Характеристики древесины

Древесина – один из наиболее широко распространенных материалов, имеющих многовековую историю применения в производстве напольных покрытий, строительстве и изготовлении мебели. Вряд ли кого-либо удивят такие свойства древесины как экологичность, высокая прочность, небольшая плотность, низкая теплопроводность и небольшой коэффициент линейного расширения. Наконец, нельзя не отметить свойство регулировать в благоприятных для человека пределах влажность среды и, конечно, прекрасный внешний вид.

Древесина имеет специфическое строение и характеризуется физическими и механическими свойствами. К физическим свойствам относятся: внешний вид, запах, показатели макроструктуры, влажность, плотность, электро-, звуко- и теплопроводность; к механическим – прочность, твердость, жесткость, ударная вязкость и другие. Рассмотрим все по порядку:

Дерево - многолетнее растение с четко выраженным стволом, несущим боковые ветви, и верхушечным побегом. Система ветвей и соответствующие участки ствола образуют крону. Ствол - это часть дерева от корней до вершины, несущая на себе ветви. Ствол растущего дерева проводит воду с растворенными минеральными веществами вверх (восходящий ток), а с органическими веществами - вниз по лубу к корням (нисходящий ток); хранит запасные питательные вещества; служит для размещения и поддержания кроны. Он дает основную массу древесины (от 50 до 90% объема всего дерева) и имеет промышленное значение. Верхняя тонкая часть ствола называется вершиной, нижняя толстая часть - комелем.

Древесная порода – род и вид многолетнего древесного растения. Каждое растение имеет ботаническое название, которое приводится на двух языках (русском и латинском) с указанием рода и вида. Например, в названии сосна обыкновенная существительное указывает род, а прилагательное вид. Различают породы древесины хвойные (сосна, ель, пихта, кедр, кедровая сосна, лиственница и др.) и лиственные (дуб, бук, береза, липа, тополь, клен, вяз и др.)

По цветовым признакам породы деревьев, из которых изготавливается паркетная доска из массива делятся на светлые (ясень, бук, граб, клен, лиственница), средние (дуб, вишня, ольха) и темные (красное и черное дерево, орех).

Распилы

Главные разрезы ствола:

Поперечным (1) называется разрез, проходящий перпендикулярно оси ствола и направлению волокон и образующий торцовую плоскость.

Радиальный(2) разрез - это продольный разрез, проходящий через сердцевину ствола по радиальному направлению вдоль волокон древесины и перпендикулярно касательной к годичному слою древесины в точке касания.

Тангенциальный (3) разрез - это продольный разрез, проходящий на некотором расстоянии от сердцевины и по радиальному направлению вдоль волокон древесины по касательной к годичному слою.

Строение древесины.

Структура

строение ствола дерева

Поперечный разрез ствола:


a- кора,
b- заболонь,
c- ядро,
d- сердцевина.

Доска тангенциального распила

Доска радиального распила

Рис. 2
Доска тангенциального распила — направление древесных волокон параллельно пласти

Рис. 3
Доска радиального распила — направление древесных волокон перпендикулярно пласти

Заболонь, ядро:

Древесина лесных пород окрашена обычно в светлый цвет. При этом у одних пород вся масса древесины окрашена в один цвет (ольха, береза, граб), а у других центральная часть имеет более темную окраску (дуб, лиственница, сосна). Темная часть ствола называется ядром, а светлая,периферическая - заболонью. У некоторых безъядровых пород наблюдается потемнение центральной части ствола. В этом случае темная центральная зона называется ложным ядром.

Годичные слои, ранняя и поздняя древесина:

На поперечном разрезе видны концентрические слои, расположенные вокруг древесины. Эти образования представляют собой ежегодный прирост древесины, т.е. за один вегетационный период. Называются они годичными слоями. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных и прямых полос, на тангенциальном – извилистых, конусообразных линий.

Годичные слои нарастают ежегодно от центра к периферии и самым молодым слоем является наружный. По числу годичных слоев на торцовом разрезе на комле можно определить возраст дерева. Ширина годичных слоев зависит от породы, условий роста, положения в стволе. У одних пород (быстрорастущих) годичные слои широкие (Тополь, ива), у других узкие (самшит, тис).

В нижней части ствола расположены наиболее узкие годичные слои, вверх по стволу ширина слоев увеличивается, так как рост деревьев происходит в толщину и в высоту, что приближает форму ствола к цилиндру. Некоторым породам свойственна неправильная форма годичных слоев. Так, на поперечном срезе у граба, тиса, можжевельника наблюдается волнистость годичных слоев.

Вид годичных слоёв

Вид годичных слоёв на:

а - поперечном,
б - радиальном,
в - тангенциальном
разрезах древесины (сосна).

Каждый годичный слой состоит из двух частей - ранней и поздней древесины: ранняя древесина (внутренняя) обращена к сердцевине, светлая и мягкая; поздняя (наружная) обращена к коре, темная и твердая. Различие между ранней и поздней древесиной ясно выражено у хвойных и некоторых лиственных пород.

Ранняя древесина образуется в начале лета и служит для проведения воды вверх по стволу. Она отличается наличием крупных, достаточно хорошо заметных сосудов. Поздняя древесина откладывается к концу лета и выполняет в основном механическую функцию. От количества поздней древесины зависят ее плотность и механические свойства.

Сердцевинные лучи:

На поперечном разрезе некоторых пород хорошо видны невооруженным глазом светлые, часто блестящие, направленные от сердцевины к коре линии - сердцевинные лучи. Сердцевинные лучи имеются у всех пород, но видны лишь у некоторых. Первичные сердцевинные лучи начинаются у самой сердцевины, а вторичные на разном расстоянии от нее. В срубленном дереве сердцевинные лучи создают красивый рисунок (на радиальном разрезе), что имеет значение при выборе древесины в качестве декоративного материала.

