Твердые породы древесины: какие это?
Содержание:
- Теплоотдача древесины
- Чем обработать древесину: средства защиты от гниения, возгорания и насекомых
- Классификация древесины по твердости
- Механические свойства древесины
- Метод Юхана Августа Бринелля
- Дуб
- Классификация и варианты обработки дубовых досок.
- Влажность древесины
- Области применения различных пород древесины в строительстве
- Виды древесины хвойных пород
- Строение ствола хвойных пород
- Плотность древесины и древесных материалов
- Древесные породы
- Сравнение других характеристик
- Экзотические древесные породы
- Критерии подбора
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 .
Чем обработать древесину: средства защиты от гниения, возгорания и насекомых
Материалы и изделия из древесины довольно часто подвергаются возгоранию, гниению и повреждению насекомыми. Чем можно обработать древесину, чтобы надежно защитить материал?
Гниение древесины — это поражение дереворазрушающими грибами.
Возникновение этого процесса возможно при наличии трех условий:
- влажности древесины в пределах 20-60% (древесина влажностью менее 20% и более 60% не гниет);
- температуры воздуха в пределах от +2 до +40 °С (при более низкой и более высокой температуре дереворазрушающие грибы не развиваются);
- повышенной влажности воздуха, препятствующей высыханию древесины.
Лучшими средствами защиты древесины от гниения и насекомых являются антисептики — вещества, препятствующими гниению. Их используют для бани, сауны и других помещений с повышенной влажностью.
Антисептики делятся на четыре группы: масла; масло- и органикорастворимые; растворимые, слабо вымываемые из древесины; водорастворимые, легко вымываемые из древесины.
Одними из лучших средств защиты древесины являются масло- и органикорастворимые антисептики на основе летучих растворителей — пентахлорфенол и нафтенат меди. Антисептирование древесины пентахлорфенолом почти не снижает ее физико-механических свойств. Древесина, пропитанная нафтенатом меди, плохо склеивается, полируется, окрашивается в зеленоватый цвет.
Водорастворимые слабо вымываемые антисептики при пропитке древесины проникают в стенки ее клеток. К наиболее распространенным относится пентахлорфенолят натрия. Специалисты, отвечая на вопрос «чем обработать древесину от гниения», часто советуют использовать состав «Селькур». Он уничтожает деревоокрашивающие и плесневые грибы, не влияет на качество древесины при ее склеивании и окрашивании. Состав «Селькур» защищает древесину от гниения при ее эксплуатации в средах с высокой температурой и влажностью.
К водорастворимым легко вымываемым средствам защиты древесины от гниения и возгорания относятся хлористые и кремнефтористые цинк и натрий, а также препарат ББК-2. Эти антисептики не влияют на физико-механические свойства древесины, за исключением кремнефтористого натрия и хлористого цинка, которые снижают ее прочность. Они применяются в качестве пропитки древесины, не подверженной в процессе эксплуатации постоянному воздействию влаги.
Отличить пропитанную антисептиками древесину от непропитанной можно, если добавить в антисептик пигменты в количестве 0,1% по массе.
Составы водных растворов антисептиков (% по массе):
- кремнефтористый аммоний — 4,9; вода — 95;
- кремнефтористый магний — 4,9; вода — 95;
- кремнефтористый цинк — 4,9; вода — 95;
- хлористый цинк — 4,9; вода — 95;
- пентахлорфенолят натрия — 4,9; вода — 95;
- динитрофенол— 3; кальцинированная сода— 1; вода — 96;
- оксифифенолят натрия — 4,9; вода — 95;
- кремнефтористый натрий — 4; технический аммиак — 1,7 (в пересчете на сухое вещество); вода — 94,2;
- фтористый натрий — 2,2; кремнефтористый натрий — 0,7; вода — 97.
Составы 1 и 8 приготовляют при температуре воды 30-40 ᵒС, остальные — при температуре 95 °С.
