Породы древесины и их использование

Самые крепкие и прочные деревья в мире.

В России самым крепким деревом в мире считается береза Шмидта, которая растет в Приморье, в государственном заповеднике «Кедровая падь». Береза Шмидта относится к железным деревьям и обладает невероятной прочностью.

Одним из самых твердых деревьев в мире считается дерево Ятоба. Растет оно в Южной Америке, и местные жители называют его Бразильской вишней. Несмотря на это, растение ни имеет к вишне никакого отношения. Ятоба вырастает до 40 метров в высоту, обладает широкой кроной и остроконечными серповидными листьями, длина которых достигает 7,5 см. Ятоба применяется при производстве паркета и других строительных материалов.

Не менее прочнейшими деревьями на планете являются Мутения, Мербау и Сукупира.

Мутения растет в западной Африке. Ее древесина цветом похожа на орех. Структурой же она напоминает тик. Из мутении хорошо получаются элементы отделки.

Мербау растет на Соломоновых Островах, Фиджи, а также в Индонезии и Малайзии. Вырастает до полусотни метров и устойчиво к влаге. Из него делают паркет, двери, отделочные панели.

Сукупира тоже житель Южной Америки — оно растет в Колумбии, Венесуэле, и Бразилии. Цвет зрелой древесины красиво отливает красным и коричневым со светлыми прожилками, образующими интересную текстуру. Обрабатывать это древесину непросто, но оно имеет отличные показатели качества: на ней не живет грибок, и ею не питаются вредители. Сукупира великолепно поддается шлифовке и полировке.

Ясень

Всем известный Ясень тоже весьма прочен. Мощное дерево, вырастающее до 30 метров в высоту (некоторые экземпляры бьют рекорды 60 метров), с диаметром ствола до метра. В старину из ясеня делали луки, копья, дубинки, колья, рогатины и другой спортивно-охотничий инвентарь.

Клен

Клен канадский (сахарный) растет в Канаде и на востоке Северной Америки. Широко используется в различных областях строительства. Является символом Канады, что отражает государственный флаг с его изображением.

Дерево Ярра

Дерево Ярра — это подвид эвкалипта, растет он в Австралии, а его древесина изобилует разными оттенками красного цвета — от розового до бордового. Растет очень быстро, за год способен дорастать до 30 метров. Отлично поддается обработке и используется в элементах отделки.

Бахиа (Розовое дерево) растет только в одной стране – Бразилии. Имеет прочность в 4,4 балла по Бриннелю. Отличительная особенность этого вида – древесина имеет запах розы. Плотное и твердое дерево прекрасно поддается полировке. Используется для изготовления мебели, некоторых музыкальных инструментов и предметов бытового назначения.

Дуб

Хорошо зарекомендовало себя в строительстве известное дерево в Европе и России — Дуб. Имеет огромное количество разновидностей, до 600 видов. Растет на всем Северном полушарии. Дуб прочен, тяжел и плотен. Применяется чрезвычайно широко, от изготовления бочек до сувениров и предметов обихода.

Бук обладает примерно теми же характеристиками, что и дуб. Это мощное дерево, способное достигать 30 метров в высоту с диаметром ствола до двух метров. Бук широко используется при изготовлении строительных материалов, паркета, и некоторых музыкальных инструментов. Имеет интересное свойство изгибаться при обработке паром, что позволяет использовать его для изготовления венских стульев и иных предметов округлой формы.

Состав

При изучении вопроса о древесине обязательно необходимо ознакомиться с ее составом. В ней содержатся органические вещества, в которые входят:

· азот;

· водород;

· углерод;

· кислород.

Элементарный химический состав у разных пород остается почти одинаковым. Абсолютно сухой материал будет содержать углерод в объеме 49,5 %, 6,3 % водорода и 44,2 % кислорода с азотом. Последний содержится в материале в объеме 0,12 %. Элементарный химический состав древесины в области ветвей и ствола почти не отличается. Условия произрастания тоже никак не влияют на содержание основных элементов.

Помимо органических веществ, в древесине имеются минеральные соединения, которые дают при сгорании золу. Количество упомянутого элемента достигает 1,7 %. У отдельных пород объем золы может быть выше и составляет 3,5 %. У одной и той же породы количество золы будет зависеть от части дерева, условий произрастания и возраста, а также положения в стволе.

