Породы древесины и их использование

Вяз, ильм, берест

Ядровые породы. Годичные слои хорошо различимы, на поперечном разрезе в поздней древесине видны светлые волокнистые непрерывные линии, направленные вдоль годичных слоев (у вяза, ильма) или под углом к ним (у береста). Древесина вяза имеет сравнительно широкую желтовато-белую заболонь, постепенно переходящую в светло-бурое ядро. Сердцевинные лучи у вяза заметны только на радиальном разрезе в виде коротких штрихов, они имеют одинаковый цвет с окружающей древесиной. Сердцевинные лучи можно обнаружить лишь по блеску. У древесины ильма ядро темно-бурое, заболонь узкая. Сердцевинные лучи видны на поперечном разрезе, они создают характерную рябоватость. Берест по внешнему виду очень похож на ильм. Древесина вяза, ильма и береста примерно одинакова по свойствам и применяется в одних и тех же областях.

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.

Тепловые свойства

  К тепловым свойствам относятся теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность и тепловое расширение.

  Теплоёмкость — это способность древесины аккумулировать тепло. Она увеличивается с увеличением влажности.

  Теплопроводность — свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. Теплопроводность увеличивается с увеличением влажности и плотности. Вдоль волокон теплопроводность в среднем в 2 раза больше, чем поперёк.

  Температуро-проводность — способность древесины выравнивать температуру по объёму.

  Тепловое расширение — это способность древесины увеличивать линейные размеры и объём при нагревании. Коэффициент теплового расширения древесины в 3-10 раз меньше, чем у металла, бетона, стекла.

Степень твёрдости деревьев, характерных для России

Прочные породы дерева используются не только в стандартных случаях, для изготовления пола и мебели, но также и в производстве сувениров, рабочих деталей для разного оборудования, например, станков. В Южных странах растет огромное количество деревьев с прочной и стойкой древесиной, например, ятоба. Это дерево растёт в Южной и Центральной Америке, в тропическом лесу. Прочность по шкале Бринелля- 7 баллов. Заготовки из ятобы имеют светлый оттенок и сероватым налетом, однако, сердцевина окрашена в насыщенный оранжевый или красный цвет. После того, как дерево спилено, оно постепенно темнеет. Через неделю приобретается постоянная окраска – кирпично-красная. Это дерево быстро растет и достигает до 40 метров в высоту.

Используя такие породы деревьев можно создавать не только мебель и материалы для обшивки дома, но и декоративные элементы

В общем рейтинге по твёрдости заготовок второе место занимает необычное дерево сукупира. Показатель твёрдости составляет около 5,6 баллов. В России сукупира не растёт, её доставляют из Амазонии. В центре древесина тусклая, красновато-коричневого оттенка, но к краям становится более светлой. Когда дерево распиливается, можно заметить четкие полосы желтого цвета, это паренхима. Текстура сукупиры очень своеобразная. Наблюдается странный узор на спиле, что объясняется содержанием маслянистых веществ, древесного эфирного масла. Они содержатся прямо в древесине и делают её устойчивой к уничтожению паразитами. В сукупире практически не содержится микроорганизмов и жуков, стачивающих кору.

Ярра амазонская обладает очень высокой прочностью, её показатель – 6 баллов. Дерево растёт на территории Южной Америки. В сердцевине дерево имеет насыщенный сливовый или темно-красный оттенок, а заболонь отличается коричневатым или желтоватым цветом. При распилке заготовки из ярры темнеют под воздействием влажности. Доски получаются гибкие, но распилить их и добиться идеально ровной формы сложно.

Подобный материал используется для строительства плавательных средств – лодок, а также для зданий, особенно, в регионах с повышенной влажностью

Дерево, растущее в тропических лесах Западной Африки достигает в высоту 60 метров. Мутения очень прочная и имеет показатель 5 баллов. Заготовки мутении отличаются коричневым цветом, напоминающим грецкий орех. Дерево уникально за счёт появления фиолетовых «лучей» при распиле.

Прекрасные элементы для отделки помещений, детали интерьера, мебель и другие приспособления могут быть изготовлены из этого дерева

На территории Малой Азии и Европы с южной стороны растёт орех европейский. По шкале твёрдости это дерево достигает показателя 5 баллов. Древесина орехового дерева очень дорогая и высоко ценится истинными любителями натуральной, качественной мебели. Структура досок очень необычная – можно заметить волнообразный рисунок, при этом волокна параллельные и ровные.