Для защиты древесины от насекомых также используют инсектициды: растворы гексахлорана, хлорофоса, метафоса, хлорофоса, медного купороса, различных нафтенатов, а также растворы бурой и серной кислот.
А чем обработать древесину для повышения огнестойкости? Для этого материал покрывают огнезащитными веществами — антипиренами. При нагревании антипирены плавятся, покрывая древесину огнезащитной пленкой, которая перекрывает доступ кислорода. Покрытая антипиренами древесина не горит, а тлеет. К огнезащитным средствам защиты древесины относятся сульфитно-глиняные пасты (глинистые растворы с добавкой солей), хлоридные краски, растворы солей — бура, нашатырь, фосфорнокислый натрий и хлористый цинк.
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
Спил тополя
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
Спил ясеня
Очень твердые породы древесины, такие как кизил, рябина, белая акация, граб, самшит, фисташковое дерево и другие, имеющие плотность более 750 кг/м3
Спил граба
Механические свойства древесины
Механические свойства характеризуют способность древесины сопротивляться внешним воздействиям. К механическим свойствам древесины относятся прочность, твердость и жесткость.
Прочность – это способность древесины сопротивляться разрушению от механических усилий, таких как растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг, кручение. Растяжение и сжатие могут быть вдоль и поперек волокон, сжатие – в радиальном и тангенциальном направлениях, поперечный изгиб может быть радиальным (действующая сила направлена к сердцевинным лучам) и тангенциальным (по касательной к годичным слоям).
Прочность характеризуется пределом прочности, после которого происходит разрушение древесины под воздействием внешней нагрузки. Прочность древесины зависит от направления действия нагрузки, породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков. При увеличении влажности древесины ее прочность снижается, большое количество пороков (трещин, сучков) также значительно понижает прочность древесины.
Прочность древесины имеет большое значение при изготовлении мебели и несущих конструкций из дерева в строительстве.
Твердость – это способность древесины сопротивляться проникновению в нее более твердых тел (например, режущего инструмента). Поэтому твердость имеет большое значение при обработке древесины: пилении, строгании, фрезеровании, резьбе. Чем выше твердость древесины, тем труднее ее обрабатывать.
Твердость торцовой поверхности выше твердости боковой поверхности (тангенциальной и радиальной) на 30 % у лиственных пород и на 40 % – у хвойных. Твердость древесины, высушенной до 12 % влажности, в полтора-два раза больше твердости древесины 30 %-й влажности.
По степени твердости все древесные породы можно разделить на три группы:
- к мягким породам относят сосну, ель, кедр, пихту, можжевельник, тополь, липу, осину, ольху, каштан;
- к твердым – лиственницу, берёзу, бук, дуб, вяз, платан, рябину, клен, орех, яблоню, ясень;
- к очень твердым – акацию белую, граб, кизил, самшит, фисташку, тис.
Твердость древесины в разных частях дерева неодинакова. Выше она в комлевой части ствола, в сучках и наростах. Ранняя и поздняя древесина годичных слоев некоторых пород (например, лиственница) резко отличаются по твердости.
Жесткость – это способность сопротивляться изменению размеров и формы, проявляется при гнутье древесины. Чем меньше жесткость древесины, тем легче она гнется. Жесткость древесины снижается при повышении ее влажности и нагревании.
Важными технологическими свойствами древесины являются износостойкость – способность древесины сопротивляться износу, т. е. постепенному разрушению ее поверхностных зон при трении, и способность удерживать механические крепления (гвозди, шурупы, саморезы, скобы). Особо прочными бывают соединения, если шурупы и гвозди завинчены или забиты в тангенциальном направлении. Чем больше плотность древесины, тем лучше она удерживает крепления.
Метод Юхана Августа Бринелля
Для того, чтобы определить твердость древесины применяют метод Бринелля. Его результатом является числовой показатель, в России и Европе он указывается на древесине и обозначает ее твердость. Суть самого метода состоит в следующем: в небольшой фрагмент исследуемого материала с силой 100 кг вдавливается небольшой стальной шарик диаметром 10 мм. Лунку, которая после этого остается, измеряют. Твердость дерева и показатель на шкале Бринелля тем выше, чем меньше след от шарика.
