Свойства древесины: механические, физические, технологические

От чего зависит твёрдость древесины

Показатели плотности отличаются для каждой породы дерева, но имеется ряд общих факторов.

Даже одно дерево может иметь разную степень прочности, если оно растёт в условиях высокой или низкой влажности

Факторы, влияющие на степень твёрдости дерева:

• возраст породы, чем старше древесина, тем более высокие характеристики прочности она имеет. Молодое дерево влажное, а старое иссушается и становится прочнее;
• климат и география произрастания. В холодном климате деревья прочнее, потому что растут крайне медленно;
• способ, которым было распилено дерево. Существуют определенные методики для усиления прочности при распиле;
• участок, в котором обрезан ствол. Плотность коры всегда выше, чем у сердцевины дерева.

Метод Габриэля Янка

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

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

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

Свойства и строение
Породы и сорта
Сушка и заготовка
Обработка
Инструменты

Какие деревья самые твердые / Строительство / Бизнес / 36on.ru Воронежский городской портал

Энциклопедический обзор строительных материалов: твердость древесины по Бринеллю.

Какие деревья самые твердые — энциклопедический обзор строительных материалов: твердость пород по Бринеллю.

Коэффициент прочности древесных пород шведский инженер Юхан Август Бринелль (1849—1925) определил экспериментальным путем. Суть эксперимента состояла во вдавливании стального шарика в поверхности различных древесных пород с одинаковой силой. После чего измерялась глубина образованной лунки, и чем мельче она получалась, тем выше был коэффициент твердости материала.

Сам коэффициент обозначается буквами HB, измеряется в градусах Бринелля и кгс/мм². При этом, ученый рассчитал и то, что твердость древесины может меняться в зависимости от условий хранения и произрастания самих деревьев. К примеру, твердость двух заготовок одной и той же породы может отличаться в зависимости от уровня влажности условий хранения.

Нормативы стабильности

1-Нестабильность — когда древесина сильно деформируется даже при незначительных перепадах влажности;

2-Средняя стабильность — древесина заметно изменяет свою форму, даже при незначительной влажности;

3-Относительная стабильность – древесина может деформироваться при небольших изменениях уровня влажности;

4-Стабильность – древесина почти не деформируется при незначительных перепадах влажности воздуха;

5-Абсолютная стабильность – при сильных перепадах влажности древесина не деформируется совсем.

Таблица твердость древесных пород

Название породы

Коэффициент твердости Бринелля

Стабильность

Регион произрастания

Часто используемые широкодоступные породы

Дуб	3,7	4	Европа
Красный дуб	3,7	4	Европа, Северная Америка
Бук	3,8	1	Европа
Бук после термообработки	4,1	2	Европа
Вишня Американская	3,2	4	Северная Америка
Вишня Европейска и черешня	3,5	4	Евразия
Клен Европейский	4,0	2	Европа
Клен Канадский	4,8	2	Северная Америка
Орех Европейский, Грецкий	5,0	4	Азия, Южная Европа
Орех Американский	4,0	4	Северная Америка
Ясень	4,0	2	Южная Европа
Ясень после термообработки	4,3	3	Южная Европа
Береза	3,0	3	Северная Европа
Береза после термообработки	3,2	4	Северная Европа
Береза Скандинавская/Карельская	3,5	3	Северная Европа
Груша	3,5	2	Центральная и Южная Европа
Акация	4,0	2	Европа и Южная Азия
Редкие породы

