Твердость древесины

История дерева Прометей

В 1964 году студент Дональд Р. Карри запросил у Лесной службы США разрешение на рубку одного дерева в целях изучения годовых колец остистых сосен в роще возле Уилер-Пика, Невада. Лесная служба дала согласие. К несчастью, впоследствии оказалось, что дерево, которое срубил Карри, имело не менее 4862 колец и полую сердцевину, а это означало, что его возраст, вероятно, был более 5000 лет и оно было на несколько сотен лет старше самого старого, растущего в наши дни.

Дерево приобрело известность под именем героя древнегреческого мифа, который принес людям огонь, символизировавший познание, — Прометей. Несмотря на урон, понесенный с потерей самого древнего известного живого организма, знания, полученные при его изучения, дополнили научное понимание радиоуглеродного датирования и изменений климата за последние 11 000 лет.

Выточенный ветром ствол живой остистой сосны в роще Мафусаила высоко в Уайт-Маунтинс, Калифорния. Суровые климатические условия когда-то превратили многие древние деревья в поразительные живые скульптуры

Лес – легкие планеты

Примерно треть всей суши занимают леса. Растениям необходима энергия света, чтобы синтезировать органические вещества. Этот процесс называется фотосинтезом. Побочным его продуктом является кислород.

Только благодаря растениям мы можем дышать, т.к. именно они производят 99% кислорода, и лишь 1% поступает из мантии нашей планеты. Ночью, когда процесс фотосинтеза невозможен, деревья и другие растения начинают потреблять кислород, но расходуют они его в меньших количествах, чем производят.

Выработкой кислорода занимаются не только деревья, но и все растения, населяющие нашу планету, в том числе и микроскопические водоросли, образующие фитопланктон.

Древесные породы и их применение

Отдельные виды деревьев и их породы классифицируются по целому ряду признаков. Наиболее известное деление – на лиственные и хвойные породы. Выделяют виды, произрастающие на территории нашего государства и других стран

С экономической и географической точки зрения это очень важное деление, поскольку стоимость привозной древесины может быть выше отечественной в некоторых случаях

Лиственные породы в свою очередь разделяют по форме: кольцесосудистые и рассеянно-сосудистые. А последние могут отличаться мягкой или твердой древесиной.

Кольцесосудистая древесина (ясень, акация, вяз, дуб, фисташка) получила такое название, поскольку наиболее крупные сосуды расположены в ней ближе к центру, в ранних зонах годичных колец. В рассеянно-сосудистых породах (бук, граб, рябина, клен) крупные сосуды рассредоточены более-менее равномерно. От этого меняется рисунок древесины.

И лиственные, и хвойные деревья широко применяются в домостроении и других областях строительных технологий. Из них традиционно изготавливаются такие элементы строительных конструкций, как стены, обвязки, перегородки, стропила и другие кровельные элементы. Их широко применяют при изготовлении оград, крылец, веранд (террас), беседок и целого ряда подсобных строений.

Бук

Широколиственный бук относится к одноимённому семейству Буковые. Названия дерева схожи и в славянских и немецких языках. Примечательно, что в некоторых германских языках созвучно со словом «книга».

Произрастает Бук в умеренном поясе Азии, Европы и Северной Америки. Может достигать 30 метров в высоту. Самым высоким в мире является Бук мексиканский, вырастающий до 40 метров. Диаметр гладкого с серой корой ствола в среднем достигает двух метров.

Буки одни из старожилов на земле. Окаменелости стволов бука находят в начале третичного периода, около 65 млн лет назад. Тогда леса из этого дерева покрывали огромные территории современной России, Канады, юг Гренландии и Аляску.

Листья с мелкими зазубринами, Бук сбрасывает в зимний период. Густая крона верхних ветвей не пропускает солнечный свет к нижним веткам, и они постепенно отмирают.