При выборе паркетного покрытия имеет смысл ознакомиться с тем, какую твердость по шкале Бринелля имеет выбранный материал. В целях увеличения длительности срока службы при изготовлении качественного паркета обычно используется древесина среднего уровня твердости. Перед тем, как совершить окончательный выбор материала для оформления пола, не будет лишним посмотреть характеристики самых популярных древесных пород.
В таблице ниже представлены численные значения твердости наиболее распространенных древесных пород по Бринеллю. Эти сравнительные данные позволяют понять, какой вид древесного материала имеет наибольшую твердость. Самые твердые древесные породы являются и самыми дорогими: как правило, это экзотические сорта дреесины.
Таблица твердости древесины по Бринеллю
Можно сказать, что твердость древесного материала отражает его способность сопротивляться внедрению инородного тела определенной формы. Условно можно выделить три группы деревьев: мягкие, твердые и очень твердые. Показатель торцовой твердости мягких деревьев равен 40 МПа. К твердым относится древесина с торцовой твердостью в диапазоне от 40 до 80 МПа. Очень твердые породы дерева характеризуются торцовой твердостью свыше 80 МПа.
Показатель ударной вязкости отражает то, насколько хорошо древесный материал способен поглощать работу при ударе, сохраняя при этом целостность. Для его определения проводятся испытания на изгиб. Шарик из стали диаметром 2,5 см сбрасывают с высоты 50 см на небольшой образец древесины. Величина образца зависит от значения показателя твердости дерева: чем меньше твердость, тем больше площадь. В среднем показатель ударной вязкости лиственных пород деревьев превышает в 2 раза показатель хвойных пород
Имеет смысл принимать его во внимание и в случаях, когда древесина подвергается систематическому истиранию и используется в изготовлении лестниц и перил, оформлении пола
Дуб
Заболонь дуба светло-желтая. Зрелая древесина имеет опенки от светло-коричневого до желтовато-коричневого с красивой текстурой на срезе. Она прочная, долговечная, устойчива к внешним воздействиям. Со временем дуб немного темнеет. Древесина дуба высыхает сравнительно медленно, при ускоренной сушке склонна к трещинообразованию. Для придания древесине дуба более высоких декоративных качеств, ее часто подвергают морению или травлению. Под морением дуба понимают многолетнее выдерживание его в воде, от чего древесина приобретает шелковистую темно-фиолетовую окраску. Морение увеличивает твердость древесины, но при этом повышается ее хрупкость.
При выборе метода отделки дубового изделия нужно учитывать, что эта древесина плохо принимает спиртовые лаки и политуру. Политуру практически не принимает из-за высокой пористости. Повышенная твердость древесины дуба затрудняет забивку в нее гвоздей и завинчивание шурупов. Поэтому лучше всего выполнять предварительное сверление во избежание раскалывания досок.
При работе с дубом следует учитывать, что он очень чувствителен к растительному маслу (подсолнечному, льняному, натуральной олифе и др.) — на его поверхности от масла часто появляются пятна. Древесину дуба необходимо покрывать прозрачными быстросохнущими атмосферостойкими лаками. С широкими годовыми кольцами, твердый и тяжелый дуб лучше всего подходит для мест, от которых требуется сильная износостойкость.
Северные деревья, растущие на плохой почве, имеют лучшую древесину, по сравнению с древесиной южных деревьев.
Плотность: 700 кг/м3.
Твердость: 3,7 — 3,9.
Классификация и варианты обработки дубовых досок.
Именно отделка – важный параметр определения вида. Пиломатериалы классифицируют как:
- необрезные, ещё их называют строганными;
- обрезные;
- сухие;
- естественно влажные.
Кроме того, выделяют также массивные и пр.
Обрезные дубовые доски.