Больше золы получается при сжигании листьев и коры, а стволовая древесина дуба дает примерно 0,35 %. Древесина ветвей содержит больше золы, чем древесина ствола. В составе золы соли щелочноземельных металлов. Если речь идет о древесине сосны, то в золе, а также в золе березы и ели содержатся соли кальция в объеме 40 %.

По химическому составу ранняя и поздняя древесины почти одинаковы, это относится к содержанию гемицеллюлозы, лигнина и целлюлозы. Ранняя древесина содержит больше веществ, которые растворяются в эфире и воде. Это особенно свойственно лиственнице.

По высоте ствола химический состав меняется мало. В составе дуба не обнаружено почти ощутимых различий по высоте. У осины, ели и сосны в возрасте спелости обнаружено незначительное увеличение содержания целлюлозы.

Что такое обрезная доска?

Самый распространенный пиломатериал – доска обрезная сухая. Применяется в основном в период укладки фундамента, в обустройстве кровли, для монтажа перегородок, ограждений, крыши и пола. Незаменима в ремонтных и отделочных работах. Изготавливается с помощью распила бревна с нескольких сторон, согласно действующих норм. Готовые брусья подвергаются сушке для поддержания уровня влажности в 8-10%.

Пиломатериалы считаются долговечным вариантом. Изготавливаются разного качества в соответствии с целью применения, среди них:

1. Для черновых работ подходят варианты низкого качества. Обладают практичностью и долговечностью, но имеют небольшие дефекты, которые не мешают выполнению задач.
2. Высший сорт предназначен для оформления видимых частей сооружений. Обладающие практичностью и эстетическими качествами.

Обрезная доска – характеристики

Востребованность обрезных досок объясняется эксплуатационными свойствами. Среди них выделяют:

1. Удобство монтажа . Осуществляется с помощью столярных крепежей. Для установки не требуются специальные инструменты.
2. Удобство в хранении и транспортировке . Компактно укладывается, не требует особых условий для хранения, главное, избежать попадание влаги.
3. Общедоступность . Имеет невысокую стоимость, материал доступен в любой местности.
4. Размеры . Используется доска обрезная, размеры которой 50, 40, 30, 25 мл толщиной.

Производится доска обрезная по стандартам ГОСТ. Материал из лиственных пород древесины имеет три категории качества, хвойные – пять. Пиломатериал отборного сорта считается наилучшими и имеют маркировку обозначены «О». Остальные сорта имеют наименование 1-4 в зависимости от качества. Отметка проводится на худшей стороне материала или на кромке. Критерии регламентируются ГОСТом 24454-80. Применяется в следующих целях:

1. Первый сорт в изготовлении оконных рам, дверей, лестниц, отделки пола.
2. Второй сорт подходит на настилы, несущие конструкции, обрешетки.
3. Третий сорт рассчитан на несущие конструкции.
4. Четвертый идет на тары, мелкие заготовки.

Испытание механических свойств древесины на сжатие

Прочность на сжатие проверяют в продольном и поперечном по отношению к волокнам направлению. При этом при продольном сжатии происходит уменьшение длины образца. При испытании образца древесины мягких сортов с высокой влажностью торцы начинают сминаться, а боковые части выпирают в сторону. Древесина твердая и сухая при продольном сжатии начинает разрушаться и части образца сдвигаются в разные стороны.

Величина прочности при поперечном сжатии намного меньше, чем при продольном и их соотношение друг к другу составляет 1:8. Момент, в который происходит разрушение древесины при поперечном сжатии не легко определить, как и силу давления, при которой оно происходит.

Обычно проверяют прочность на поперечное сжатие в двух направлениях – радиальном и тангенциальном. При этом лиственные породы имеют прочность в 1.5 раза больше при сжатии в радиальном направлении, нежели при тангенциальном. Прочность древесины хвойных пород при сжатии в радиальном направлении ниже, чем при тангенциальном сжатии.

Испытание механических свойств древесины на сжатие: а — вдоль волокон; б — поперек волокон — радиально; в — поперек волокон — тангенциально.

Амазонское и африканское «железные» деревья

В Африке можно встретить дерево, относящееся к «железным» – называется оно азобе. В Бразилии же растет подобное дерево – амазонское «железное» дерево, которое отличается отличнейшей прочностью и твердостью древесины.

Это самое твердое дерево, произрастающее в заповедном лесу под названием «Кедровая Падь» (Приморский край). По прочности превышает такой же параметр чугуна в 1,5 раза. Можно даже выстрелить в эту березу из пистолета – пуля просто отлетит и не повредит ее ствол. Древесина этого дерева успешно заменяет металл. Живет редкое дерево примерно четыре сотни лет, что представляет весьма внушительный срок жизни, ведь ни одна береза не отличается подобным долголетием.