Бук — непривередливое растение и может расти как в одиночестве, так и в группе с другими деревьями. Особенностью этого дерева является медленный рост, но доживают Буки до 400 лет. А вот о животных долгожителях вы можете почитать на нашем сайте thebiggest.ru.

Сосна

Плотность сосны 520кг/м3.

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

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

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

Ясень

Плотность древесины составляет 690 кг/м3.

Ясень – род листопадных растений семейства маслиновых, который насчитывает около 70 видов. Растёт ясень одиночно или группами в смешанных лесах, часто вместе с дубом, реже с хвойными.

Это скромный сосед дуба, который почему-то не стал таким знаменитым, хотя заслуживает всяческих похвал. Не уступая ему по прочности и твёрдости, богатству текстуры, он существенно превосходит его по длительной стойкости к деформациям и ударной вязкости.  Поэтому он идеально подходит для изготовления лестниц, напольных покрытий и для других деталей интерьера. В настоящее время ясень всё больше входит в моду у мебельщиков и производителей паркета. О потребительских качествах можно сказать, что ясень при стандартном уходе служит долго и не преподносит никаких сюрпризов. Стоимость изделий из него близка  к стоимости изделий из дуба и бука.

Древесина ясеня, имеющая высокие физические и механические свойства, находит самое широкое применение. Из неё изготавливают облицовочный шпон, гнутую и резную мебель, перила и паркет, обшивку, рамы окон и диваны, охотничьи и боевые луки, спортивный инвентарь.

Ценные породы древесины

Ценные породы имеют более широкое предназначение, чем обыкновенные. Они обладают интересной, красивой фактурой, имеют широкую цветовую гамму, оригинальный узор, высокую плотность. Цветовая гамма древесины используется дизайнерами-строителями для создания декоративных предметов интерьера. Ценные породы намного дороже строительных пород из-за перечисленных художественных качеств.

В далеком XVIII веке в Россию стали завозить древесину из далеких субтропических стран. Пиком моды была мебель, изготовленная из красного дерева махагони, а работы выполняли мастера-краснодеревщики. Такой мебелью были обставлены палаты царских дворцов, а позже и жилища богатой знати. Дерево махагони имеет белую заболонь и контрастное красно-коричневое ядро, что создает очень интересное сочетание и благодатную почву для проявления художественной фантазии мастеров.

Не меньшей популярностью обладало черное эбеновое дерево, имеющее белую заболонь и глянцево-черное ядро. Такие цвета дерева создавали неповторимый художественный контраст, что очень привлекало мастеров-художников, которые мастерили сувениры и всевозможные декоративные изделия. Еще его использовали для производства клавиш для фортепиано, деревянных духовых инструментов, инкрустации. Плотность древесины составляет 1000 кг на 1 куб.м.

К ценным породам относятся также отечественные породы. Это орех, ясень, дуб, ольха, вишня и другие. Список можно продолжить редкими породами деревьев, растущими на отдаленных территориях. Это секвойя, эвкалипт, тис, палисандр и другие.

Древесина акации свойства и применение. Древесина белой акации

Относится к группе тяжелых: ее плотность составляет 0,867 г/см3. Она состоит из зеленовато-бурого или красновато-коричневого ядра и белой заболони. Ядро по прочности нисколько не уступает древесине старого дуба и представляет собой ценнейший материал: на доски он не слишком пригоден, потому что очень трудно обрабатывается и трескается при высыхании, но зато для столбов и прочих опор незаменим.

На юге пиломатериалы используют при строительстве заборов, сараев, амбаров. Акациевые столбы ворот переживают многие поколения хозяев. Долговечна она и под водой, поэтому может применяться для строительства мостов.

Широко распространена в нашей стране еще и желтая акация, чаще всего встречающаяся в виде кустарника. Она цветет тоже красивыми, ароматными, но не белыми, а желтыми цветами.Это тоже не настоящая акация и даже не лжеакация, потому что относится к роду карагана, в который входит, например, дереза -— растущий в наших лесах, степях и горах кустарник.

