Плотность и твёрдость древесины
Во время изготовления того или иного изделия выбор материала должен исходить из одного важного критерия — деформация, а именно каковы плотность и твёрдость материала.
Твёрдость древесины — это параметр, показывающий, насколько хорошо дерево сопротивляется тем или иным твёрдым объектам, пытающимся в него внедриться. На твёрдость влияет плотность лесоматериалов, и он неодинаков по всем направлениям.
Плотность древесины (иногда называемый «удельным весом») — это отношение массы самого материала к измеряемому объёму. Данный параметр является одной из важнейших характеристик кубометра древесины, когда происходит выбор сырья для дальнейшего процесса производства и расчёт конструкций
При измерении плотность принято использовать следующие единицы: кг/м3 или гм/см3. Для данного показателя выведена формула:
| р = mb/Vb | Где масса лесоматериала обозначается m, влажность — b, объём влажного вещества — Vb. |
На основе этих вычислений выделяются такие весовые группы как:
- Объёмный вес (средняя плотность древесины) — это отношение массы структурированного влажного физического объекта к его объёму.
- Удельный вес (базисная или условная плотность) — это отношение массы сухой древесины к её объёму.
Если древесина полностью сухая, то абсолютный параметр плотности невозможно вычислить. Поэтому, когда создаются таблицы с плотностью лесоматериалов, то используются либо значения отдельного уровня влажности, либо усреднённые. Табличное измерение влажности бруса или любых других пиломатериалов начинается с 12%.
Твёрдые и мягкие породы древесины
По плотности весь древесный материал делится на 3 большие группы: мягкие, твёрдые и очень твёрдые. Рассмотрим каждый из них по отдельности.
Мягкие породы — материал со значением плотности менее 540 кг/м3. В эту группу входят хвойные пиломатериалы: кедр, ель, пихта, сосна, а также немногочисленные лиственные, а именно липа, ольха, каштан, осина тополь.
Твёрдые породы — материал со значением плотности от 550 до 740 кг/м3, преимущественно лиственные породы: вяз(карагач), рябина, яблоня, бук, ясень, клён.
Очень твёрдые породы — значение плотности750 гм/м3 ли выше, также лиственные породы: фисташка, кизил, каштанолистный дуб или араксиканский, берёза, граб.
Плотность лесоматериала может отличаться, даже если он добыт из одной и тоже породы и из одного и того же ствола. Происходит это из-за того, что плотность зависит от нескольких факторов, таких как пористость и влажность. Структура неоднородная, она состоит из огромного множества межклеточных пространств, которые называются «пустоты». Соответственно, чем больше в деревянной заготовке таких пустот, тем меньше в её материале плотность.
Плотность древесины определяет, насколько она стойкая и устойчивая к износу. Чем выше этот параметр, тем выше качество пиломатериала. Однако несмотря на такое достоинство, плотную древесину труднее обрабатывать и прописывать антисептиками.
Что касается мягких пород, то они обладают высокой теплопроводимостью и более прочны на излом. Твёрдая же древесина при своей устойчивости к механическим повреждениям более хрупкая. При этом она горит хуже и воспламеняется менее интенсивно.
Хвойная древесина является наименее плотной. Больше всего параметр отношения массы к объёму можно встретить у тропических и твёрдых лиственных деревьев. Происходит это из-за разных климатических условий. Основный ареал роста хвойных деревьев — лесные зоны и тундра, где им постоянно не хватает влаги. Поэтому и отношение массы к объёму у их гораздо ниже, чем у лиственной древесины. Хвойные мягкие породы находят широкое применение при изготовлении обрезного пиломатериала, поскольку лекги в обработаке, что особенно важно при распиловке на многопильном станке проходного типа.
*В абсолютно сухом состоянии плотность всегда на 20-40% ниже, чем табличная.
Источник
Особенности древесины бука
Бук можно встретить в лесах и парках всего Северного полушария. Порода дерева часто становится источником получения пиломатериала. Её декоративные и физические свойства способны удовлетворить требования практически любой сферы, чем и обусловлена чрезвычайная популярность. Древесина относится к ценным сортам, но является более доступной, чем дуб.
Свойства и характеристики
Древесина бука обладает привлекательным бледно-кремовым цветом. Иногда можно наблюдать лёгкие розовые или коричневые оттенки. Шпон из этой породы более тёмный, что обусловлено технологией производства. После обработки паром материал становится золотистым. Текстура тонкая, средней однородности. Прямые волокна создают рисунок с лёгким блеском. Дерево выглядит интересно и живо.
Натуральный бук без покрытия весьма недолговечен. Его часто атакуют грибковые заболевания, он может гнить. Бук практически не пахнет. Его древесина прочная и твёрдая. Текстура позволяет проводить любую обработку. Древесина податлива при нарезке и шлифовке.
При паровой обработке можно согнуть материал в нужную форму без трещин и сломов.