Древесина используется при изготовлении дорогостоящих украшений и мебели. Однако, есть один недостаток, готовые изделия необходимо обрабатывать и защищать от поедания жуком древоточцем

Показатель твёрдости для дерева Мербау достигает 4,9 баллов, что не самый большой, но и не маленький. Природная зона, в которой лучше всего растёт мербау – Папуа, Новая Гвинея, Азия. Средняя высота взрослого мербау – 30 метров. Из-за высокой плотности дерево очень много весит, в среднем – до 800 кг на кубический метр. Естественный оттенок древесины – жёлтый или светло-оранжевый. Со временем, после распила и обработки доски темнеют, становится коричневатыми, с бронзовым или серебряным отливом.

Поскольку дерево имеет извилистые и прямые волокна, получаются красивые доски. Часто мербау используют и при отделке ванных комнат, бань

Для тех, кто предпочитает хвою, идеальным вариантом станет лиственница. По плотности она не превосходит другие деревья, по шкале Бринелля у лиственницы всего 2,6 баллов, однако, она износостойка. Цвет досок – тёмно-красный у ядра и по краям с желтоватым оттенком. Лиственницу используют при строительстве домов, они выдерживают долгое время даже в самых влажных регионах. Вязкость древесины высокая, поэтому обработка происходит крайне медленно. При попадании влаги древесина становится прочнее, а если её намеренно вымочить, можно получить показатель прочности, сопоставимый с камнем.

В таблице вы можете увидеть показатели твёрдости разных пород деревьев

Какие породы дерева вы использовали в отделке, и какие доски показались наиболее прочными, износостойкими?

Железное дерево

Под этим названием объединены несколько десятков видов деревьев, которые произрастают в основном в азиатских странах, Океании и Австралии. От всех остальных деревьев их отличает один признак — плотность более 1000 кг/м , т. е. более, чем плотность воды.

Парротия персидская (железняк, демир-агач, амбур) — названа в честь естествоиспытателя Ивана Паррота. Произрастает в реликтовых лесах Азербайджана. Красивый внешний вид и устойчивость к морозам сделали её популярным декоративным растением в Европе. Из-за своей редкости древесина не подвергалась классификации, но доподлинно известно о её исключительной прочности. Местные жители издавна делали из неё топорища, доску пола и ответственные столярные изделия. Стоимость парротии в разы выше, чем на древесину с такими же свойствами — реликтовые леса находятся под охраной государства и ЮНЕСКО.

Квебрахо или красное дерево — произрастает в северных районах Бразилии и Аргентины. Его название произошло от сочетания слов quiebra-hacha (исп.), что в переводе значит «ломать топор». Красное квебрахо относительно распространено в России, поэтому есть данные о его испытаниях:

Плотность — 1200 кг/м3.

Твёрдость поперечного среза — 81,5 МПа.

Твёрдость по Бриннелю — 3,2кг/мм2.

Большую ценность помимо «вечного» материала для мебели в древесине квебрахо представляет танин, который и придаёт ему красный оттенок. Из коры и древесины получают экстракт, который применяется для лечения астмы, болезней сердца и кровообращения.

Менее распространённый вид — белое квебрахо — имеет меньшую плотность (850 кг/м3) и редко используется на территории Евразии из-за наличия более дешёвых местных аналогов.

Бакаут или Гваяковое дерево — национальный символ Ямайки (цветок). Произрастает на островах Карибского моря, в Южной Америке и Индии. Древесина его настолько плотная, что не имеет возможности раскалываться, и составляет от 1200 до 1450 кг/м3. Смола бакаута представляет ценность для медицины — на её основе делают лекарственные препараты и химические реактивы.

Исключительная твёрдость и высокая естественная промасленность дают дереву долговечность и хорошие механические свойства. «Послужной список» бакаута — самый внушительный из всех:

Детали старейших парусных судов, которые сохранились и сегодня.

Детали напольных часов с деревянным механизмом.

Подшипники (!) в рулевых и винтовых механизмах дизельных подводных лодок и турбины электростанции (!) Коновинго (Conowingo) на реке Саскуэханна.

Шары для кегельбана, клюшки для крокета и дубинки для британских полицейских.

Список областей применения даёт понять, что в некоторых случаях бакаут вполне может заменить железо.

Приобрести материалы из деревьев, описанных выше, крайне затруднительно по двум причинам. Первая — большинство их растёт в тропиках или отдалённых (от России) районах мира. Вторая — почти все они находятся под охраной из-за своей редкости. Поэтому приобретение этого ценного материала — отдельно взятая задача, которую следует планировать в долгосрочной перспективе.