1. Самое высокое дерево на Земле

Самое высокое дерево на Земле – калифорнийская вечнозеленая секвойя «Гиперион», растущая в национальном парке «Редвуд» в Калифорнии (США). Название гиганту было дано в честь греческого титана Гипериона, так как с древнегреческого языка его имя переводится как «очень высокий».

Его высота — примерно 115,5 метров, на высоте 1,4 м диаметр ствола составляет 4,84 метра, объем древесины — 502 м³.  Великан ежегодно подрастает на 2,5 сантиметра. Гиперион еще очень молод, его возраст предположительно составляет 700-800 лет, что не так много для секвой, которые живут обычно от трех до четырех тысяч лет. Фотографии Гипериона и его точное местонахождение не публикуют. Смотрители парка опасаются, что большой приток туристов нарушит экосистему, в которой веками жила секвойя, кроме того посетители могут повредить мелкие корни дерева, что приведет к его гибели.  

Пчелы на миллион

В миллионы долларов можно оценить работу, которую делают в Бразилии и Боливии красивые радужные пчелы. Женские особи евглоссини и некоторых других усердных пчел являются ключевыми опылителями бразильского ореха. Они одни из немногих видов, достаточно настырных, чтобы пропихивать свои тельца внутрь его цветков. Помимо нектара ореха пчелам евглоссини для жизни необходим определенный вид орхидей, растущий в местных тропических лесах. Мужские особи собирают аромат орхидей и распыляют его на «танцевальных» площадках, чтобы привлечь самок.

Притом что деревья бразильского ореха защищены законом, вокруг них продолжают зачищать большие площади леса, разрушая обиталища орхидей и тем самым убивая насекомых, которые жизненно необходимы для выживания деревьев. По той же причине бразильский орех не может расти на плантациях: орехи без опылителей не завязываются. И это лишь один из примеров того, как вырубка лесов угрожает местной экономике.

El Tule — дерево, которому потребовалось ДНК-исследование

Баобаб

Дерево с очень оригинальным стволом и кроной произрастает в сухом климате саванн тропической Африки и относится к большому семейству Мальвовые. Второе название дерева — «Андонисия пальчиковая», названное так в честь одного из исследователей Африки — француза Мишеля Адансона.

Отличительной чертой Баобаба от других деревьев является строение его листьев. Они у этого дерева 5–7-пальчатые. Это одно из самых толстых деревьев, произрастающих на Земле. При высоте в 18–25 метров, диаметр ствола Баобаба 8 метров.

Удивительно, что это дерево может уменьшаться в размерах. В засушливый период Баобабы научились уменьшать свой объём, и, с целью меньшего потребления влаги, сбрасывают листву.

У этого дерева нет годичных колец как у других деревьев, поэтому возраст этого представителя растительного мира определить сложно. Учёные взяли экземпляр с диаметром ствола 4,5 метра и радиоуглеродным методом определили возраст дерева в 4 500 лет.

Баобаб широко представлен в геральдике. Дерево — символ острова Мадагаскар и изображено на гербах Центральноафриканской республики и Сенегала.

Лиственные породы

Особое внимание надо уделить лиственным деревьям. После вырубки хвойного леса они заполняют опустевшую площадь

Лиственные виды древесины применяют наиболее широко и разнообразно.

Кольцесосудистые структуры

Основу лиственных пород составляют такие кольцесосудистые их представители, как карагач, ильм, ясень, вяз и дуб. Последний из этого семейства – дуб – встречается во многих местах европейской России, а также произрастает на территории южных окраин (в Крыму и на Кавказе). Особенностью его древесины является высокий показатель твёрдости, прочность и стойкость к гниению. Помимо этого, обыкновенный черешчатый дуб отличается своей способностью к изгибу, очень привлекательной текстурой и насыщенным цветом.