Древесина этого дерева, вырастающего до 8-ми метров, ранее применялась для производства деталей для часов, пуговиц, ружейных шомполов, деталей ткацких станков. А копья или стрелы, которые изготавливались из древесины кизила, не знали износа.

Плотность древесины и древесных материалов

1. 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

1. Плотность свежесрубленной древесины хвойных и мягких лиственных пород следует принимать равной 850 кг/м³, твёрдых лиственных пород — 1000 кг/м³.
2. Плотность клееной древесины следует принимать как неклееной.
3. Плотность обычной фанеры следует принимать равной плотности древесины шпонов, а бакелизированной — 1000 кг/м³.
4. Плотность древесины из однонаправленного шпона 500-600 кг/м³, зависит от породы древесины шпонов.

Классификация древесины

 1. по ядру и заболони

Цвет древесины связан с содержащимися в ней красящими, дубильными, смолистыми веществами и зависит как от породы дерева, так и от  его возраста, скорости произрастания, состава почвы, в котором росло дерево, а также климатических условий местности  произрастания. С течением времени цвет древесины меняется. Она «стареет» (патинирует), что не только создает ауру старины, но и затрудняет ремонт.

Древесина пород деревьев, произрастающих на территории России, в основном окрашена в светлые цвета. Древесина одних пород равномерно окрашена, а других имеет отличия в окраске – та часть, которая прилегает к коре, имеет более светлую окраску, чем центральная часть ствола дерева.

Это обусловлено тем, что по мере отмирания живых клеток внутри ствола дерева, они у них закупориваются водопроводящие пути, в них откладываются дубильные и красящие вещества, смолы и углекислый кальций, что и вызывает окрашивание центральной части ствола дерева  в более темный цвет.

Отмершая древесина внутри ствола называется  ядро, а слой живых клеток, вокруг ядра, — заболонь. При этом ядро – самая твердая часть ствола. Кроме того ядро имеет наибольшую плотность и устойчивостью к гниению. В зависимости от строения ядра и заболони породы дерева принято делить на 3 группы:

• Ядровые  —  отмирающие клетки образуют темное ядро. К ним относятся: кедр, сосна, лиственница, дуб, можжевельник, ясень, яблоня;
• Спелодревесные  — цвет отмерших клеток не отличаются от цвета от заболони: ель, осина;
• Заболонные — древесина в центре ствола не отмирает: береза, клен, липа, груша.

2. по твердости

Твердость древесины (дерева) — это способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел.  Твердость влияет на эксплуатацион­ные и потребительские свойства конструкций и  изделий из дерева. Напри­мер, на стойкость к появлению царапин и вмятин на деревянных изделиях, износостойкость различных напольных покрытий, ступеней лестниц и т. п.

Кроме того, класс твердости особенно важен при обработке древесины резанием, так как от твердости древесины заготовки зависит стойкость режущего инструмента.

По степени твердости породы дерева принято подразделять на 3 класса твердости : мягкие, твердые  и очень твердые. Твердость породы зависит от прочности и толщины клеточных стенок, от содержимого и плотности строения клетки. В зависимости от места произрастания деревья одного и того же вида имеют значительные различия. При этом есть общие тенденции: чем медленнее растет дерево, тем тверже его древесина по сравнению с быстро растущей, а спелая и сердцевинная древесина тверже заболони.  Классы твердости древесины:

• Мягкая  (плотность менее 540 кг/м3) — ель, кедр, сосна, пихта, осина, ольха, липа, каштан, тополь;
• Твердая (плотность от 550 — до 740 кг/м3) — лиственница, дуб, береза обыкновенная, бук, ильм, платан, клен, грецкий орех, яблоня, ясень;
• Очень твердая (плотность более 750 кг/м3) — береза железная, белая акация, рябина, кизил, граб, фисташковое дерево, самшит.