Амарант	5,0	3	Южная Америка
Бамбук после термообработки	4,8	2	Юго-Восточная Азия
Бамбук	4,5	1	Юго-Восточная Азия
Ангелик	4,4	2	Экваториальная Африка
Афрормозия	3,8	3	Экваториальная Африка
Бубинга	4,2	3	Экваториальная Африка
Венге (Черное дерево)	4,2	2	Западная и Тропическая Африка
Гонкало (Тигровое дерево)	4,1	2	Южная Америка
Дусси (Афзелия)	4,0	4	Западная и Тропическая Африка
Зебрано	3,2	3	Западная и Тропическая Африка
Ироко (Камбала)	3,5	5	Западная и Тропическая Африка
Ипе (Лапачо)	6,0	2	Центральная и Южная Америка
Кемпас	5,5	1	Юго-Восточная Азия
Курупай	5,0	4	Южная Америка
Маккасар	5,5	2	Юго-Восточная Азия
Махагон (Сапеле)	4,2	3	Экваториальная Африка
Менгарис	5,0	3	Юго-Восточная Азия
Мербау	4,5	4	Юго-Восточная Азия
Моаби	4,1	3	Экваториальная Африка
Мутения (Овенкол)	4,4	3	Западная и Тропическая Африка
Ногал (Испанский орех)	3,5	3	Южная Европа
Олива (Оливковое дерево)	6,0	3	Азия и Южная Европа
Палисандр	3,5	3	Юго-Восточная Азия
Панга	4,5	2	Восточная и Тропическая Африка
Роузгам (Одна из пород эвкалипта)	5,2	2	Австралия
Розовое дерево	4,4	3	Экваториальная Африка
Сукупира	5,0	2	Южная Америка
Тик	3,7	5	Юго-Восточная Азия и Африка
Ярра (Одна из пород эвкалипта)	4,7-6.0	2	Австралия
Ятоба (Бразильская вишня)	5,5	3	Южная Америка

Лесные древесные породы и их отличительные особенности

Леса России разнообразны по своему породному составу. Преобладают хвойные породы. Доля хвойных насаждений уменьшается с севера на юг (%): тайга – 78, зона смешанных лесов – 53, лесостепь – 25, степь – 12. Соответственно увеличивается доля лиственных насаждений: в зоне смешанных насаждений за счет мягких лиственных пород (березы, осины, липы и др.), в лесостепной зоне, кроме того, за счет твердых лиственных пород, среди которых преобладает дуб.

Основную массу хвойных лесов составляют лиственничные леса (более 1/3 всей лесопокрытой площади страны), сосновые, еловые, пихтовые и кедровые. Среди лиственных лесов наиболее распространены березовые леса, занимающие 60 % площади всех лиственных лесов, осиновые – до 13 %, затем дубовые и буковые леса, леса с преобладанием липы. Площадь остальных лесов незначительна.

Древесные растения, используемые для получения древесных материалов, делятся по породам на две группы – хвойные и лиственные. Деревья хвойных пород имеют в России наибольшее распространение, они занимают около 75 % лесных площадей. Отличительная черта деревьев хвойных пород – смолистость, игольчатая и чешуйчатая форма листьев (хвоя), не опадающих (в России — кроме лиственницы) на зиму. Деревья лиственных пород имеют пластинчатые листья различных очертаний, опадающих на зиму. Лиственные породы делятся на две подгруппы в зависимости от твердости древесины: твердые лиственные породы (дуб, бук, ясень, граб и др.), мягкие лиственные породы (липа, осина, ольха и др.). В зависимости от расположения сосудов, проводящих воду и растворенные в ней соли из корней в крону деревьев, лиственные породы можно разделить на кольцесосудистые, у которых в ранней зоне годичного кольца образован ряд из крупных сосудов, и рассеянно-сосудистые, у которых сосуды расположены по годичному слою относительно равномерно.

У кольцесосудистых пород древесины (дуба, ясеня, каштана, вяза, ильма, карагача, бархатного дерева, фисташки) очень хорошо заметны годичные слои. У рассеянно-сосудистых с крупными сосудами (грецкого ореха, хурмы) и мелкими (березы, бука, самшита, ольхи, осины, клена, платана, тополя, ивы, рябины и груши) нет резкого различия между ранней и поздней зонами древесины, поэтому границы между годичными слоями выражены слабо. Более подробно о строении древесины различных пород и ее применении можно узнать из работ Б.Н. Уголева, Т.К. Курьяновой.

Просмотров: 2 691

Классификация дубовых досок.

