- Таблица твёрдости, плотности и стабильности древесины
- Плотность древесины
- Плотность древесины
- Классификация древесины по плотности
- Как измеряют плотность древесины?
- Зависимость плотности дерева от влажности
- Таблица плотности древесины различных пород
- Плотность и твёрдость древесины
- Твёрдые и мягкие породы древесины
Таблица твёрдости, плотности и стабильности древесины
Обычно определяется методом Бринелля. Для этого стальной закалённый шарик диаметром 10 мм вдавливают с силой 100 кг в поверхность древесины, измеряют лунку и рассчитывают величину твёрдости.
Правее от твердости Бринелля приведен тест твёрдости Янки. Выражается в силе (в фунтах), которую нужно приложить к металлическому шарику диаметром 0,444 дюйма (11,28 миллиметра), чтобы вдавить его в древесину на половину диаметра.
Чем тверже дерево, тем выше коэффициент. Твердость древесины в пределах одной породы может отличаться в зависимости от распила (например, плашки радиального распила будут тверже тангенциального). В таблице приведены усредненные значения.
Плотность древесины
Зависит от влажности и для сравнения значения плотности всегда приводят к единой влажности – 12%. Между плотностью и прочностью древесины существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной. Величина плотности колеблется в очень широких пределах.
По плотности при влажности 12% древесину можно разделить на три группы:
- породы с малой плотностью (менее 510 кг/м 3 ): сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ива, ольха, каштан, орех;
- породы средней плотности (550-740 кг/м 3 ): лиственница, тис, береза, бук, вяз, груша, дуб, клен, платан, рябина, яблоня, ясень;
- породы с высокой плотностью (выше 750 кг/м 3 ): акация белая, береза железная, граб, самшит, саксаул, фисташка, кизил.
Условные обозначения стабильности древесины при воздействии влаги:
5 – абсолютно стабильная (древесина не деформируется даже при больших перепадах влажности воздуха);
4 – стабильная (древесина практически не деформируется при небольших перепадах влажности воздуха);
3 – относительно стабильная (древесина весьма незначительно деформируется при небольших перепадах влажности воздуха);
2 – средне-стабильная (древесина заметно деформируется при небольших перепадах влажности воздуха);
1 – не стабильная (древесина значительно деформируется при небольших перепадах влажности воздуха);
Название | Твердость Бринелля кгс/мм 2 | Твердость Янки фут | Стабильность | Плотность кг/м 3 |
Абачи | 250 | 380-420 | ||
Абрикос | 760-800 | |||
Амарант | 5 | 1860 | 3 | 860-880 |
Ангелик | 4,4 | 2 | ||
Акация | 7,1 | 2 | 830 | |
Афцелия | 4 | 4 | 830 | |
Афрормозия | 3,8 | 4 | 710 | |
Бакаут | 4500 | 1375 | ||
Бальса | 100 | 120-160 | ||
Бамбук | 4 | 2 | ||
Берёза | 3 | 1260 | 3 | 540-700 |
Берёза карельская | 3,5 | 1800 | 3 | 640-800 |
Билинга | 1630 | 630-780 | ||
Бокоте | 2200 | 750-850 | ||
Бонгосси | 3350 | 950-1150 | ||
Бриар | 1600 | 540-700 | ||
Бубинга | 5,7 | 2680 | 3 | 720-880 |
Бук | 3,8 | 1300 | 1 | 650-700 |
Венге | 4,3 | 1630 | 2 | 750-800 |
Вишня американская | 3-3,5 | 950 | 4 | 490-670 |
Вяз | 3 | 1350 | 2 | 670-710 |
Гонкало | 4,1 | 2 | ||
Гонсало альвес | 2160 | 690-950 | ||
Граб | 3,7 | 1860 | 1 | 500-820 |
Гренадил | 3220 | 1300 | ||
Груша | 4,2 | 2 | 690-800 | |
Дугласия | 510-710 | 2-3 | 350-770 | |
Дуссия | 4,5 | 4 | 800 | |
Дуб | 3,7-3,9 | 1360 | 4 | 600-930 |
Ель | 660 | 2 | 400-500 | |
Зебрано | 4,5 | 1575 | 3 | 600-700 |
Ива | 460 | |||
Ипе | 6 | 3680 | 2 | 800-1200 |
Ироко | 3,5 | 1260 | 5 | 420-670 |
Камбала | 3,5 | 5 | ||
Каталокс | 3690 | 900-1050 | ||
Каштан | 560-590 | |||
Кедр | 4 | 580-770 | ||
Кемпас | 4,9 | 5 | 800 | |
Кипарис | 600 | |||
Клён европейский | 4 | 1450 | 2 | 530-650 |
Клён канадский | 4,8 | 2 | 530-720 | |
Клён полевой | 2,5 | 1 | 670 | |
Кокоболо | 4,35 | 650-900 | ||
Красное дерево | 540 | |||
Кумаро | 5,9 | 900-1150 | ||
Курупай | 5 | 4 | ||
Лапачо | 6 | 2 | 900 | |
Лещина | 630 | |||
Лимба | 490 | 400-690 | ||
Липа | 400 | 1 | 320-560 | |
Лиственница | 2,5 | 1200 | 2-3 | 950-1020 |
Макассар | 5,5 | 2 | ||
Масасауба | 3150 | 750-900 | ||
Махагон | 5 | 830 | 3 | 400-700 |
Менгарис | 5 | 3 | ||
Мербау | 4-5 | 1500 | 4 | 690-960 |
Моаби | 4,5 | 4 | ||
Морадо | 2200 | 850-950 | ||
Мутения | 4,4 | 3 | 800-900 | |
Ногал | 3,5 | 3 | ||
Овенкол | 4,4 | 3 | ||
Оливковое дерево | 6 | 3 | 850-950 | |
Ольха | 3 | 590 | 1 | 380-640 |
Орех американский | 4 | 4 | ||
Орех бразильский | 6 | 2 | ||
