такой тары – напиток никогда не просочиться сквозь поры дуба.

Если вы хотите получить удивительно вкусный напиток – выбирайте только дубовую бочку. Для солений кадка из дуба также станет незаменимой и единственно правильным вариантом. Попробовав однажды вино из дубовой бочки, вы запомните этот вкус навсегда!

Особенности

При выборе пиломатериалов для изготовления мебели большинство пользователей делают распространенную ошибку — акцентируют внимание только на декоративной составляющей, забывая, что данный материал обладает твердостью, пористостью и влагостойкостью

Например, заготовки из экзотических пород можно обрабатывать только на специальном оборудовании, которое позволит сделать ровный срез, фаски, сгладить углы и выполнить качественную финишную обработку. В то же время выбор легкообрабатываемых пород древесины никак нельзя назвать удачным. Из подобного сырья выходит только мебель-однодневка, которая уже спустя несколько сезонов приобретает поношенный вид.

Помимо прочности, отдельное внимание надо обращать на стойкость к воде, поскольку твердая и прочная древесина совсем необязательно бывает водостойкой. Например, плотный бук в условиях повышенной увлажненности ведет себя весьма капризно, а стойкий к воде тик считается мягким деревом

Выбор древесины для создания мебели всегда индивидуален. Однозначного ответа на вопрос о том, какая древесина лучше, не существует — каждая порода оптимальна в тех или иных условиях. Именно поэтому стоит подробнее рассмотреть особенности использования разных типов дерева.

Орех

Порода ядровая, древесина чаще всего коричневого и серого цветов самых разнообразных оттенков, нерезко ограниченная от широкой сероватой заболони. Рисунок древесных волокон очень богатый, волнистый, с широкими мощными разводами. Древесина твердая и умеренно тяжелая, хорошо поддается механической обработке, легко режется, очень гибкая, при резьбе мелких элементов не крошится; точится и отделывается. При отделке приобретает густо-коричневый оттенок с приятным, благородным рисунком. Орех грецкий имеет древесину, отличающуюся разнообразием цветовых оттенков — от зеленовато-серых до красновато-коричневых. Для текстуры характерны большие извилистые полосы разных оттенков, темные точки и черточки, равномерно распределенные по годичным слоям. Чем больше возраст грецкого ореха, тем ценнее его древесина. Капы этого дерева в виде строганого шпона являются прекрасным материалом для мозаичных работ. Очень ценится грецкий орех у резчиков по дереву, так как имеет хоть и плотную, но податливую древесину. Благодаря наличию дубильных веществ его древесина легко тонируется и окрашивается в различные цвета. Разновидность ореха — орех анатолийский — отличается выразительной текстурой в виде темных прямых или слегка извилистых полос на золотисто-сером фоне. Древесина плотная, прочная, хорошо режется и отделывается.

Плотность: 600–630 кг/м3

Твердость: 5

Таблица справочных значений плотности для пород деревьев

Так как стандартизированные значения плотности для древесины имееют групповой вид, пришлось полазить по англоязычным справочникам, чтобы собрать значения плотности по породам деревьев. Получилась следующая таблица: Плотность древесины наиболее встречаемых пород деревьев

Порода дерева	Плотность древесины кг/м³
Бальса (Бальза)	120-160
Пихта сибирская	390-430
Ель северная	400-450
Секвойя вечно-зелёная	410
Тополь	400-500
Ива	460
Сосна	450-500
Ольха	490
Осина	510
Липа	530
Красное дерево	540
Конский каштан	560
Каштан съедобный	590
Кипарис	600
Черемуха	610
Сапелли	620
Лещина	630
Орех грецкий	640
Берёза	650
Вишня	660
Вяз гладкий	660
Лиственница	660
Клен полевой	670
Тиковое дерево	670
Груша	690
Дуб	690
Афрормозия	700
Свитения (махагони)	700
Платан	700
Жостер (крушина)	710
Бук	720
Граб	750
Падук	750
Тисс	750
Ясень	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

Дуб

Его плотность – около 750 килограммов на метр кубический. Влагостойкость дуба настолько высока, что, например, паркет из него можно укладывать абсолютно в любых помещениях — от балкона до ванной комнаты. Эта порода, в отличие от многих других, еще и устойчива к появлению грибка и плесени.

Показатель твердости дуба по Бринеллю – 3,7 – довольно высокий. То есть изделия из этого материала будут готовы к большим нагрузкам — лестница и паркет, например, не только выдержат массивную мебель, но и останутся очень стойкими к механическим повреждениям.