Кроме перечисленных выше вариантов, существует также принцип различия древесины в зависимости от места произрастания. Он определяет ряд важных эксплуатационных свойств, таких как твёрдость, упругость, прочность и податливость при обработке. Согласно этому критерию, различают следующие виды древесины:

• каменная. Её получают из деревьев, выращенных на песчанистых грунтах. Этот материал довольно плотный и твёрдый, не очень упругий. Ареал произрастания сказывается на структуре и окрасе – древесина мелкослойная и светлая;
• железная. Так именуют сырьё, выращенное в местах с повышенной влажностью, возле водоёмов или по соседству с ольхой. Своё название массив получил из-за солидной массы. Древесина довольно упругая, отчего может легко повреждаться при обработке, образуя сколы или небольшие трещины. Относится к наиболее дорогим типам;
• промежуточная. Её добывают из деревьев, выращенных в смешанных геоклиматических зонах. Структура характеризуется жёлтым оттенком. Очень ценится за красивый рисунок, эстетичность.

Стоит отметить, что сырьё последнего типа наиболее распространённое, поэтому чаще всего в продаже можно найти доски именно из промежуточной дубовой древесины. Впрочем, на базовых эксплуатационных показателях ареал произрастания никак не сказывается. Дубовые доски считаются одними из лучших по долговечности, прочности и надёжности. Готовые изделия из такого сырья смотрятся дорого и солидно.

Предлагаем вам посмотреть видео пример изготовления столешницы из необрезных досок (слэбов) и эпоксидной смолы. В представленном видео использован вяз, но можно использовать дубовые необрезные доски, получится еще красивее.

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.

Обзор видов

Выделяют несколько основных разновидностей древесины дуба. Дадим их краткое описание.

• Белокаменный (боровой) – произрастает на сухих и песчаных землях. Имеет утолщенную, почти черную кору и желто-соломенную древесину с многослойной структурой. Материал имеет высокую твердость, упругость его невысока.
• Железный (водяной) – растете на берегу рек и других водоемов, встречается в ольховых трясинах. Древесина таких растений имеет светло-розовые оттенки. Это упругий и тяжелый материал, во время просушки может покрываться трещинами.
• Мореный – эта древесина в течение нескольких лет выдерживалась в воде. Ее отличает темный, почти черный окрас. Такое дерево легко подвергается искусственному состариванию. При сгорании мореный дуб дает много тепла, но для этого потребуется поддержание постоянной воздушной тяги, получившийся при сгорании уголь плохо удерживает жар.
• На территории Кавказа и Крыма произрастает пробковый дуб.

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.

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.

Износостойкость и гибкость древесины

  Износостойкость — это способность древесины называется противостоять разрушению в процессе трения. Износ у одной и той же древесины больше с боковой стороны, чем с торцевой. Чем выше твёрдость и плотность древесины, тем меньше её изнашиваемость. Влажная древесина больше подвержена износу – вот почему для декоративных панелей или натуральной половой доски специалисты рекомендуют сухую уборку.

  Гибкость — это способность древесины деформироваться под воздействием внешних сил. Технологически операция гнутья (загиба), основана на способности древесины сравнительно легко деформироваться при воздействии изгибающих устройств, особенно в нагретом и влажном состоянии. При охлаждении и сушке под нагрузкой значительная часть упругих деформаций переходит в остаточные, фиксируется новая форма детали. У влажной древесины способность к гнутью выше, чем у сухой.

  Наибольшей способностью к гнутью (загибу) обладают лиственные кольце-сосудистые породы деревьев (дуб, ясень) и рассеянно сосудистые (бук, берёза). У хвойных пород эта способность очень невысока.

  Способность к гнутью широко используется при изготовлении мебели, предметов интерьера.

  Ударная вязкость — это способность древесины поглощать работу при ударе (ударном изгибе) без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше чем у древесины хвойных пород.

Прочность

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

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

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

Определение влажности

Определить, к примеру, плотность древесины сосны можно с помощью специального устройства, которое называется влагомер. Есть несколько различных методов определения влажности в материале при помощи этого устройства:

1. Диэлькометрический метод.
2. Кондуктометрический метод.
3. Весовой метод.

Первый способ измерения влажности проводится с помощью влагомера, в конструкции которого предусмотрен генератор радиочастот. Именно он измеряет диэлектрическую проницаемость материала. Датчики на корпусе устройства необходимо прижать, например, к сосновой доске, тогда прибор начнет посылать сигналы вглубь материала примерно на 2-3 сантиметра и на основе данных о времени затухания токов выдаст данные о процентном соотношении влаги в исследуемой древесине.