Орех грецкий | 5 | 1010 | 4 | 500-650 |
Орех европейский | 5 | 4 | ||
Орех испанский | 3,5 | 3 | ||
Осина | 420 | 1 | 360-560 | |
Падук | 3,8 | 1725 | 600-700 | |
Палисандр | 5,5 | 2720 | 3 | 750-1290 |
Палисандр индийский | 3170 | 700-800 | ||
Панга | 4,5 | 2 | 950 | |
Пихта | 350-500 | 2 | 350-450 | |
Платан | 3,2 | 770 | 650-750 | |
Розовое дерево | 4,4 | 2720 | 3 | 800-900 |
Роузгам | 5,2 | 2 | ||
Рябина | 830 | 700-810 | ||
Самшит | 2100 | 980-1000 | ||
Сандаловое дерево | 900 | |||
Сапеле | 4,2 | 3 | 600-650 | |
Секвойя | 410 | |||
Сирень | 800 | |||
Слива | 800 | |||
Сосна | 2,5 | 380-1240 | 400-500 | |
Сукупира | 5 | 2 | 850-1100 | |
Тигровое дерево | 4,1 | 2 | ||
Тик | 3,5 | 1000 | 5 | 440-820 |
Тис | 1200 | 4 | 640-800 | |
Тополь | 1 | 400-500 | ||
Туя | 340-390 | |||
Цирикоте | 2400 | 800-900 | ||
Черемуха | 1 | 580-740 | ||
Черешня | 3,5 | 2 | 630 | |
Шелковица | 4 | 630-660 | ||
Эбен | 8 | 1720 | 950-1300 | |
Эвкалипт | 3 | 690-1110 | ||
Яблоня | 1730 | 2 | 690-720 | |
Ярра | 5,5 | 2 | 820-850 | |
Ясень | 4-4,1 | 1320 | 4 | 660-700 |
Ятоба | 5,6 | 2350 | 3 | 900-1150 |
Источник
Плотность древесины
Данный параметр представляет собой соотношение массы древесины к ее объему. Плотность дерева выражается в кг/м³. В строительстве и изготовлении мебели или лестниц из дерева плотность служит для вычисления массы материалы.
Древесина имеет большое количество межклеточного пространства с пустотами. С помощью спрессовывания устраняются эти пустоты, за счет чего получают древесное вещество. Спрессованная древесина будет иметь меньшую плотность по отношению к удельному весу древесного вещества. Прочность материала будет зависеть от величины этого показателя. Древесина, имеющая больший удельный вес, трудно поддается обработке и антисептической пропитке.
Классификация древесины по плотности
По плотности древесины при влажности 12% все породы делят на три группы:
- с малой плотностью (540 кг/м³ и меньше-) — ель, сосна, тополь, бальза, пихта, кедр, можжевельник, осина, ива, липа, ольха, каштан;
- средней плотности (540. 740 кг/м³) — лиственница, берёза, бук, дуб, клён, ясень, орех грецкий, рябина, яблоня, груша, вяз, лещина;
- высокой плотности (750 кг/м³ и более+) — акация, граб, берёза железная, ясень, керуинг, самшит, фисташка, а так же плотность древесины дуба.
Все хвойные породы деревьев имеют низкую плотность. Исключениями могут быть только лиственница и несколько редких видов сосны.
Как измеряют плотность древесины?
Средняя плотность древесины измеряется по определенному алгоритму:
- Образец дерева выдерживается до влажности 12%
- Делается замер размера образца и его веса.
- На основе полученных параметров производится вычисление объема древесины. Заготовку помещают в дистиллированную воду на трое суток до тех пора, пока толщина не увеличится на 0.1 мм.
- Предыдущие параметры заново измеряются и рассчитывается максимальный объём увлажненной древесины.
- Заготовка проходит сушку и повторно взвешивается. Масса сухого образца делится на максимальный объем. Результат вычислений будет являться базисной плотностью.
- Повторно измеряется масса сухой заготовки. На основе этих значений вычисляется удельный вес древесины.
Данный алгоритм расчета удельного веса прописан в ГОСТ 16483.1-84. В рекомендациях указано, что измерения лучше всего проводить на заготовках, которые имеют форму прямоугольной линзы. Грани образца должны быть хорошо обработаны. Размеры заготовки должны быть следующими: длина – 20 мм, ширина 20 мм, высота 30 мм.
Зависимость плотности дерева от влажности
На плотность древесины влияют несколько параметров. Но ключевым является влажность дерева. Чем выше влажность, тем больше вес бруска. За счет этого увеличивается масса заготовки. В результате древесина с повышенной влажностью имеет большую плотность.
Выделяют 3 основных категории древесины по влажности:
- Абсолютно сухая: значение влажности составляет менее 25 %.
- Воздушно-сухая (полусухая): влажность составляет от 25 до 35 %.
- Сырая: значение влажности составляет свыше 35 %.
Свежесрубленная древесина обычно имеет влажность не менее 50%. Материал проходит сушку на свежем воздухе под специальным навесом. Такая процедура убирает влагу до 25%. Чтобы добиться 12% влажности дерева помещают в сушильную камеру. Только при таком проценте влажности можно проводить измерение.
Таблица плотности древесины различных пород
В следующей таблице представлена плотность различных пород древесины:
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