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
Породы древесины. Клён
Род кленовых объединяет более 200 видов, 25 из них встречаются в России на Дальнем Востоке, а также в европейской части, особенно в южной европейской части.
Источник картинки: 007se.vip
Дерево с округло-цилиндрической, густой кроной, вырастают до 30 – 40 м в высоту и 1 – 2 м в диаметре.
Крона и ствол клёна
Жизненный цикл роста 150 – 200 лет. Отдельные экземпляры имеют возраст 500 лет. Российские запасы древесины клена оцениваются ориентировочно в 38 млн. м3.
Листья клёна
Кленовое дерево известно своим ярким осенним цветом и отличительными, своеобразными листьями.
Дерево лучше всего растет в прохладном климате на почвах хорошо удерживающих влагу, глубоко плодородных и регулярно получающих влагу. Плотная и волокнистая корневая система препятствует росту соседних растений.
Соцветия клёна
Цветы клена могут быть зеленого, желтого, оранжевого или красного цвета. Мужские и женские цветки группируются в отдельные соцветия.
Основными опылителями являются пчелы. Созревшее крылатое семя разносится ветром и в полете напоминает лопасти вертолета.
Физические и механические свойства древесины клёна
Из всех видов лиственных пород, встречающихся в России, клены являются одними из самых распространенных. В пределах видов клена, они в первую очередь разделены на два типа — твердый клен и мягкий клен. Мягкий клен имеет твёрдость 950 по шкале Янка, твердый клен — 1450 по шкале Янка.
Как у твердых, так у мягких видов клёна могут возникать разнообразные, а порой и уникальные рисунки текстуры:
Дизайнеры часто выбирают определенный рисунок зерна для создания уникальных изделий из этой древесины.
Текстура древесины клена достигает этого эффекта, потому что волокна, растущие от глубин его корня до вершин его кроны, извиваются и изгибаются при росте дерева, создавая волнообразный эффект, проявляющийся и увеличивающийся при распиле определенным образом и последующей обработке древесины.
Текстура клёна
Вот потрясающий пример текстуры клёна волнистого, из которого сделал поднос Zakk Hess:
На радиальном срезе, центральная часть клена не отличается от заболони по цвету и одинакова по содержанию влаги. Цвет среза белый, порой с оттенком желтизны. На радиальном срезе явно выделены сердцевидные лучи в виде сплошной мозаики состоящей из различных фигур – блестящих ленточек, звездочек или пятен. Они придают древесине оригинальную шелковистость. Поздние годичные кольца темнее, чем ранние, и не имеют явной границы.
Производить сушку древесины клена до влажности 20- 25% рекомендуется сначала предварительно в продуваемых штабелях, под навесом, в естественных условиях. Потом только в камерах с определенным режимом. Древесина клена подвержена растрескиванию и темнеет от воздействия солнечных лучей и высоких температур. Равномерная по плотности и распределению по всему объему свойств, она хорошо поддается обработке режущими инструментами, прекрасно шлифуется, клеится и окрашивается. Древесина клена износостойкая и устойчива к истиранию, после обработки паром хорошо гнется.
Физико-механические показатели древесины клёна
Средние физико-механические показатели клена при влажности 12% составляют:
- плотность 530-705 кг/м 3 ;
- предел прочности при растяжении вдоль волокон — 80-140 МПа, поперек волокон — 13,3 МПа;
- продольная усадка 0,4-0,5%;
- радиальная усадка 3,3-4,8%;
- тангенциальная усадка 8,0-9,0%:
- прочность на изгиб 114-137 Н/мм 2 ;
- прочность на сжатие 90-150 Н/мм 2 ;
- теплопроводность 0,16-0,18 Вт/(м·K).
Применение древесины клёна
Древесина этого красивого дерева, имеющая удивительные узоры своей структуры, обладающая мягкими оттенками от светло коричневого до белого цвета используется в производстве многих вещей, от ручек для инструмента и заканчивая применение ее в изготовлении музыкальных инструментов.
Из твердого клена получаются качественные полы для боулинга, мебель для кабинета на заказ, рамы для фортепьяно, бейсбольные биты, столярные струбцины и многое другое.
Мягкий клен получил наибольшее применение в изготовлении мебели для кухни, столешниц ресторанов, паркета и лестниц, отделки фрагментов мебели.
Древесина клена, считается ценной, в ряду твердолиственных видов среди мастеров столярного дела. Его применение ограничивает склонность изменять со временем свой естественный цвет. Клен используют для инкрустации мебели в сочетании с другими породами древесины.
Из-за высокой стойкости к износу применим для пола в танцевальных залах.
Незаменимый материал умельцев резьбы по дереву, удачными получаются тонкие гравюрные рисунки, которые невозможно исполнить на других породах.
Из древесины клена делают чертежные инструменты, весла, кухонную утварь (точеные сосуды, чашки и ложки).
Растущий в Карпатах и на Кавказе клен-явор, древесина которого имеет своеобразный и красивый рисунок, обладает высокими акустическими свойствами, используют в производстве музыкальных инструментов.
Подставки для смычковых инструментов, корпуса электрогитар, изготавливают из клена.
Из клена вырабатывают особый, свойственный только этому материалу, шпон, что обусловлено наличием своеобразной текстуры древесины.
Еще статьи из раздела Всё о древесине:
Источник