Однако есть более популярное и приемлемое решение — использование имитации заданной породы из более распространённого и дешёвого материала. Например, паркетная доска из лиственницы может быть отделана тонким слоем квербахо и выглядеть после монтажа как квербахо. Такой подход приносит желаемый результат, разумно экономя средства и природные ресурсы.

Виталий Долбинов, рмнт.ру

Древесина для мебельного производства

При изготовлении деревянных предметов интерьера применяются готовые щиты, предварительно вырезанные из цельной древесины или полученные путем склеивания тонких пластин. В качестве исходного сырья для них берут древесный ствол, именуемый деловой древесиной.

Ствол один, а древесина разная

Древесина на разных участках ствола неодинакова по характеристикам.

В средней части ствола обычно четко выражена сердцевина, формирующаяся за первые годы существования дерева. Она имеет рыхлую структуру. У лиственных пород диаметр сердцевины обычно больше, нежели в хвойных.

Ежегодно дерево «надевает» на себя все новые слои древесины, и ствол утолщается. Так возникают годичные слои, расходящиеся от центра концентрическими кольцами. У каждой породы своя выраженность годичных колец – в этом состоит ее уникальность.

Одновременно с формированием очередного слоя те, что образовались ранее, (окружающие сердцевину), постепенно отмирают. У ряда деревьев эта отмершая часть древесины приобретает более темную, в сравнении с остальными слоями, окраску.

Отмершие слои принято называть ядровой частью, а область «живой» древесины, окружающей ядро – заболонью. Область ядра меньше повержена растрескиванию и гниению, поэтому более всего ценится мебельщиками. Древесина заболони менее прочна, поэтому некоторые мастера в процессе заготовки материалов избавляются от этого слоя.

Время года и качество древесины

В разное время года древесина годичного слоя нарастает по-разному, и от этого тоже зависят качественные характеристики разных участков ствола.

В весенне-летний период древесный слой растет быстро, по осени темп роста замедляется, а зимой и вовсе сходит на нет. Это влияет на качество древесины: весенняя более рыхлая, окрашена в светлые тона, а осенняя – плотная и темная.

Ширина годичных колец не только формирует внешний вид, но и влияет на свойства древесины.

• Среди хвойных пород (к примеру, у сосны) самыми качественными принято считать экземпляры с более узкими годичными слоями.
• В отношении дуба и ясеня обратная ситуация: у них наличие широких колец указывает на значительную прочность.
• У березы размер колец никак не взаимосвязан с характеристиками древесины.

При благоприятствующей росту погоде формируется годичное кольцо значительной ширины, а в суровых условиях (независимо от времени года) получаются узкие кольца, не всегда различимые невооруженным взглядом.

Как выбрать нужный сорт

После поступления на склад древесину уже не проверяют на наличие изъянов. Покупая лесоматериалы, человек должен полагаться на нормоконтроль и собственные знания. Чтобы сделать правильный выбор, нужно изучить сортовые характеристики и опираться только на них.

Часто вместо цифровых значений сорта древесины помечают буквами А, В, С. Эти обозначения соответствуют количеству дефектов изделия.

Иногда можно столкнуться с тем, что отборный класс маркируется цифрой 0, либо обычной горизонтальной чертой. Первый класс (1) обозначается точкой, второй — двумя точками или двумя наклонными чертами. Третий сорт (3), по аналогии, 3 точками или 3 вертикальными полосками. Каждый производитель по-разному маркирует изделия.

Советы по выбору пиломатериалов:

Если изделия необходимы для использования вне помещения, то стоит обратить внимание на отсутствие на них глубоких трещин. Что касается сучков, то они существенно снижают механические характеристики древесины.
Близко расположенные годичные кольца — признак прочности материала

Если кольца идут параллельно друг другу, то можно смело изготавливать из такой древесины мебель. Твердые породы деревьев годятся для возведения лестниц и напольных покрытий.
Не стоит использовать лесоматериалы отборного класса там, где подойдет второсортное или третьесортное сырье.

Определить качество и сорт древесины можно визуально, но лучше приобретать лесоматериалы у проверенного поставщика.

Определение прочности и виды нагрузок

Одним из важных механических свойств древесины является ее устойчивость к разрушающим механическим воздействиям, то есть прочность. Зависит она от разных факторов, самые важные из которых:

• Плотность;
• Влажность;
• Присутствие пороков;
• Порода древесины;
• Наличие разрушающих нагрузок в разных направлениях (например, поперек или вдоль волокон), то одно и тоже дерево будет иметь разную прочность.