Бук хорошо красится и пропитывается, его легко проклеивать. Высокая устойчивость к воздействию влаги позволяет использовать пиломатериал в любых условиях. Для монтажа можно применять гвозди и шурупы. Их легко вкручивать без риска повреждений. Бук сохраняет свои свойства даже при длительном контакте с водой. При этом есть риск возникновения нарушений структуры при долгом хранении на открытом воздухе.
Плотность бука часто сравнивается с аналогичным показателем дуба. При нормальной влажности древесины в пределах 12-15% плотность составляет примерно 720 кг/м3. При поперечном срезе хорошо различаются годичные кольца. Сушить дерево можно только по особой технологии в течение длительного времени. Если ускорить процесс, то возникает риск нарушения целостности. Бук относится к довольно сильно усыхающим породам. При этом наблюдается высокая прочность, особенно при растяжении по направлению волокон. При статическом изгибе модуль упругости составляет 14,1 ГПа. Такой показатель делает древесину пригодной для решения различных задач.
Характерные особенности:
- высокая ударная прочность – порядка 0,96 Дж/см2, вязкость же значительно выше – 7,6 кДж/м2;
- привлекательная текстура с сердцевинными лучами обеспечивает высокие декоративные свойства;
- благодаря высокой износостойкости материал можно применять в строительстве;
- особые свойства дают возможность применять буковую древесину при создании гнутых предметов мебели.
Простая и быстрая обработка позволяет использовать бук даже мастерам без опыта. Приемлемая стоимость делает его особо популярным.
Стоит отметить, что популярен как массив дерева, так и шпон из породы. Последний имеет невыраженный рисунок и однородную текстуру. Оттенок в ходе эксплуатации меняется с розоватого на красный.
Обзор видов
Бук довольно распространён в природе, его добыча не вызывает особых сложностей. Древесина такой породы уже давно используется на многих предприятиях. Среди пиломатериалов можно встретить вариации бука. Каждая подходит для решения определённых задач.
Рассмотрим виды бука.
- Белый. Цвет материала неоднородный, бело-серый. Твёрдая и крепкая порода очень популярна в столярном деле. Используется только после полного цикла просушивания. Влажная древесина белого бука может сильно деформироваться и подходит для решения производственных задач. Особых декоративных качеств не имеет, поэтому для изготовления мебели используется крайне редко.
- Строганный. В промышленности чаще всего применяется именно такая заготовка. После предварительной обработки её используют для производства ДСП и фанеры разных видов. Строганный бук чаще всего встречается в мебельном деле. Причём в этой области популярностью пользуются и шпон, и фанера, и цельный брус. Подходит для изготовления тех частей изделия, которые используются интенсивнее всего. При соблюдении всех норм производства такой пиломатериал обладает высокой прочностью, практичностью, универсальностью. Интересно, что именно из этого вида бука делают кухонные разделочные доски.
- Беленый. Такой пиломатериал можно получить после окрашивания. Качественная древесина имеет однородный цвет. Для достижения такого результата материал сначала пропаривается, а лишь затем окрашивается и просушивается до нужного процента влажности.
Бук может использоваться в промышленности и строительстве в виде доски, шпона или бруса. Последний вариант применяется в строительной сфере. Не менее практичны рейки из бука.
При производстве пиломатериала должны соблюдаться все стандарты для сохранения свойств и качеств древесины.
Применение
Пиломатериалы из бука широко применяются в различных промышленных сферах. При изготовлении мебели бук ценится за особую привлекательную текстуру и простоту обработки. Интересно, что максимально изысканно все свойства древесины использовал мастер Михаэль Тонет. Изогнутый венский стул смог продемонстрировать все возможности бука.
Порода дерева часто используется для изготовления напольного покрытия, паркета. Розоватый оттенок привносит в помещение тепло и уют. Простая и изысканная текстура позволяет украсить интерьер любого стиля. Материал используется беленый, чтобы выровнять цвет по всей плоскости. В противном случае пол будет слишком пёстрым и непривлекательным.
Бук используется в разных сферах благодаря необычному сочетанию качеств. Материал имеет доступную стоимость, высокую прочность и декоративность. Простота обработки позволяет даже начинающим мастерам делать удивительные изделия.
Сфера применения бука.
- Изготовление лестниц. Высокая износостойкость позволяет реализовывать самые смелые проекты.
- Кухонные принадлежности. Из бука изготавливают разделочные доски и лопатки, декоративные тарелки и другие предметы быта.
- Бочки и ящики для хранения, ручки на инструментах.
- Получение угля высокого качества.
- Прочность бука позволяет изготавливать каркасы для мебели. Возможность согнуть дерево позволяет производить декоративные части кроватей, стульев.
- После шлифовки материал применяется для создания детских игрушек. Обработка полностью исключает риск загнать занозу.
- Рейки и панели применяются для отделки стен в домах, изготовления декоративных перегородок.
- Шпон особо популярен при производстве межкомнатных дверей, кухонных гарнитуров.
- Особая обработка позволяет выделять из бука вещества для изготовления лекарственных препаратов. Особой популярностью пользуются ацетон и ксилит, сахарозаменитель. Также есть возможность получить уксус, метиловый спирт, дёготь и креозот.
Источник