Такие доски из древесины дуба при обработке хорошо очищают со всех сторон от коры, подзола, сучков. Торцевые зоны и широкие поверхности подвергают тщательной механической зачистке. Дубовые изделия, изготовленные из них, характеризуются эффектным видом и прочностью.
Используют такие материалы как в черновых, так и чистовых отделочных работах или в качестве напольного покрытия. Обрезные дубовые доски широко востребованы в мебельной промышленности. Они идут в ход и при сооружении малых конструкций в помещениях (лестницы в доме и т. д.), перегородок и пр.
Необрезные дубовые доски.
Строганные дубовые доски обрабатываются только с двух сторон. Они немного грубее обрезных, однако тоже нашли широкое применение в промышленности:
- строительстве;
- столярном деле;
- мебельном производстве.
Такие доски из дуба идут на изготовление табуретов, ручек для инструментов, каркасов, оград, кровельных конструкций и пр.
Дубовые доски с естественной влажностью.
Так называют доски, которые образуются после распила только что срубленного дерева. Уже потом их подвергают обработке, готовят к хранению или применению. Показатель влажности в такой продукции составляет не менее 22–25%, средний показатель может превысить даже 40%.
Перед использованием такие материалы подвергаются сушке на протяжении 6–8 недель. Срок варьируется в зависимости от их толщины, иногда он может затягиваться на период свыше 3 месяцев. Уже после просушивания определяют качество и сорт досок, затем они направляются на реализацию.
Сухие дубовые доски.
Такие пиломатериалы относятся к наиболее распространённым. Обрезные дубовые доски подвергают сушке в специальных камерах. Сроки обработки составляют несколько недель и зависят от толщины материала. Влажность снижается до допустимых по стандарту значений – 6–8%. Они относятся к ценному промышленному сырью, широко используются для:
- производства мебели;
- полового покрытия;
- перегородок, сооружений и конструкций – как капитальных, так и черновых.
При этом особенно важно, что изделия этого вида в меньшей мере подвергаются поражению плесенью и грибками, не требуют специальной обработки. В домашних условиях обеспечить качественную просушку практически нереально
Влажность древесины
Отношение массы воды, содержащейся в древесине к массе сухой древесины является физическим показателем влажности древесины. Влажность древесины вычисляют прямым и косвенным методами.
К косвенному методу относится измерение кондуктометрическим электровлагомером, который определяет электропроводность древесины. Использование косвенного метода экономит время, но его показания могут иметь погрешность до 30%.
Прямые методы занимают значительно больше времени для измерения влажности. Суть прямых методов заключается на выделении тем или иным образом воды из древесины, при высушивании, например.
Вода, содержащаяся в древесине различают по двум типам — связанную, находящуюся в клеточных стенках и свободную, находящуюся в полостях клеток и межклеточных пространствах. Свободная вода удаляется легче, чем связанная.
Поры древесины
Показатель нормализованной влажности составляет 12%, если нет примечаний.
Физические свойства древесины. По степени влажности различают
- Мокрую древесину, которая долго находилась под водой (100%)
- Свежесрубленную древесину, которая имеет влажность растущего дерева (50-100%)
- Воздушно-сухую древесину, которая сохла на открытом воздухе (15-20%)
- Комнатно-сухую, которая длительное время находилась в отапливаемом помещении (8-12%)
- Абсолютно сухую, которая была высушена в специальных камерах, с температурой 103+-2 градуса по Цельсию.
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.
Виды древесины хвойных пород
По российским стандартам пиломатериалы изготавливают из 5 видов хвойных пород деревьев, поэтому в этой статье будут рассмотрены именно эти виды.
1. Сосна
Известно до 120 видов
сосны. В России 20% территории занимает сосна обыкновенная, сибирская и
крымская.
Сосна — это хвойное
дерево с длинным и ровным стволом. Деревья вырастают до 40 метров высотой и
имеют ствол диаметром до метра. Кора у дерева красно-бурого цвета с глубокими
бороздками. Период жизни у обыкновенной сосны может составлять до 500 лет.