На прочности дерева отражается содержание влаги в клеточных оболочках – связанная влага. Чем больше влажность, тем меньше прочность. Однако это правило действует до показателя влажности 30 %, который является пределом гигроскопичности. После достижения этого предела прочность остается неизменной даже при увеличении количества влаги. При определении показателей прочности образцы древесины должны иметь одинаковую влажность. Продолжительность разрушающей нагрузки также сильно отражается на показателе прочности.

Нагрузки различают по силе, направлению и времени воздействия. Статические действуют с постоянной силой или с постепенным увеличением, а динамические очень недолго, только в момент соприкосновения с поверхностью дерева. Эти нагрузки принято называть разрушительными, поскольку от их действия структура древесины нарушается. Крайние показатели прочности, при которых древесина способна сохранить свою структуру, называют пределом прочности. Единица измерения прочности – Па/см2 или иначе кгс на 1 кв. см.

Прочность измеряют во всех направлениях – продольном, радиальном и тангенциальном. При испытаниях применяют силы растяжения и сжатия, а также испытывают на изгиб и скалывание. Ниже приведена таблица механических свойств древесины.

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

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.

Физические свойства древесины

1. Плотность.

Абсолютное значение, измеряемое соотношением веса к объему. Плотность напрямую зависит от разновидности породы и количества влаги. Чем меньше влажность, тем ниже плотность.

2. Теплопроводность.

Свойство древесины пропускать тепло от корней до кроны. На качество теплопроводности влияют такие факторы:

• температура воздуха;
• внутренняя влажность;
• насыщенность;
• количество теплоты.

3. Звукопроводность.

Особенное свойство лесоматериалов — пропускать звук. Звукопроницаемость у древесины повыше, чем у некоторых материалов

Этот показатель необходимо принимать во внимание в строительстве, где крайне важна звукоизоляция стен и столярных изделий

4. Электропроводность.

Положительное свойство пиломатериалов пропускать ток. На электропроводность влияют влажность, порода, направление волокон и температура. Сухая древесина не пропускает электроток, что даёт возможность использовать ее как изоляционный материал.

5. Влажность.

Степень увлажненности пиломатериалов, это — показатель качества и износостойкости изделий из древесины. Отличительное свойство: чем меньше содержание влажности, тем дольше она не подвергается гниению.

6. Коррозионная стойкость.

Отсутствие коррозии — немаловажное свойство у изделий, изготовленных из древесины. Особенно это касается тех изделий, которые подвергаются эксплуатации на открытом воздухе

7. Цвет, блеск, запах и текстура.

Данные свойства позволяют зрительно определять породу древесины и имеют чисто художественное значение.

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.

Рябина

Порода ядровая с широкой заболонью красновато-бурого цвета. Древесина плотная, твердая, прочная, тяжелая, огнестойкая, отличается хорошей сопротивляемостью ударам. Плохо обрабатывается. Высушить свежесрубленную древесину не так-то просто

При неосторожной и слишком поспешной сушке древесина покрывается множеством крупных и мелких трещин. Гораздо надежнее использовать древесину засохшей на корню рябины

Древесина рябины хорошо окрашивается, принимает протраву. После шлифования и полирования приобретает красивый шелковистый блеск. Плотная и одно родная, она чисто обрабатывается режущими инструментами и представляет собой замечательный материал для токарных и резных работ. Причем резьбу можно выполнять очень тонкую.

Технические характеристики ствольного материала дуба

Деревья дуба произрастают во многих регионах, достигая высоты 30-40 м при продолжительности жизни 300-400 лет. В особо благоприятных условиях отдельные экземпляры превышают высоту 50 м, продолжая свое развитие на протяжении 1500 лет.

Фото дерева дуба

• Плотность (удельный вес) составляет 570-690 кг/м3 для практически сухой древесины. Усредненное значение в воздушно-сухом состоянии достигает 700 кг/м3. Высокая плотность позволяет классифицировать древесину дуба как среднюю или тяжелую.
• Объемный вес (учитывает обводненность и наличие неоднородностей в структуре дерева) составляет 700-800 кг/м3 (при влажности 10-15 %) и может превышать 1000 кг/м3 в свежесрубленном состоянии.
• Предел прочности – 55,9 МПа (при сжатии вдоль волокон) и 87,3 МПа (при статическом изгибе).
• Модуль упругости – 12,2 ГПа. Это наиболее высокое значение среди древесины доступной ценовой категории. Большим значением обладает только редкая сибирская лиственница.
• Естественная влажность – 60 %. Из-за высокой природной плотности самой древесины, пиломатериал дуба отличается повышенной массой в невысушенном состоянии. После сушки производить работы с деревом, в том числе транспортировку, значительно легче.
• Химический состав – в неорганическую часть древесины, остающейся в виде золы после сжигания, входят щелочные и щелочноземельные элементы. В составе основной органической части материала содержатся целлюлоза – 23-50 %; дубильные вещества – 2-10 %; смолы – 0,3-0,6 %; гемицеллюлоза – 17-30 %; лигнин – 17-30 %.
• Твердость. Различают несколько видов данного параметра. Торцевая твердость дуба составляет 57,3 Н/мм2, радиальная – 48,2 Н/мм2, а тангенциальная – 52,8 Н/мм2.
• Цвет дуба лежит в широкой гамме – от практически белого до черного (мореный дуб). Красные оттенки отсутствуют, а наиболее распространены серые, золотистые и коричневые цвета.
• Текстура – отчасти пористая, имеет радиально расположенные лучи. Дубовая текстура принята за эталон и имитируется в большом количестве декоративных покрытий.