3. по стойкости к гниению

Древесина березы

В соответствии с ГОСТом  20022.2-80 древесина по стойкости к гниению породы подразделяется на классы:

Класс стойкости древесины к гниению	Порода
заболонь	ядро
Стойкие	Сосна, ясень	Кедр, сосна, лиственница, дуб, ясень
Среднестойкие	Ель, кедр, пихта, лиственница	Пихта, ель, бук
Малостойкие	Береза, вяз, бук, дуб, граб, клен	Клен, вяз
Нестойкие	Липа, осина, ольха	Береза, осина, липа, ольха

4. по пропитываемости

В соответствии с ГОСТом  20022.2-80 древесина по пропитываемости защитными средствами подразделяется на группы:

Группа древесины по пропитываемости	Порода
заболонь	ядро
Легкопропитываемые	Сосна, бук, береза	—
Умеренно пропитываемые	Кедр, европейская лиственница, дуб, граб, клен, ольха, липа, осина	Кедр, сосна, ольха, осина
Трудно пропитываемые	Ель, пихта, сибирская лиственница	Ель, сибирская лиственница, европейская лиственница, пихта, береза, вяз, дуб, ясень, бук

ТЕСТЫ НА ИДЕНТИФИКАЦИЮ ПОВАЛЕННОГО/СРУБЛЕННОГО ЛЕСОМАТЕРИАЛА

Может ли оно расти в данной местности? Справочник-определитель деревьев поможет сразу отсеять множество пород. Мелкие примечания типа «ареал произрастания ограничен северо-западным побережьем штата Орегон» сильно помогут сузить круг поисков, если вы находитесь на севере штата Нью-Йорк.

Прибегайте к здравому смыслу и ориентируйтесь по запаху. Размер дерева уже устраняет многих кандидатов: вряд ли хурма может вырасти до размеров дуба. Срежь-те небольшой фрагмент сердцевины древесины или стружку и натрите его слюной – так активируется запах. Многие виды древесины хранят яркий запах даже тогда, когда уже полностью высохли и стали, как кость. Почаще нюхайте древесину, с которой работаете в мастерской: вы хорошо запомните многие запахи.

Орех черный и сапеле

Обратите внимание на цвет. Ярко-желтая древесина маклюры оранжевой сразу дает нужную привязку

И кто может ошибиться в глубоком темном цвете древесины черного ореха? А сможете узнать цвет вишни? Учитесь запоминать цвет на сухой необработанной древесине. На поваленном дереве необходимо срезать верхний грязный, обветренный слой, чтобы увидеть истинный цвет.

А что с корой? Иногда кора – хорошая подсказка, как в случае с белой березой. Но нередко кора может выглядеть совершенно по-разному на разных экземплярах одного вида дерева. Кора ореха иногда похожа на кору черешни. У одного дерева в разном возрасте также кора немного отличается. Место, где растет дерево, и скорость его роста прямым образом влияют на цвет и структуру его коры.

Пустите в ход нож. Ножом или топором снимите кусок коры с поваленного дерева размером примерно с отпечаток ноги. Когда вы доберетесь до твердой древесины, срежьте плоский кусок. По цвету он может быть светлее сердцевины, потому что это заболонь, но рисунок волокон будет такой же, как на продольно распущенном пиломатериале, с которым вы работаете.

Виды древесины

Watch this video on YouTube

Основные хвойные породы

Из хвойных пород особо следует выделить сосну, которая занимает порядка 16 % площади всех лесных массивов России. Наибольшее распространение получила так называемая сосна обыкновенная, в основной своей массе произрастающая в Крыму и на Кавказе. Древесину этой породы относят к разряду хорошо поддающихся обработке мягких материалов и чаще всего применяют для изготовления окон, дверей, а также других элементов строений (лестничных маршей, например).

Ещё одна из представительниц этой группы – ель (пихта) – занимает до 12 процентов всех покрытых лесом российских площадей и широко применяется в народном хозяйстве. Материал хвойной ели по причине его повышенной сучковатости поддаётся обработке с большим трудом, но, несмотря на это, он привлекает пользователя однородностью структуры, приятным белым оттенком и малым содержанием смолистых веществ.

Этот сорт часто востребован при изготовлении строительных блоков, половых досок, наличников и плинтусов. Отборная древесина ели может применяться и при производстве бытовой мебели с целью декорирования жилых интерьеров. Из её коры научились изготавливать дубильные материалы, широко применяемые в кожевенной промышленности.

Лиственница очень распространена в нашей стране и занимает большую часть лесных насаждений. Её материал обладает прекрасными физическими характеристиками и по своей плотности и прочности заметно превосходит те же показатели для сосны. Кроме того, волокна лиственницы практически не поддаются гниению и обеспечивают изделиям из этого материала высокие прочностные показатели.

Сферы использования древесины лиственницы широки. Она применяется при сооружении гидротехнических конструкций, при изготовлении свай, шпал, телефонных столбов и опорных стоек для рудников. Ещё один представитель хвойных пород (кедр) очень схож по своим свойствам с елью и может применяться для изготовления шпал, стоек, мебели и карандашей.