Ясень обыкновенный нередко встречается в большинстве регионов европейской части России. Свойства этого вида древесины очень схожи с уже рассмотренными выше характеристиками дуба (он также имеет высокий показатель твёрдости и хорошо поддаётся изгибу, то есть обладает неплохой пластичностью).

Благодаря своим свойствам ясень используется при выпуске различных образцов спортивного инвентаря (теннисных ракеток, лыж и весел), а также в автомобильной, авиационной и корабельной промышленности. Кроме того, его нередко применяют для изготовления лестничных перил и рукояток различных инструментов.

Рассеянно-сосудистые мягкие породы

Береза является древесным символом России и произрастает на её территории повсеместно. Она широко применяется в отечественной промышленности для изготовления фанеры, прикладов охотничьих и спортивных ружей, лыж и шпона. Помимо этого из берёзы делаются древесные плиты самого различного класса, паркетные полы и деготь.

Тополь, осина, ольха, ива и липа имеют очень схожее строение и благодаря своей мягкости чаще всего используются как поделочная древесина, идущая на удовлетворение бытовых и строительных нужд. Их этих древесных структур изготавливаются корыта, лопаты, домашняя посуда и целлюлоза.

Рассеянно-сосудистые (твёрдые)

К этой категории древесины относятся бук, грецкий орех, платан, самшит, рябина и клён, произрастающие в самых различных регионах России и Белоруссии и чаще всего применяемые в декоративных целях.

Большинство из этих пород относится к категории особо твёрдых, так что, помимо своей декоративной ценности, они отличаются высокой износостойкостью. Из некоторых сортов древесины изготавливается шпон и паркетный фриз, уксусная кислота и креозот, а на основе твёрдого и прочного ореха с красивой структурой делаются полированные паркетные плиты и ложи для ружей.

Рассмотреть здесь абсолютно все известные виды древесины не представляется возможным. Люди годами изучают отдельные породы, особенности видов деревьев, возможности их применения. При желании всегда можно найти нужную информацию и закрепить теоретические познания на практике, изучая, высаживая и обрабатывая дерево.

Степень твердости дерева

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

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

Твердость древесины по шкале Бриннеля

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

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

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

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

Ход занятия

 — Послушайте, я вам загадаю загадки,  а вы попробуйте их отгадать.  

   Его зимой и летом мы видели одетым.

   А осенью с бедняжки сорвали все рубашки.

       Но зимние метели в меха его одели.

       Кто скажите это?

                                         (Дерево)  

       Низок, сладок и пахуч,

       А ягоды сорвешь – все руки обдерешь.

                                        (Кустарник)

— Ребята, сегодня к нам на занятие пришел Мишка. Только посмотрите, какой он грустный.

–Что случилось Мишка?

(Подносит игрушку к уху, делает вид, что Мишка что-то шепчет.)

–Ребята, оказывается, Мишка никак не может понять что такое дерево и что такое кустарник. Давайте, поможем Мишке разобраться, какое же растение называют деревом, а какое   – кустарником.

–  Как вы думаете, что такое дерево? (Растение, у которого есть корни, один ствол и листья).

–Правильно! А  что же такое кустарник? (Растение, у которого  есть корни, много стеблей и листьев)  

 — Посмотрите, у меня есть две схемы. Что на них изображено? (Дерево и куст). Правильно. По этим схемам сразу можно догадаться, что  деревья и кустарники  чем – то похожи, а чем- то отличаются.

— Как вы думаете, чем похожи деревья и кустарники? (У деревьев и кустарников есть корни и листья, цветы, плоды)

— Скажите, пожалуйста, чем же отличается дерево от кустарника? (У дерева один ствол, а у кустарника много… стеблей).

–Вот, Мишка, теперь ты знаешь, что такое дерево и что такое кустарник.

  Но на прощание, ребята, давайте сделаем Мишке подарок, нарисуем ему дерево и куст, чтобы он не забыл о том, что сегодня узнал на нашем занятии.