Параметры пиломатериала дуба и других лиственных деревьев стандартизированы в общем документе ГОСТ 9462-88.

В нем установлены допустимые значения длины и толщины бревен, количество сучков, дефектов и других браковочных показателей. Использование ГОСТа позволяет усреднить поставки материала разных производителей и регионов.

Эксплуатационные параметры древесины дуба:

• температура воспламенения – 230 ºС (при наличии источника открытого огня), самовоспламенения – 370 ºС (при беспламенном нагреве);
• теплопроводность (вдоль/поперек волокон) – 400/200 мВт(м·К);
• удельная теплота сгорания (низшая, используемая на практике) – 3240 ккал/л;
• гигроскопичность – низкая;
• зольность – 0,35 % (при сжигании стволовой массы).

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.

Плотность

Плотность древесины (объемная масса) – это отношение массы древесины к ее объему, выражается в кг/м3. Плотность древесины зависит от ее влажности. Все показатели физико-механических свойств древесины определяются при влажности 12%.

Между прочностью и плотностью существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной. Плотность определяется количеством древесинного вещества в единице объема.

По плотности при влажности 12 % древесину можно разделить на 3 группы:

• легкой плотности – до 550 кг/м3 (бальса, пихта сибирская, ель, ива, сосна, осина, липа, ольха);
• средней плотности – 551–700 кг/м3 (конский каштан, орех, береза, вишня, лиственница, тик, бук, дуб, свитения, платан, клен);
• плотные породы – от 771 кг/м3 и выше (ясень, слива, пекан, самшит, хурма, яблоня, маслина).

Плотность древесины имеет большое практическое значение. Более плотная древесина хуже пропитывается антисептиками, менее подвержена истиранию на таких местах, как полы, лестницы, перила.

Общие сведения о пиломатериалах

Термин «пиломатериалы» предполагает собой ряд изделий из древесины определенных размеров и качества.

Деревянная продукция изготавливается путем деления бревен на части с последующей раскройкой. В результате получаются заготовки, деревянные детали и непосредственно сами пиломатериалы.

Категория пиломатериалов по сортименту подразделяется на:

1. Бруски — это изделия толщиной не более 100 мм. Ширина, как правило, составляет менее 200 мм. Бруски нередко применяют для изготовления дверного короба. Также с их помощью выравнивают поверхности.
2. Брусья — имеют ширину более 100 мм и подразделяются на двух-, трех- и четырехкантные.
3. Горбыли — остатки процесса деревообработки. Изделие представляет собой односторонне выпуклую доску. Горбыли используют в качестве основы для постройки ограждений, заборов, чернового пола, лавок и дизайнерских задумок.
4. Обаполы — продукция, получаемая из боковой части бревна после его распиловки. Данный пиломатериал изготавливают из хвойных пород дерева.
5. Шпалы — брусья крупного сечения, которые укладывают поперек полотна железной дороги.

Самым популярным видом деревянных изделий считаются доски различной толщины и длины.

Типы пиломатериалов по способу обработки:

1. Торцованные — обработанная древесина, которой придализаданную длину.
2. Неторцованные — необработанные со стороны торца изделия.
3. Калиброванные — высушенный до определенной влажности и впоследствии обработанный материал в соответствии с заданными размерами.
4. Строганные — получаемые путем обстругивания одной плоскости или двух кромок.
5. Конструкционные — материалы, изготовленные из твердых пород дерева (дуб, лиственница).

По типу распиловки лесоматериалы бывают тангентальной и радиальной распиловки. Первый тип распила производится по касательным к линиям годовых колец ствола на небольшом расстоянии от сердцевины. Второй тип — это распиливание, при котором срез производят через сердцевину бревна.