Сосна и спил
В разрезе у сосны ядро
по цвету не сливается с жёлто-белой заболонью. Годовые кольца хорошо
просматриваются и имеют резкие переходы от ранних и поздних периодов роста.
В текстуре древесины
кроме сердцевидных сосудов и годичных колец через 60-100 см есть «живые» сучки.
Текстура и доска сосны
2. Ель
К семейству Сосновых
относят ель. Существует 50 видов деревьев этой породы. Очень распространена ель
обыкновенная. Посадки из ели занимают большие территории в России. Если на
северном Кавказе произрастает кавказская ель, то в степной полосе России встречается
белая ель.
Возраст деревьев
доходит до 300 лет. Особенностью ели считают её высокую требовательность к
влаге почвы и воздуха. В лесу деревья растут с ровным стволом и отсутствием
сучьев в его нижней части. Высотой дерево вырастает 60 метров, а ствол при этом
может иметь диаметр до 2 метров.
Ель и спил
Безъядровая порода с
немногочисленными смоляными ходами. Срез имеет однородную белую расцветку,
иногда встречается желтоватый или розовый оттенок. Через каждые 30 см
располагаются «мёртвые» мелкие сучки. Древесные волокна с мелкой текстурой и
низкой смолистостью.
Текстура
невыразительная. Изредка на волокнах встречаются «кармашки» со смолой. При
высокой температуре смола вытекает. Часто ель проедает короед, поэтому остаются
отверстия.
Текстура и доска ели
3. Лиственница
В России лиственница
занимает большую часть лесов. Она относится к однодомным растениям семейства
Сосновых. Известно около 14 видов такого дерева. Лиственница единственное
хвойное листопадное дерево. В лесных массивах лиственница вырастает высотой
более 40 метров. Дерево растёт быстро и доживает до 600 лет.
Лиственница и спил
Ядровая порода, у
которой тёмное ядро с красновато-бурым оттенком, занимает 70% ствола. У
заболони белый или желтоватый оттенок. На срезе хорошо различаются годичные
кольца и малочисленные смоляные ходы.
Текстура дерева
напоминает текстуру сосны, но имеет более яркий и декоративный вид. Древесина
тяжёлая, легко колется, имеет запах скипидара.
Текстура и вагонка лиственницы
4. Кедр
Дерево из семейства
Сосновых в России называют сибирской сосной. Кедр включает 4 вида и ценится
древесиной, хвоей и семенами. В России встречаются три вида кедров: сибирский,
кедрач и корейский.
Сосна кедровая
вырастает до 40 метров высотой, а ствол достигает в диаметре двух метров.
Дерево плодоносит до 300лет, а растёт до 500 лет.
Кедр и спил
У ядра кедра
желтовато-розовый или светлый цвет. Желтовато-белая заболонь не имеет резкой
границы с ядром. На срезе выделяются годичные кольца, но при этом переходы
между ранней древесиной и поздней нерезкие, растушёванные.
Текстура кедра
напоминает текстуру сосны, но у неё смоляных ходов меньше, а их размер больше.
Дерево богато эфирными маслами, поэтому при нагревании выделяется
бальзамический аромат, который убивает многие болезнетворные микробы.
Текстура и доска кедра
5. Пихта
В семействе Сосновых
есть вечнозелёное хвойное растение, которое называют пихтой, что в переводе с
карельского означает «смола». Существует 50 видов пихт. В России больше всего
посадок сибирской пихты.
Средняя высота дерева
50 метров, но встречаются экземпляры высотой до 80 метров. Ствол вырастает до
диаметра 0,6 метра. Жизненный период пихты доходит до 500 лет, а цветёт дерево
в возрасте 60 лет.
Кора у дерева гладкая и
ровная, но с возрастом растрескивается. В раннем возрасте деревья не болеют,
так как содержат летучие смолы. На коре есть утолщения, которые называют
желваками. В них содержится густая живица. Это аналог смоляных ходов на стволах
хвойных деревьев.
