Характеристики твердых пород дерева

Особенности материалов твёрдых пород дерева и сфера их применения

Когда речь заходит о твёрдых породах дерева, в первую очередь обычно вспоминают дуб и бук. Но в разных отраслях деятельности применяю и более твёрдую древесину. Такие материалы отличаются высокими ценами и в основном используются в производстве дорогой мебели, так как обладают долговечностью и отличными прочностными и декоративными характеристиками.

Как измеряется степень твёрдости древесины

Если взять в руки бруски одинаковых размеров, сделанных из сосны и из дуба, то сразу почувствуется разница в их весе. Плотная структура дуба наделяет материал более высоким удельным весом. Оставить вмятину на поверхности дубового изделия можно с помощью твёрдого острого предмета, сосновая же поверхность деформируется даже от нажатия ногтем.

Но степень твёрдости древесины определяется не по тактильным ощущениям, она имеет свои конкретные числовые показатели. За основу экспертных измерений берутся испытания, проводимые по методу Бринелля. С помощью этого метода определяется твёрдость не только древесины, но и других материалов. Суть испытания заключается в том, что в поверхность испытуемого материала с определённым усилием вдавливают стальной шарик. Затем соотносят диаметр оставленной круглой вмятины с прилагаемым усилием. Если же нужно определить твёрдость самой стали, то применяют шарик из более плотного карбида вольфрама.

В испытаниях с древесиной используют стальной шарик диаметром 10 мм, который вдавливают в материал с силой, соответствующей массе в 100 кг. В шкале Бринелля твёрдость древесины указывается в кгс/мм 2 .

От чего зависит степень твёрдости древесины

Нельзя сказать, что определённые климатические характеристики создают благоприятные условия для произрастания только лишь твёрдых пород дерева. В одном климатическом поясе растут и мягкий тополь, и строительная сосна, и дорогой твёрдый дуб. Плотная внутренняя структура образуется у тех пород дерева, что формируются в течение более продолжительного периода времени. Но условия произрастания тоже влияют на прочность древесины.

Твёрдость одной и той же породы дерева может зависеть от:

Молодая и более влажная древесина обладает меньшей плотностью.

В холодных условиях деревья растут медленней.

Постоянные ветровые нагрузки создают внутреннее напряжение в структуре волокон, что снижает стабильность геометрических форм.

Неодинаковой прочностью обладают и разные участки одного дерева. Плотность материала по наружной окружности спила выше, чем в сердцевине. Если рассмотреть конструкции из деревянных деталей, то изгибающим нагрузкам любая древесина лучше сопротивляется вдоль волокон, чем поперёк.

Достоинства и недостатки материалов твёрдых пород дерева

В сравнение с мягкой древесиной, достоинствами твёрдых пород дерева являются:

• высокая прочность и износостойкость;
• лучшие показатели по влагостойкости и устойчивости к гниению;
• долгий рост способствует образованию интересной структуры волокон, что добавляет материалу отличные декоративные свойства.

• Повышенная твёрдость материала хороша в изделиях, но в обработке такая древесина требует более частой заточки или замены режущей оснастки.
• Стоимость у дуба, бука, акации или палисандра намного выше, чем у простой строительной сосны.

Степень твёрдости некоторых пород дерева

Если кто-то считает, что самой твёрдой древесиной обладает дуб, то он сильно ошибается. По шкале Бринелля твёрдость дуба составляет 3,7-3,9 кгс/мм 2 , у акации этот показатель равен 7,1 кгс/мм 2

Прекрасными декоративными свойствами обладает древесина южноамериканской ятобы. По данным из разных источников её твёрдость составляет от 5,6 до 7,7 кгс/мм 2 .

В производстве паркета часто применяют такие породы дерева, о которых в России многие люди даже и не слышали:

А вы знаете, что гикори, которое росло в Северной Америке ещё до наступления ледникового периода теперь можно увидеть в Крыму и на Кавказе?

Источник

Крепче стали – список самых твёрдых пород деревьев и их применение

Не каждый знает, что дуб – не самая твёрдая порода дерева. Многие другие деревья обладают более высокой плотностью, имеют свои необычные свойства и текстуру. Из этой статьи вы узнаете, какие твёрдые породы деревьев существуют, какие они имеют особенности. При производстве мебели, различных изделий для быта и материалов для строительства дома зачастую используются только твёрдые породы, поскольку они очень надёжны и долговечны.

Что такое показатель твёрдости и как его измеряют

Твёрдое дерево отлично сопротивляется воздействию других, более плотных тел, например, металлических предметов. Показатель твёрдости имеет важное значение при выборе строительных материалов. Доски для пола и другое деревянное сырьё обязательно должно быть достаточно твёрдым для того, чтобы выдерживать большие нагрузки. С материалом высокой плотности тяжело работать, но при этом твёрдое дерево очень износостойко, что делает его дорогим материалом.

В зависимости от того, каким образом осуществляется воздействие на доску, показатель прочности может меняться. Самые прочные изделия выдерживают нагрузку с разных сторон: вдоль годичных колец дерева, радиально, с торца и фронтально.

Важно! Такое значение, как показатель твёрдости дерева формируется по разным параметрам и в определенный временной промежуток. Имеет значение глубина отпечатка, оставленного от чужеродного предмета на дереве, сила надавливания.

Общепринятый вариант для определения степени прочности и крепости дерева – метод Бринелля. Особенно важное значение этот параметр имеет при выборке паркета для пола. На плотном дереве не остаются следы от ножек мебели, каблуков.

При измерении прочности дерева по методу Бринелля необходимо учесть, что в среднем, шарик диаметром 10 мм входит в дерево с большой силой и происходит вдавливание с массой в 100 кг. В результате подсчётов определяется нанесенный при таком вдавливании ущерб и выделяется параметр прочности. Учитываются все нанесенные повреждения: вмятины, трещины, сколы. Для прочного дерева показатель Бринелля выше. В общих таблицах можно встретить значение, выраженное в МПа. Так, 10 МПа – это 1 НВ, что равняется показателю 10 Н/мм².

От чего зависит твёрдость древесины

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

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.

Преимущества и недостатки твёрдых пород дерева

Несмотря на то, что прочные доски считаются наиболее предпочтительными в строительстве и при изготовлении мебели, можно выделить как положительные, так и отрицательные моменты. Преимущества твёрдых пород:

• не требуется дополнительная пропитка дерева;
• доски износостойкие и прочные;
• дерево и мебель из него имеет красивую, неповторимую структуру.

• сложность обработки досок;
• высокая стоимость;
• подходит не для всех видов мебели и полов.

Твёрдые породы дерева неприхотливы и практически не нуждаются в дополнительном уходе, однако, могут возникнуть трудности с закреплением мебели из твердого дерева на стене и починкой, если потребуется забить гвоздь.

Степень твёрдости деревьев, характерных для России

Самыми прочными и крепкими породами деревьев в России являются самшит, акация и кизил, а также граб. Эти породы используются при оформлении поручней, балконов и террас, изготавливаются разные виды паркета. Данный материал доступен по цене, но не уступает по качеству более дорогостоящим материалам. Эти виды деревьев используются наиболее широко. Другие породы, в том числе, экзотические, вроде сукупиры, гикори и кумару тоже используются при производстве паркетных досок.

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

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

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

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

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

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

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

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

Источник