Древесинный материал тиса ценится за свой привлекательный внешний вид, позволяющий использовать его при изготовлении элитных образцов мебели, а также при отделке интерьеров помещений. К категории хвойной древесины следует отнести и знакомый многим можжевельник.

Переработка

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

· химико-механический;

· механический;

· химический.

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

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

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

· цементно-стружечные плиты;

· древесностружечные материалы;

· столярные изделия;

· фибролит;

· арболит.

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

· газообразные;

· жидкие;

· твердые.

Наибольшее практическое значение из них имеет древесный уголь.

Твердость древесины

Напольные покрытия из натуральной древесины – экологический материал, который передает всю красоту природной текстуры дерева, а также имеет отличные эксплуатационные характеристики, при правильном уходе, полы из натурального дерева могут прослужить десятилетия. Но все породы древесины имеют различные физические характеристики, поэтому при выборе напольного покрытия необходимо учитывать следующие свойства древесины: твердость, прочность, стабильность, износостойкость.

Твердость древесины – это свойство древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. Твердость зависит от плотности древесины, она имеет отличия по всем направлениям. Например: твердость торцовой поверхности у лиственных пород выше, чем тангенциальная и радиальная на 30%, и на 40% у хвойных.

По степени твердости все породы древесины делят на три группы:

• Мягкие — есль, кедр, сосна, тополь, пихта, можжевельник, липа, осина, каштан, ольха, ива.
• Твердые – лиственница, бук, дуб, вяз, береза, ильм, рябина, клен, грецкий орех, яблоня, ясень.
• Очень твердые – канадский клен, акация белая, эвкалипт, мербау, кемпас, ятоба, ипе, кумару.

Твердость древесины зависит от множества факторов:

• Влажность;
• Содержание поздней древесины в годичных слоях;
• Место произрастания;
• Время года заготовки.

Например: повышение влажности на 1% уменьшает твердость торцовой части на 3%, а тангенциальной и радиальной на 2%. Увеличение поздней древесины повышает плотность и способствует улучшению механических свойств материала. Сосны, которые произрастают в сухой почве, имеют твердость выше, чем сосны, произрастающие в болотистой почве. Древесина, срубленная в декабре имеет твердость выше, чем древесина срубленная в феврале.

Как правило, твердые породы древесины лучше переносят механическую обработку: сверление, точение, фрезерование. Из таких пород изготавливают: напольные покрытия, стеновые панели, инструменты. Для работы с мягкими породами используют ручные инструменты: ножи, резаки и пр.

Твердость древесины по Бринеллю

Метод Бринелля – это механическое испытание древесины, которое позволяет определить твердость различных пород. Он является решающим методом контроля качества. Для измерения твердости древесины по Бринеллю используют шарик из стали диаметром 10 мм. Затем вдавливают его в поверхность, прикладывая определенную силу в течении определенного времени. После этого измеряют глубину и ширину образовавшейся вмятины и рассчитывают величину твердости. По методу Бринелля, чем выше твердость древесины, тем выше показатель.

Таблица твердость древесины по Бринеллю

Древесина в производстве напольных покрытий

В производстве напольных покрытий используется древесина как мягких, так и твердых пород, но отличается ее предназначение. Для изготовления верхнего (рабочего) слоя паркетной доски, а также для изготовления массивной доски используются породы древесины средней твердости и выше. Мягкие породы используются для изготовления внутренних слоев паркетной доски.

Чем выше твердость древесины, тем выше ее износостойкость и срок эксплуатации. Но, как правило, напольные покрытия из твердых сортов стоят значительно дороже, чем из сортов средней твердости. Это связано и с тем, что самые твердые сорта древесины являются экзотическими, их высокая стоимость обусловлена редкостью, использованием специального оборудования для обработки и затратами на импорт.

В нашей стране самыми популярными породами для производства напольных покрытий являются дуб и ясень, они имеют среднюю твердость древесины, но, тем не менее, их эксплуатационные качества идеально подходят для нашего климата. Стоит отметить и красоту текстуры древесины, которая по внешнему виду не хуже экзотических пород. Цена напольных покрытий из дуба и ясеня доступна широкому кругу потребителей.

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.

Мебель своими руками: Твердость древесины таблица

Твердость древесины характеризует сопротивление, которое оказывает древесина проникновению в нее других тел. Наиболее распространенным методом ее определения является метод Янка—метод вдавливания шарика (аналогичный методу Бринелля).