Пихта и спил
Безъядровая порода
имеет спил, похожий на ель. Между сердцевиной и заболонью нет визуального
различия. Иногда из старых волокон образуется ложное ядро. Древесина белого
цвета. В некоторых случаях появляется жёлтый или бурый оттенок, а у середины
среза буро-коричневый оттенок.
На срезе выделяются
годичные кольца. Есть цветовые различия между возрастами древесины. Мелкие сучки располагаются между крупных сучков, собранных
мутовками.
Текстура дерева длинноволокнистая, поэтому пихта нашла широкое применение в бумажной промышленности.
Текстура и доска пихты
Строение ствола хвойных пород
Все необходимые характеристики, которые учитываются при выборе леса для конкретных целей, зависят строго от строения ствола. Состоит он из:
- ядра (центральна внутренняя часть);
- заболони (периферийный слой, находящийся между лежащей внешней и внутренней коры).
Также выделяют и различия в сердцевине. Например, есть стволы, которые внутри полностью одинакового оттенка, а есть те, в которых присутствуют темные участки. В зависимости от этого также разделяют хвойные породы на:
- ядровые — это может быть сосна, тис, лиственница, кипарис, можжевельник или кедр;
- спелодревесные (ель и пихта).
В составе хвойной древесины присутствуют свои клетки. Это могут быть паренхимы и трахеиды. Первые составляющие предназначены для сбора полезных питательных веществ, от которых зависит и рост дерева. Располагаются эти клетки в сердцевинных лучах, а также находятся в смоляных ходах.
Вид срезанного ствола хвойной породы древесиныИсточник kelohouse.ru
Вторые клетки являются основным элементом структуры, так как занимают в стволе практически 90% общего объема. Располагаются они радиальными рядами, при этом похожи на удлиненные волокна, стенки которых одеревенели. Живые трахеиды содержатся только в живом слое и со временем отмирают.
Хвойные пиломатериалы с относительно ровным торцевым срезомИсточник ludwig-holz.de
Плотность древесины и древесных материалов
- Для определения собственного веса конструкций плотность древесины различных пород следует принимать по следующей таблице:
Таблица 1
Порода древесины | Плотность древесины, кг/м³, в конструкциях для условий эксплуатации по таблице 1 | |
1А, 1 и 2 | 3 и 4 | |
Хвойные: | ||
лиственница | 650 | 800 |
сосна, ель, кедр, пихта | 500 | 600 |
Твердые лиственные: | ||
дуб, береза, бук, ясень, клен, граб, акация, вяз, и ильм | 700 | 800 |
Мягкие лиственные: | ||
осина, тополь, ольха, липа | 500 | 600 |
- Плотность свежесрубленной древесины хвойных и мягких лиственных пород следует принимать равной 850 кг/м³, твёрдых лиственных пород — 1000 кг/м³.
- Плотность клееной древесины следует принимать как неклееной.
- Плотность обычной фанеры следует принимать равной плотности древесины шпонов, а бакелизированной — 1000 кг/м³.
- Плотность древесины из однонаправленного шпона 500-600 кг/м³, зависит от породы древесины шпонов.
Древесные породы
В природе существует множество древесных пород, имеющих различные свойства, применяемые в разных сферах промышленности. Чтобы правильно выбрать нужную породу дерева, необходимо знать особенности каждой из них.
Разные виды древесины отличаются один от другого по цвету. Цвет зависит от нескольких факторов: породы дерева, возраста, скорости роста, а яркость цвета — от количества содержащихся в нем красящих веществ. Заболонь дерева имеет более светлый оттенок, чем ядро. Заболонью называют внешнюю часть дерева с живыми клетками. Ядровая часть дерева всегда более темная, где сконцентрировано основное количество дубильных веществ и смол. Ядровые породы деревьев имеют темную древесину, а заболонные – светлую. К ядровым относятся такие распространенные породы деревьев: лиственница, сосна, ясень и другие. У заболонных пород ядровый слой очень узкий и по цвету мало отличается от заболони. К таким породам относится береза, груша, липа, бук, граб и ольха. У клена, ясеня и граба очень светлая древесина, а у березы — белая. В основном из этих пород изготавливают паркетную доску. Желтую древесину имеет самшит. Используется в художественных и декоративных целях. Сосновая древесина при старении приобретает серый оттенок.