Эстетические качества дуба – тоже на высоте: есть множество как темных, так и светлых оттенков. Структура – равномерная. Безусловно, эта порода способна облагородить любой интерьер.

Из недостатков можно отметить только трудности в обращении с такой твердой породой. Укладывать, например, паркет из дуба – сложный процесс, который сложно реализовать без определенных профессиональных навыков и опыта. В остальном эту породу древесины можно по праву назвать одной из лучших.

В любом случае, вложение в дубовый интерьер точно будет оправдано, ведь мебель и предметы декора из этого материала вполне смогут претендовать на семейную реликвию – они будут служить вам веками, а великолепная текстура порадует не одно поколение. На благородном интерьере можно и немного сэкономить, если использовать сращенные дубовые щиты, а не цельноламельные.

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.

Прочность

Прочностью называется способность древесины сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Она зависит от направления действующей нагрузки (растяжение, сжатие, изгиб, скалывание), породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков и характеризуется пределом прочности – напряжением, при котором разрушается образец.

Средняя величина предела прочности при растяжении вдоль волокон всех пород составляет 130 МПа. На прочность при растяжении вдоль волокон оказывает большое влияние строение древесины. Даже небольшое отклонение от правильного расположения волокон вызывает снижение прочности.

При растяжении поперек волокон прочность древесины очень мала и в среднем составляет 1/20 от предела прочности при растяжении вдоль волокон, т. е. 6,5 МПа. При сжатии вдоль волокон деформация выражается в небольшом укорочении образца. Прочность древесины при сжатии поперек волокон ниже, чем вдоль волокон, примерно в 8 раз.

Способ заготовки древесины

Возможны два варианта: пиленая доска и радиальная клепка (колотый дуб). Первый вариант больше подходит для производства мебели, хотя и применяется для изготовления бочек. Второй используется в бондарных цехах при ликероводочных заводах.

Способ разделки влияет на герметичность бочки и правильный газообмен – хорошая дубовая бочка «дышит» и не протекает, а комбинация этих двух факторов возможна только при радиальной клепке.

В пиленой доске годовые кольца древесины идут вдоль клёпок, соковыводящие каналы – поперек.

Пиленая доска

В бочке из колотого дуба годовые кольца находятся поперек клёпок, а соковыводящие каналы – вдоль торца клёпки.

Из колотого дуба

Твёрдость древесины

  Твёрдость древесины, в первую очередь, зависит от породы. Условия роста дерева также влияют на этот показатель (одна порода древесины может иметь различную твердость в зависимости от окружающих природных условий, в которых росло конкретное дерево). Также на величину твердости влияет влажность древесины. В европейских странах и в России принято измерять твердость по методу Бринелля, в США — по методу Янка (Janka). Твердость древесины в пределах одной породы может отличаться в зависимости от распила (У торцовой поверхности твердость выше, чем у тангенциальной и радиальной в среднем на 30 % у лиственных и на 40 % — у хвойных пород.).

  Суть метода Бринелля заключается в способности древесины сопротивляться внедрению (вдавливанию) в неё более твёрдого тела (индентора). При измерениях по Бринеллю используются инденторы в виде шариков из закалённой стали. Первоначально индентор устанавливают на проверяемом образце древесины, следом прилагается основная нагрузка. Спустя определенное время после приложения, нагрузку снимают и измеряют глубину оставшегося на дереве отпечатка. Рассчитывают твёрдость древесины по Бринеллю таким образом: приложенную нагрузку делят на площадь поверхности отпечатка, при этом соответствующими нормативными документами определены диаметры индентора и время экспозиции.

  При методе Янка также используется индентор в виде металлического шарика, однако оценивается не глубина вдавливания, а сила, которую надо приложить, чтобы вдавить шарик в древесину на половину диаметра.

Все древесные породы по твёрдости делят на три группы:

1. мягкие породы (торцовая твёрдость равна или меньше 38,5 Мпа). К мягкой древесине относят: ель, сосну, кедр, пихту, тополь, липу, осину, ольху.
2. твёрдые (торцовая твёрдость породы древесины от 38,5 до 82,6 МПа). К этой группе относятся: берёза, лиственница сибирская, бук, клён, карагач, ясень, яблоня.
3. очень твёрдые (торцовая твёрдость более 82,6 МПа). В эту группу входят: акация белая,керуинг, берёза железная, самшит, кизил.