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
Все о самой мягкой древесине
Качество пиломатериалов зависит от породы древесины, которая определяется по основным признакам и различиям. Для каждой породы характерны специфические внешние признаки. Чтобы их определить, нужно рассмотреть поперечное сечение срубленного ствола.
Особенности
Мягкая древесина отличается от твёрдой меньшей плотностью. Её требуется обрабатывать специальными составами, чтобы предотвратить гниение и появление на ней насекомых-вредителей. Большой спрос на сорта мягкой древесины наблюдается в строительной сфере. В продажу материал поступает в виде досок, бруса, профилей, брёвен или вагонки.
Древесину мягких сортов большими объёмами заготавливает лесное хозяйство. Регулярно создаются масштабные посадки деревьев, чтобы восполнять истощающиеся ресурсы, учитывая, что срок цикла окончательного созревания таких деревьев составляет приблизительно 60 лет. Обработка мягких древесных пород не представляет особого труда. Но выполнение некоторых сложных элементов реализовать всё же не удаётся.
Оптимальные характеристики демонстрируют породы средней твёрдости: вяз и береза.
Самая мягкая древесина в мире у южноамериканской бальсы. Это лесное дерево некогда активно использовали индейцы для изготовления плотов. Бальса растёт настолько быстро, что даже не имеет типичных для деревьев годичных колец. Её структура – это сплошная клетчатка, наполненная водой. Просушенная древесина становится твёрже дуба, при этом её вес на 1 куб. м. составляет всего 120 г. Этот показатель в два раза меньше, чем у коры пробкового дерева. Бальса используется в самолётостроении и корабельной промышленности, также эта древесина является отличным изоляционным материалом.
К мягким сортам древесины с коэффициентом до 40 МПа относятся такие лиственные растения, как каштан, липа, тополь.
Обзор хвойных пород
Древесина разного вида отличается между собой по цвету. На него влияют такие факторы:
- порода;
- возраст дерева;
- скорость роста;
- количество содержания красящих пигментов.
Структура не отличается разнообразием, которое свойственно твёрдым сортам. В основном это светлое, сучковатое полотно с плотно прилегающими друг к другу волокнами.
К мягким породам относят большинство хвойных разновидностей. Они растут довольно быстро, поэтому их стоимость ниже, чем у остальных подобных материалов. С учётом того, что благодаря мягкости такую древесину легко обрабатывать, вполне объяснимо, почему она так широко применяется на мебельном производстве. Подходит данный тип древесины и как сырьё для производства шпона, бумаги и фанеры.
Её охотно обрабатывают мастера, выполняя изделия со сложными резными элементами и всевозможный декор ручного изготовления.
Перечень территорий, где произрастают деревья хвойных пород:
- Канада;
- страны Скандинавии;
- Великобритания;
- северные районы Америки и России, множество регионов на территории бывшего СССР.
По своему качеству древесина из холодных районов севера несколько превосходит аналогичный материал из регионов, где климат теплее.
Пихта
Древесину пихты применяют в целлюлозно-бумажном производстве, строительной сфере, для создания музыкальных инструментов. В медицине из пихты делают целебное масло. Характеристики пихтовой древесины схожи с качествами ели: лёгкая, нестойкая к загниванию.
Это значительно ограничивает области её применения.
Сибирская сосна (кедр)
Применяется в сфере строительства, столярном деле, для изготовления канцелярских карандашей, мебели. Физико-механические свойства, в общем, идентичны ели и пихте, но сосна устойчивее к гниению. При этом её древесина проста в обработке. Кедр широко применяют в мебельном производстве, для выполнения художественных поделок разного типа. Сосновые заготовки оптимально лёгкие, но при этом прочные.
При усыхании древесина незначительно коробится, качественно пропитывается и красится.
Ель
В основном используется для производства целлюлозы, бумаги и в строительной сфере. Это оптимальный материал для создания мебельной продукции, музыкальных инструментов. Помимо того, применяется при создании дубильных веществ. В качестве материала ель несколько уступает сосне. Хоть её древесина и однородная по строению, но отличается большей сучковатостью, хуже поддаётся обработке и слабо пропитывается антисептиками.
Из-за меньшей смолистости ель хорошо держит клей и просыхает быстрее сосны.
Какие есть лиственные породы?