Второй способ предполагает частичное разрушение исследуемого материала. Необходимо воткнуть острые иглы, установленные на приборе, в исследуемый объект, и на основе данных о сопротивлении между ними будет выдан результат.

Третий способ является самым старым, но при этом дает очень точные результаты. Для получения данных нужно взять небольшое количество исследуемого материала, подойдет даже часть сосновой доски, и поместить его в специальную камеру для сушки. Через некоторое время сравнивается вес материала до сушки и после. Таким образом вычисляется влажность материала.

Третий метод прост и надежен, но требует наличия специальных приборов и весов, что делает его непригодным для использования в некоторых условиях. Также цена на этот прибор является очень высокой для личного пользования, поэтому их чаще всего можно встретить только в специальных лабораториях.

Ель

Среднее значение плотности древесины ели при стандартной влажности 12% — 445 кг/м3.

Общая площадь еловых лесов в России составляет около 70 млн. га. Живёт ель 250-300 лет.

Древесина ели белая, со слабым желтоватым оттенком, малосмолистая.  Ель относится к породам малой плотности. По прочностным свойствам несколько уступает сосне. Гнётся несколько лучше, чем древесина сосны.

Ель – дерево исключительное по своим свойствам. Одним из таких свойств является музыкальность.  Из ели с древнейших времён делаю музыкальные инструменты, в том числе струнные. Новгородские гусли средневековой Руси чаще всего делали из ели. Древесина мягкая, лёгкая, употребляется как строительный материал (доски, брусья), для мелких поделок, для переработки в древесную массу. Используется для производства продуктов лесохимического производства – бумага, картон, целлюлоза. Применяется также в декоративном садоводстве и паркостроении.

1+

Химический состав древесины и коры

Ткань древесной массы создана из клеток. Поэтому все химические компоненты располагаются в клеточных оболочках. Древесина состоит из минеральных и органических компонентов. К минеральным (неорганическим) веществам относятся элементы, которые остаются после сгорания древесной ткани (зола). Их величина составляет 1% от общей массы. По химическому составу эти элементы представляют собой смесь разных солей, растворимых (натрия, калия) и нерастворимых (магния, кальция, железа) в воде.

Остальную часть занимают органические составляющие, занимающие 99% общей массы. Их элементный состав содержит 49 — 50% углерода, 43 — 44 % кислорода, 6 % водорода и 0,1 — 0,3 % азота.

Органические вещества представлены в виде двух групп:

1. Структурные компоненты, образующие структуру клетки (целлюлоза, холоцеллюлоза, гемицеллюлоза, лигнин).
2. Экстрактивные вещества — компоненты, которые можно извлечь из древесины растворителями (экстрагировать). Они не входят в состав клеточной стенки. К ним относятся эфирные масла, красители, дубильные вещества, жиры, пектины. Древесина обязана им запахом, цветом, вкусом, сопротивлению гниению и болезням. Экстрактивные элементы составляют 3 — 5% от общей массы органических компонентов.

Химический состав лиственных пород отличается от хвойных большим содержанием структурных компонентов (гемицеллюлозы), но меньшим содержанием лигнина. В зависимости от географического места произрастания, возраста растения химический состав может меняться в пределах одной породы.

Химический состав коры отличается повышенным содержанием экстрактивных веществ, лигнина и пониженным содержанием целлюлозы. Доля неорганических веществ в общем количестве составляет 10-15 %, это в 10 раз больше, чем в древесине. Преобладающими элементами золы являются кальций (82-95 %), калий, магний.

Кора — ценное растительное сырье:

1. Дубильные вещества незаменимы при выделке кож.
2. Экстрактивные компоненты находят применение в медицине.
3. Кору используют в качестве топлива.
4. Измельченная кора служит основой корокомпостов в сельском хозяйстве.

Разные химические составы коры и древесины приводят к необходимости перерабатывать их раздельно.

Доска из дуба

Перед созданием какого-либо изделия дубовая древесина проходит обязательную процедуру просушки. Доска дуба представлена тонким брусом. Такой брус хорошо просушивается перед выполнением столярных работ.

В прикорневой зоне ствола древесина характеризуется повышенным вхождением влаги – около 60%. После спила ствола этот показатель снижается до 20%. Если сушка выполняется с нарушением технологии, проявляется деформационный процесс и материал покрывается трещинами.