 —   Посмотрите, как я буду рисовать дерево — тополь: сначала я нарисую ствол (он у дерева большой, толстый) и его мы рисуем двумя  прямыми  линиями их одной точки  сверху вниз,  а теперь буду рисовать ветки – их у него много, они  наверху переплетающиеся.  Сейчас  я  буду рисовать   куст  — сирень, веточки у него  тонкие, переплетающиеся, стеблей у него много и они маленькие их мы рисуем снизу вверх.

 —   Я предлагаю вам взять черный или коричневый карандаш и вместе со мной в воздухе изобразить дерево (дети изображают) и куст (дети изображают).

     Физ. минутка   (про дерево)

Ветер тихо дерево качает.

Вправо влево наклоняет.

Раз – наклон и два — наклон,

Зашумело   дерево листвой. (Дети имитируют движения)

— Получились красивые деревья. Подумайте, как  можно изобразить куст (ответы детей). У куста несколько стволов – значит надо встать двум или трем ребятам  вместе – это будут стволы. И поднять руки – это будут ветки. Попробуем?

(Воспитатель помогает близстоящим детям изобразить куст)

Самостоятельная работа: 

Дети садятся на свои места. Звучит мелодия «Звуки природы». Дети начинают рисовать, а воспитатель помогает им наводящими вопросами   и советами, показом приемов изображения  тем, кто в этом нуждается. Помогает  детям выбрать наиболее удачную композицию, правильно дать пропорциональное соотношение дерева и кустарника. Воспитатель дает советы увеличить размер, если рисунок слишком мелкий, нарисовать  больше веточек, подкрепляя советы жестикуляцией в непосредственной близости от изображений. В случае необходимости он может на демонстративном листе показать разницу в способах изображения куста и дерева.

— Ребята давайте поиграем

  Физ. минутка.

Ветер тихо клен качает,

Влево вправо наклоняет.

Раз наклон и два наклон

Зашумел листвою он.

 — Ребята, все вы молодцы, все хорошо поработали, все старались, помогли Мишке разобраться,  какое   растение называют деревом, а какое   – кустарником.

 —  Мишка, а чей  рисунок тебе понравился больше?

(Анализ работ.)

 — Все рисунки получились красивыми и интересными. А теперь мы с вами подарим ему наши рисунки,  поблагодарим его за то, что он к нам приходил, и пригласим его к нам еще прийти в гости.  

Подготовила:

воспитатель –

Кожина Т. Л.

2017г

Пихта

Пихта является самым распространённым видом семейства сосновые в России. Этот вид можно встретить от Приморья до Калининграда.

Пихта сибирская может произрастать вместе с другими хвойными деревьями, реже встречается в лиственных лесах. В то же время может образовывать и чисто пихтовые насаждения.

Этот вид дерева вырастает до 60 метров в высоту. Средняя же высота колеблется от 30 до 50 метров. Продолжительность жизни 150–200 лет. Большое влияние на размеры и продолжительность жизни оказывает место произрастания. Самым высоким представителем этого семейства вступает пихта Нордмана. Растущие в большинстве своём в Краснодарском крае, эти деревья достигают высоты 80 метров. Диаметр самого ствола в нижней части 2 метра. И живут они намного дольше своих сородичей — около 500 лет.

Пихта Нордмана имеет красивую пирамидальную крону. Хвоя блестит и имеет тёмно-зелёную окраску снизу с двумя белыми полосами. Названа в честь профессора Александра фон Нордмана, который в конце XIX века заведовал Одесским Ботаническим садом.

Интересно, что пихта в отличие от России, это самое популярное дерево, которое украшают на Рождество в европейских странах. В российских семьях, как мы знаем, принято украшать ель, в последнее время — сосну. Широко используется человеком в хозяйстве и медицине.

Советуем прочитать: Самые высокие горы планеты.