Этот метод заключается в том, что полушар радиусом 5,642 мм медленно вдавливается в испытываемую поверхность древесины на величину радиуса. Эта площадь отпечатка при диаметре шарика 11,28 мм равна 1 см. Сила, потребная для такого вдавливания шарика в дерево в кг, и представляет собой число твердости по Янку, выраженное в кг/см2. Схематически прибор Янка для определения твердости изображен на рис. 30. Способ Янка применим для определения торцевой твердости. Определение твердости боковых поверхностей по этому способу не дает единообразных результатов.

Рис. 30. Схема прибора Янка для определения твердости древесины.

По классификации Нердлингера, все древесные породы разделяются на следующие группы по твердости в торцевом направлении.

Породы дерева	Твердость, кг/см2
Очень мягкие (тополь, осина).	до 350
Мягкие (ель, пихта, сосна)	351—500
Среднетвердые (ясень, дуб, ильм).	501-650
Твердые (клеи, граб, акация)	651-1000
Очень твердые (кизил)	1001-1500
Твердые, как кость (самшит)	выше 1500

Твердость в торцевом направлении превышает твердость в тангентальном и радиальном направлениях в 1,5—2 раза. Летняя древесина значительно тверже весенней.

ТД в значительной степени зависит от влажности. При влажности ниже 8% хрупкость древесины настолько значительна, что не позволяет определять твердость по методу Янка: при вдавливании шарика древесина может дать трещины. Поэтому она определяется при влажности от 8% и выше.

Для приведения твердости к 15% влажности пользуются следующей формулой:

где H₁₅—  при 15% влажности, H_w — при влажности, α_H — поправочный коэффициент, равный α_H = 0,03 для торцевой поверхности и α_H = 0,01 для твердости поперек волокон.

Этот поправочный коэффициент действителен для определения твердости при влажности от 8 до 20% для всех пород.

Общие технические требования

Для определения сортности обрезного и необрезного пиломатериала существуют общепринятые государственные стандарты.

Нормативные требования

Производители древесины опираются на нормативную базу, которая регламентируется такими документами как ГОСТ 24454-80, ГОСТ 8486-86, ГОСТ 2140-81 и т.д. Вся документация содержится в свободном доступе, но некоторыезначениявсе же непонятны людям, далеким от строительной сферы.

Так как на строительные площадки попадают в основном пиломатериалы хвойных пород,то самым основным документом считается ГОСТ 8486-86.

Основные выдержки, на которые стоит обратить внимание:

1. Доски и бруски подразделяются на 5 сортов, брусья — на 4.
2. Влажность древесины должна составлять не более 22%. Высушить влажную древесину практически невозможно.
3. Параметр величины шероховатости установлен до 1250 мкм, а для 4 сорта — 1600 мкм.
4. Номинальная длина изделия должна быть 1,0-6,5 м, а отклонения от нее — от -25 мм до + 50 мм.

ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия

На сорт изделий оказывает сильное влияние критерий по ограничению естественных пороков древесины. Общий список требуемых параметров по ГОСТ составляет более 30 пунктов.

Нормы и ограничения естественных пороков

Для каждого сорта древесины существуют свои нормы и ограничения естественных пороков. Данные характеристики приведены в ГОСТ в виде таблицы.

ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. Размеры

Выдержки из нормативов:

1. Сучки деревьев подразделяют на здоровые, загнившие, кромочные, частично сросшиеся. Каждый сорт древесины имеет строго регламентированное количество сучков.
2. Наклон волокон для высшего сорта не должен превышает 5%, иначе древесине установят 1-й сорт.
3. Для отборного дерева недопустимо наличие крени, плесени, червоточины, грибных и раковых пятен и инородных вкраплений.

Основные свойства

Материал проявляет устойчивость в отношении воздействия биологических организмов, на нем не заводится плесень, грибок. Дуб не повреждается различными насекомыми. Самой прочной частью древесины выступает та, что расположена ближе всего к корневой системе.

Стоит отметить и природные возможные дефекты. Так, материал из деревьев, которые выращены в условиях умеренного климата, при наличии сильных морозов может иметь трещины. Столярная практика показывает, что положительными свойствами прочности характеризуются экземпляры, произрастающие в предгорьях Кавказа, в Краснодарском крае. Подобная древесина чаще всего имеет светло-коричневые оттенки.

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.

Усушка древесины

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

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

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

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

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