В некоторых сферах повседневной деятельности используется дубовая доска с содержанием влаги не больше 10%. Такой результат достигается только с выдержкой древесины в специальных сушильных камерах. Этот процесс обработки требует определенного времени и проводится под жестким контролем специалистов. Правильно просушенная доска не содержит никаких явных видимых и скрытых дефектов, ее поверхность по всей длине ровная.

Принято выделять два типа доски: необрезную и обрезную. В первом случае ровная поверхность задается только в верхней и нижней плоскости. Обрезной материал характеризуется обработкой четырех сторон, все его поверхности геометрически ровные, ему придается форма в виде параллелепипеда. Именно в такой древесине максимально сохраняются лучшие качества дуба. Она применяется при отделке потолочных зон, стен, производстве предметов интерьера, мебели.

Сушка древесины акации. “ Ответы на твои вопросы ”

1. Акация и ее сушка
2. Цветы и растения
3. Животные и растения

Как избавиться от пеньков свежеспиленной акации?Сколько будет сохнуть древесина и как ускорить сушку? Эллочка

Здравствуйте, Эллочка!

Акация имеет одну из самых твердых структур (почти как у дуба) и обладает очень хорошим «иммунитетом» к внешней среде. Этот тип древесины не трескается, не коробится и имеет красивый рисунок годовых колец и прожилок.

Что делать с акацией?

Если вам достались спиленные пеньки (чурки) акации и вы не собираетесь использовать древесину в своих целях — отдайте или продайте ее, т.к. она имеет ценность среди столяров, мебельщиков и ее можно использовать для различного декорирования. Чурки и пеньки в земле будут сохнуть очень долго (3 — 5 лет). После этого дерево растрескается, но останется стоять и сгниет нескоро. Чтобы ускорить процесс избавления от акации, можно убрать кору с пня, т.к. она является природной гидроизоляцией любого дерева, или обратиться к специалистам по спилу деревьев.

Если вы имеете на пеньки свои виды, то этот тип древесины лучше обрабатывать в сыром виде, т.к. в сухом могут возникнуть проблемы из-за большой твердости.

Нужно учитывать, что акация предрасположена к растрескиванию, поэтому ей нужны приватные условия с небольшой температурой и, как следствие, — длительный срок сушки.

Такая древесина имеет разнонаправленные волокна, что очень затрудняет работу, но результат стоит затраченных усилий.

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.

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.

Отличия статических методов от динамических

Для измерения твердости дерева применяются разные типы методов:

• Статистические (по Бринеллю, Роквеллу, Кнупу, Викерсу) представляют собой вдавливание сверхтвердого предмета в поверхность древесины. Этим предметом может служить алмазный конус или металлический шарик; их деформацией можно пренебречь;
• В динамические методах (по Шору, Морину, Бауману, Шварцу, Граве) происходит создание в материале отпечатка шариком при ударной нагрузке;
• В некоторых случаях твердость определяется по сопротивлению абразивному изнашиванию и шлифованию.

Графическая схема измерения твердости древесины по: а) Бриннелю; б) Роквеллю; в) Виккерсу.

Достоинства деревянного бруса

1. Высокая механическая прочность, упругость в сочетании с малой объёмной массой;
2. Отличные теплоизолирующие качества — деревянный дом способен держать в 6 раз больше тепла, чем кирпич, и в 1,5 раза, чем пенобетон;
3. Экологичный, «дышащий» материал — в домах из бруса всегда комфортный микроклимат;
4. Брус менее подвержен растрескиванию, нежели бревно, поскольку при снятии кантов удаляют больше рыхлой древесины, оставляя жёсткую часть бревна, пропитанную смолой;
5. Брус стоит дешевле оцилиндрованного бревна за счёт более простого изготовления;
6. Профилированные и клеёные брусья не требуют дополнительной отделки;
7. Недолгое время сборки домов из бруса: дачу 48 м² можно завершить за 3 недели;
8. Эстетичность внешнего вида.

Характеристики древесины

Текстура дерева слоистая, с тонкими завитками, нередко темными полосами, с широкой цветовой гаммой: от слоновой кости до серо-красного оттенка. Древесина однородная, без вкраплений природных смол. Физико-механические характеристики на высшем уровне. Береза отличается высоким уровнем прочности при механических нагрузках — ударах и повреждениях.