Из хвойных пород изготавливают пиломатериалы и другие строительные компоненты, так как они обладают легкой структурой, удобной для обработки. Самой легкой из них является пихта. Большинство используемых хвойных пород, произрастают в нашей местности, поэтому покупателю предоставляется широкий выбор дерева для различных целей по приемлемым ценам.
Самой легкой в мире является древесина бальсы. Она растет в лесах Южной Америки. Использовалось индейцами для изготовления плотов. Оно растет настолько быстро, что не имеет годичных колец. Его структура состоит из сплошной клетчатки, наполненной водой. После просушки древесина стает тверже дубовой, а вес составляет 120 г на 1 куб.м., что в два раза легче коры пробкового дерева. Бальсу используют в самолето- и кораблестроении, также это отличный изоляционный материал.
Змеиное дерево или снейквуд – самое тяжелое и твердое дерево в мире. Произрастает в Гвиане, Гайане и Суринаме. Его плотность составляет 1300 кг на 1 куб.м. Из снейквуда изготавливают декоративные поделки высочайшего качества, ручки для ножей, зонтов, смычки и луки для стрельбы. Материал из этого растения трудно поддается обработке из-за своей твердости, но дает хороший результат при отделке и полировке.
Лиственные породы успешно используются для производства различных видов мебели. Они имеют более темную древесину, широкую палитру цветов, успешно используемую в дизайне элементов мебели и декора.
Качество любого изделия, изготовленного из дерева, зависит от уровня твердости используемого материала. Чем тверже материал, тем выше его износостойкость. Уровень твердости определяется методом Бриннеля. Для этого в поверхность заготовки вдавливают металлический шарик диаметром 10 мм с силой 100 кг. Результат определяется по диаметру углубления и типу деформации. Чем выше показатель коэффициента твердости, тем крепче и тверже порода дерева.
Мягкая древесина
Мягкие сорта древесины с коэффициентом до 40 МПа имеют такие известные лиственные растения: липа, тополь, каштан. Хвойные: ель, сосна, пихта. Все они используются в строительстве, хорошо обрабатываются, из них сооружают стропильные конструкции, изготовляют мебель, окна, двери, мелкие декоративные изделия.
Твердая древесина
Коэффициент твердости от 40.1 МПа до 80 МПа имеют твердые породы, а выше 80 МПа – очень твердые породы древесины. Вершину твердости среди лиственных пород занимает дерево ятоб, растущее в лесах Южной Америки. Дерево имеет кирпично-красный цвет при распиле. Из него производят мебель, паркет, мелкие элементы интерьера. За ятобом по твердости следует сукупира, ярра амазонская, мутения, орех грецкий, ясень, дуб. А из хвойных пород рекорд твердости принадлежит лиственнице, изделия из которой приравниваются к каменным. Твердые сорта деревьев нашли свое применение в изготовлении высокопрочных конструкций.
Сравнение других характеристик
Самой качественной считается древесина старого дуба, который в природных условиях может прожить и тысячу лет. Чем дольше росло дерево, которое может достигать двухметрового обхвата, тем оно тверже и красивее в текстуре, особенно в радиальном распиле. В столярном деле востребована древесина дуба в возрасте от 150 лет до 2-векового срока. Далее повышается твердость, а вместе с ней – и сложность в обработке. Если нужен сруб колодца, бочонок, речные сваи или внутренняя отделка помещения – пиломатериал не встретит достойной конкуренции.