По строению среди таких пород выделяют кольце- и рассеянно-сосудистые. Первый тип строения у твёрдосортной древесины, а виды рассеянно-сосудистого бывают как с мягкой древесиной, так и с твёрдой. В список мягких древесных сортов включают ольху, липу, берёзу и осину.
Ольха
Встречаются два вида деревьев ольхи: чёрная и серая однородного строения. Своё название растительная культура получила благодаря цвету коры. Ольха предпочитает влажную почву. Только срезанная древесина имеет белую окраску на спиле, но при контакте с воздухом она краснеет. В высохшем состоянии приобретает необычный привлекательный розовый оттенок. Ольха не подвержена усушке, она очень мягкая, не трескается и не боится влажности.
Из ольхи производят фанеру, изготавливают токарные изделия и сувенирную продукцию. Масштабно ольха используется для производства столярных товаров. Прекрасно зарекомендовала себя при отделке банных помещений.
Кроме того, повсеместно используется в тарном производстве, для изготовления сувенирных изделий, это подходящий материал для художественной резьбы.
Липа
Мягколиственная порода с лёгкой древесиной, склонная к небольшой усадке, но практически не коробится и не трескается, гибкая и достаточно просто режется. Поэтому из липы обычно делают различные предметы посуды, чертёжные доски, карандаши, тару для упаковки и многое другое.
Осина
Дерево с древесиной однородного строения, практически не подверженной усушке. Осина легко колется, длительно сохраняет свои качества даже в условиях повышенной влажности. Древесина ольхи отличается белым цветом, который впоследствии становится серебристо-серым. Повсеместно осину считают наилучшим материалом для возведения частных бань, из осиновой вагонки традиционно делают обшивку стен парной. Для полок и лавочек в бане также лучше предпочесть эту древесную породу.
Подходит осина и для выпуска тары, упаковочной стружки, разнообразных игрушек, спичек, посуды, вискозного волокна для создания искусственного шёлка.
Берёза
Относится к породам умеренной твёрдости. В мире широко применяется на производстве лыж, ружейных прикладов, паркетной доски, ДСП, ДВП, целлюлозы. Применяется также в строительстве жилых объектов, в мебельной и фанерной индустрии. Древесина берёзы не рекомендована к использованию в местах с повышенной влажностью. Отличается однородной плотностью, запросто обрабатывается. Из материала нередко создают имитацию ценной древесины, берёзовые заготовки легко полировать, пропитывать и окрашивать.
При этом порода может загнивать и коробиться, что очевидно сужает сферу применения берёзовой древесины.
Сферы использования
Древесина мягкого сорта, прежде всего, используется в строительстве: конструктивные элементы, столярные, плотницкие и другие «скрытые» работы. Этот материал имеет особый спрос, поэтому зачастую продаётся уже в распиленном виде, согласно востребованным стандартам: брёвнами, в виде досок, профилей и брусков.
Сейчас большую часть мягких сортов закупают на легальных плантациях, при этом от крупных производителей даётся гарантия использования древесины только от сертифицированных поставщиков. Кроме того, деревья, имеющие мягкую древесину, растут довольно быстро, достигая требуемой высоты за период около 60 лет.
Древесина хвойных пород прекрасно подходит для резьбы, изготовления бумаги, игрушек, мебели, строительных конструкций, зданий различного назначения, временных и постоянных сооружений.
Чтобы правильно подобрать материал, нужно обратить внимание на качественную древесину высокого класса.
Древесина лиственных пород является наиболее подходящей для наклонных стропил (кроме берёзы) и обрешёток, внутренних столярных перегородок, опалубки. Из неё делают строительные леса, крепления в котлованах, ограды, двери и фрамуги (только не наружные), в том числе используют в помещениях с влажностью воздуха, не превышающей 70%. Кроме того, данный материал подходит для изготовления наличников, плинтусов, половых досок и лестничных ступеней, деревянных щитов для устройства перекрытий и перегородок в помещениях. В этом случае обязательным условием является послойное антисептирование древесины.
Выбирая наиболее подходящий материал, важно учитывать качества и характеристики той или иной породы деревьев. От того, насколько правильно выбрана древесина, зависит долговечность созданной из неё конструкции или предмета.
Поэтому к данному вопросу нужно относиться с вниманием.
Источник