Березу относят к породам со средней плотностью древесины. Плотность березы, как и других пород, определяется по специальной шкале Бринелля. По специально разработанной таблице уровень твердости древесины отмечается оценкой 3,5 балла.

Что такое плотность древесины. Какую плотность имеют дуб, бук и другие породы

В описаниях межкомнатных дверей и пород деревьев, из которых они изготовлены, часто проскальзывает термин «плотность древесины». Описания — это хорошо, но они не дают такого четкого понимания, как цифры — что значит «древесина дуба чуть-чуть плотнее»? Значения в виде цифр дают точную картину, на основании которой вы сами решите, какое дерево наиболее подойдет для изготовления межкомнатных дверей.

Что такое плотность дерева

Прежде чем перейти к цифрам, определимся, что такое плотность древесины

и для чего ее нужно знать.

Плотностью древесины называют отношение ее массы к объему. Проще говоря, чем кубометр дерева весит больше, тем он плотнее. Плотность древесины, называемая упрощенно плотностью дерева, зависит от влажности окружающей среды, поэтому принято оперировать значениями, полученными при влажности, равной 12%. Необходимо отметить, что значения плотности представляют приблизительные цифры, ибо даже один кусок древесины в разных местах может обладать разной плотностью.

С первым вопросом разобрались, переходим ко второму. Плотность древесины напрямую влияет на два важных свойства — прочность и гигроскопичность. Плотная древесина обладает более высокой прочностью и в большинстве случаев гигроскопичностью. Последний термин означает, что двери из высокоплотной древесины более зависимы от изменений влажности — всем известно, что древесине свойственно впитывать влагу и расширяться. По этой причине двери из осины, липы или сосны, находящиеся в самом низу таблицы, используют в саунах и банях, где двери из бука просто перестали бы закрываться.

Показатели плотности древесины

Значения приводятся в граммах на кубический сантиметр (г/cм

3) при влажности 12%

Обратим ваше внимание, что в некоторых случаях даны средние значения

В правой колонке приведены значения твердости древесины по методу Бриннеля, которые в целом подтверждают зависимость твердости древесины от ее плотности.

Порода	Плотность	Твердость
Породы высокой плотности
Орех бразильский	0.9	5.9
Ясень	0.75	4.0
Клен канадский	0.71	4.7
Породы средней плотности
Дуб	0.69	3.7
Бук	0.68	3.8
Тиковое дерево	0.67	3.6
Лиственница	0.66	3.2
Вяз	0.66	3.0
Клен европейский	0.65	3.6
Орех американский черный Орех европейский	0.65	3.4
Береза	0.65	2.6
Породы низкой плотности
Липа	0.53	1.5
Сосна	0.52	1.6
Осина	0.51	1.8
Ольха	0.49	2.1
Ель	0.45	1.6

Cтатья оказалось полезной? Порекомендуй ее другим:

xn—-8sbehcecv9crqa.com.ua

Область использования

Рассматривая области применения древесины, вы выделите то, что описываемый материал был первым видом топлива, который открыли древнейшие люди. Сегодня описываемое сырье используется для получения:

· древесного угля;

· щепы;

· дров;

· древесных гранул;

· древесной пыли;

· брикетов.

Спрессованный и измельченный материал обладает более высокой плотностью, что повышает коэффициент его полезного действия. Такое биотопливо выгодно отличается от дров ведь перевозить его рационально, но не всегда удобно и может быть опасно, так как оно воспламеняется и крошится.

Ценная древесина используется в строительстве, мебельном производстве, в авиа- и судостроении, а также при производстве бумаги. Этот материал ложится в основу:

· строительных лесов;

· перекрытий;

· потолков;

· срубов;

· опалубки;

· ферм;

· стен;

· дверей;

· окон.

Применяется древесиной еще и в качестве отделочного материала. Она поставляется на рынок в виде:

· вагонки;

· плинтусов;

· паркета;

· фанеры;

· уголков;

· галтелей;

· паркетных щитов.

Плотность древесины и древесных материалов

1. Для определения собственного веса конструкций плотность древесины различных пород следует принимать по следующей таблице:

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.