Мебель востребована благодаря возможности быстро отбеливать, придавать любые оттенки, противостоять грибку и плесени благодаря наличию природных антисептиков. Она всегда дороже, но есть соображения дизайнеров, уверенных, что гарнитур из дуба неуместен в маленьком помещении или малогабаритной квартире, хотя изготовители утверждают, что дубовая мебель может украсить практически любое помещение.
У бука есть свои достоинства:
- на первый взгляд, да и не имея профессиональных знаний невозможно отличить буковую и дубовую мебель;
- она нередко красивее благодаря способности легче поддаваться обработке, сохранять нужный оттенок даже после нанесения нескольких слоев лака, подвергаться процессу сушки и не растрескиваться;
- если сравнить внешний вид и стоимость, то разница (и весомая) часто мотивирует в пользу бука по двум показателям;
- не понимая особенностей древесины, можно легко натолкнуться на подделку от недобросовестного производителя и купить буковую мебель вместо дубовой;
- в свою очередь, изделия из бука подделывают нечасто и честно позиционируют использованный исходник, так что переплачивать не придется.
Если же речь не о мебели, а об отделке или постройке лестницы в доме, всегда учитывается, что дуб плотнее, дольше служит и выдерживает механические нагрузки. К тому же он – безусловный лидер по влагостойкости, поэтому уместен в бане и на улице.
Экзотические древесные породы
К разряду экзотических для наших широт пород древесины следует отнести секвойю, чёрное и красное дерево, а также бакаут и палисандр. Секвойя представляет семейство самых крупных и долговечных древесных растений и встречается в основном в Северной Америке.
Известны образцы этих деревьев высотой почти 120 метров и диаметром в обхвате до 15 метров (их предполагаемый возрасте составляет около 6 тысяч лет). Секвойю успешно культивируют на южных оконечностях Крыма и в других зонах Причерноморья. По своим свойствам она напоминает российскую ель, но в отличие от той более устойчива к гниению. Её, как и африканский абач, нередко применяют при производстве мебели и карандашей, а также в отделке интерьеров.
Под наименованием «красное дерево» в общепринятой классификации понимается целый ряд прочных древесных пород (включая мербау), имеющих характерный красноватый оттенок.
Дополнительная информация: наиболее популярным и непревзойдённым по цвету и красоте сортом красного дерева считается американское махагони, встречающееся только в Центральной Америке.
Одна из разновидностей экзотической древесины под наименованием африканский падук широко применяется при производстве элитной мебели. Благодаря своим прочностным характеристикам (высокому показателю твёрдости) деревья этого сорта применяются при отделке вагонных салонов и кают.
Под чёрными понимаются породы, имеющие характерный тёмный оттенок волокон (к ним относятся элитные сорта эбенового дерева из Индии, в частности). Этот вид «цветной» древесины идёт на изготовление рояльных клавишей, корпусов духовых инструментов, а также для инкрустации элитной мебели.
Бакаут – это вечнозеленое древесное растение, нередко встречающееся в субтропиках и обладающее плотной и твердой структурой с запахом ванили. Оно с большим трудом поддается механической обработке и чаще всего применяется для изготовления особо прочных деталей станков и машин. Чем-то схожий с бакаутом палисандр очень твёрд, но зато легко полируется. Он бывает востребован при изготовлении элитной мебели, паркетных наборов и музыкальных инструментов (пианино, в частности).
Критерии подбора
При выборе мебели следует учитывать износостойкость материала, прочность, крепость, эластичность и устойчивость к влаге. Так, мебель из плотных сортов имеет более продолжительный срок службы, а мягкая в большей степени подвержена внешним механическим воздействиям. Прочную мебель лучше всего использовать на кухне — здесь уместны клен, акацию, тис, а также самшит, кизил и мербау.
В гостиной достаточно материала умеренной твердости — дуб, бук, орех либо вишня. В спальне и детской желательно обустроить зону отдыха из соснового массива. Садовую мебель обычно делают из стойких к влажности акации, дуба и тика.