Прочность пород древесины
Долговечность деревянных конструкций напрямую зависит от прочности древесины – способности сопротивляться разрушению под воздействием механических факторов. Чем прочнее порода, тем большие нагрузки она способна выдерживать.
Традиционно в строительстве домов используют хвойные породы – ель, сосну, лиственницу – так как помимо прочности, простоты обработки, доступности, они демонстрируют хорошую стойкость к биологическим поражениям. Лиственные породы более хрупкие, поэтому больше подходят для возведения временных построек и отделки интерьеров. Выбор породы определяется её механическими и декоративными свойствами.
Прочность – стойкость к механическим воздействиям. Она определяется совокупностью характеристик: влажность, плотность, твердость и направление воздействия.
Влажность
При изменении влажности меняется объем и линейные размеры элемента, что влияет на плотность. Более тяжелая, плотная древесина считается более прочной.
При влажности до 30% чем больше влаги, тем меньше прочность. По достижении предела гигроскопичности (30%) прочность остается неизменной даже при увеличении объема влаги. Из-за этой особенности показатели механических свойств древесины определяются при влажности 12-15%.
Влажность также влияет на стойкость к биологическим поражениям, которые могут привести к разрушению деревянных конструкций. Грибки и бактерии любят влагу и тепло, легко проникают в поры и начинают разрушать дерево. Если вовремя не принять меры, прочная на первый взгляд древесина быстро придёт в негодность.
Источник
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
Какие деревья относятся к твердым породам?
Твердость пород деревьев в целом определяется толщиной и прочностью клеточных стенок, а так же плотности строения и того, что содержится в клетках. Принято разделять всю древесину на плотную и мягкую. Но наверно стоит и некоторые породы выделить в промежуточную — среднюю.
Кстати, плотность древесины сильно зависит от тех условий, где произрастают деревья. Для примера, та же береза и Карельская береза. Замечено, что чем медленнее растет дерево, тем её древесина тверже.
Собственно по самой твердости древесины. Привожу классификацию деревьев распространенных на территории России:
- Твердые: Дуб, Граб, Бук, Тис, Боярышник, Ясень, Лещина, Береза, Груша, Яблоня.
- Средние: Вяз, Вишня, Платан, Кедр, Пихта.
- Мягкие: Сосна, Тополь, Ель, Ольха.
Как дополнение: Твердость или мягкость древесины, в целом определяет возможности работы с этим материалом. Чем тверже порода, тем сложней она поддается обработке.
Деревья твердой породы обладают жесткостью, плотностью, стойкая порода к механическим повреждениям. Поэтому при строительстве, такой породе дерева не обязательно проводить термическую обработку.
Ясень, Бук, Дуб, Граба имеют твердую древесину, они имеют как положительные, так и отрицательные качества.
Лиственные породы деревьев также относятся к твердым.
Среди хвои тоже встречается твердая порода с повышенной плотностью и жесткостью.
Породы которые произрастают в умеренном поясе это Клен, Самшит, Бриар.
Даже некоторые фруктовые деревья относятся к твердым породам — Рябина, Груша, Лесная и дикая яблоня, Кислица, некоторые сорта Грецкого ореха, Черешня.
К экзотическим деревьям твердых пород относятся Палисандр, Эвкалипт, Красное и Лимонное дерево,
Самая твердая порода дерева это Железное дерево, оно растет в Австралии и в некоторых странах Азии. Железное дерево находится под охраной ЮНЕСКО, его запрещено вырубать.
Белая акация дерево твердой породы, очень ценится в нашей стране и очень устойчиво, прочное, не трескается и не разрушается в процессе биологических разрушений.
Источник