По ширине сердцевинные лучи могут быть очень узкие, трудно различимые (у клена, вяза, ильма, липы); широкие, хорошо видимые невооруженным взглядом на поперечном разрезе.
Широкие лучи бывают настоящие широкие (у бука, дуба) и ложно широкие - пучки сближенных узких лучей (у граба, ольхи, орешника).
На радиальном разрезе сердцевинные лучи заметны в виде светлых блестящих полосок или лент, расположенных поперек волокон. Они могут иметь окраску светлее или темнее окружающей древесины.
На тангенциальном разрезе они видны в виде темных штрихов с заостренными концами или в виде чечевицеобразных полосок, размещенных вдоль волокон. Ширина волокон колеблется от 0,015 до 0,6 мм.

Виды сердцевинных лучей

Виды сердцевинных лучей на:
а - поперечном,
б - тангенциальном,
в - радиальном
разрезах древесины.

Пороки

Пороками древесины называют дефекты формы ствола (наросты, сбежистость, закомелистость и т.д.), естественные неоднородности строения древесины (сучки, сердцевина, крень, свилеватость и т.д.), нарушения целостности ее тканей по различным причинам (трещины, смоляные кармашки, червоточины, гнили и т.д.), окраски биологического химического происхождения (синева, продубина и т.д.), инородные включения, механические повреждения и дефекты обработки, снижающие качество древесины и ограничивающие ее использование. Они возникают в процессе роста дерева или в древесине при нарушении технологии ее хранения и переработки, могут появляться при неправильной эксплуатации деревянных изделий и сооружений.

В некоторых случаях применения древесины неоднородность ее строения, названная пороком, расценивается как достоинство древесины. Например, наросты с красивой текстурой служат ценным сырьем для художественных поделок. Синева и подобные ей пороки начинают восприниматься как признак натуральной древесины в условиях дефицита древесины и широкого использования пластмасс. Сучки считаются основным сортообразующим пороком, их наличие ограничивает стандарты и технические условия на отдельные виды продукции, однако, здоровые сросшиеся сучки незаменимы в стилях кантри и ренессанс.

Сучок - основание ветви, заключенное к древесине ствола. По степени зарастания в круглых лесоматериалах различают открытые сучки (выходят на боковую поверхность сортимента) и заросшие (обнаруживаются по вздутиям и другим следам зарастания на боковой поверхности сортимента).

Открытые сучки делятся:

По форме разреза на поверхности сортимента - на кругдые, овальные, продолговатые

По положению в сортименте - на пластевые, ребровые, кромочные , торцовые.

По взаимному расположению - на разбросанные, групповые, разветвленные

По степени срастания с окружающей древесиной - на сросшиеся, частично сросшиеся, несросшиеся, выпадающие

По состоянию древесины - на здоровые (древесина без гнили) , светлые, темные, здоровые с трещинами, загнившие, гнилые, табачные

По выходу на поверхность - на односторонние, сквозные.

Основные разновидности сучков

Основные разновидности сучков:

1 - круглый,
2 - овальный,
3 - продолговатый,
4 - пластевой,
5 - кромочный,
6 - ребровый,
7 - сшивные,
8 - групповые,
9 - разветвлённые.

Трещины - нарушение целостности древесины, вызванное внутренним напряжением. Их можно разделить:

по типу - на метиковые, отлупные, морозные, трещины усушки

по положению в сортименте - на боковые, пластевые, кромочные, торцовые

по глубине - на неглубокие, глубокие, сквозные

по ширине - на сомкнутые и  разошедшиеся

Основные разновидности трещин

Основные разновидности трещин:


1 - метиковые,
2 - морозные,
3 - трещины усушки,
4 - отлупные,
а - пластевые,
б - кромочные,
в - торцевые.

Пороки строения древесины- наклон волокон, крень, тяговая древесина, свилеватость, завиток, глазки, кармашек, сердцевина, двойная сердцевина, смещенная сердцевина, пасынок, сухобокость, прорость, рак, засмолок, ложное ядро, пятнистость, внутренняя заболонь, водослой.

Наклон волокон - отклонение направления волокон от продольной оси материала (раньше назывался косослоем). Встречается у всех пород. Различают тангенциальный и радиальный наклон волокон.

Тяговая древесина - древесина некоторых лиственных пород (бука, тополя) с изменением строения в растянутой зоне стволов и сучьев, проявляющимся в резком увеличении ширины годичных слоев. Обнаруживается по ворсистости. Под действием цвета окрашивается в коричневый цвет.

Свилеватость - извилистое или беспорядочное расположение волокон древесины. Встречается в материалах из комлевой части ствола у всех древесных пород, чаще у лиственных. Бывает волнистая и путаная.

Завиток - местное искривление годичных слоев около сучков или проростей. Бывает односторонний и сквозной. Он снижает прочность древесины.

Глазки - следы неразвившихся в побег спящих почек. Диаметр не превышает 5мм. Бывают разбросанные и групповые. По цвету: светлые и темные. Снижают прочность древесины.

Кармашек - полость внутри или между годичными слоями, заполненная смолой или камедями.

Сердцевина - узкая центральная часть ствола, состоящая из рыхлой ткани бурого или более светлого, чем у окружающей древесины, цвета. На торцах сортимента наблюдаются пятна около 5мм различной формы, на радиальной поверхности - в виде узкой полосы.

Смещенная сердцевина - эксцентричное расположение сердцевины, сопровождающееся свилеватостью.

Двойная сердцевина - наличие в сортименте 2х и более сердцевин с самостоятельными системами годичных слоев, окруженных с периферией одной общей системой.

Пасынок - оставшаяся в росте или отмершая вторая вершина, проходящая через сортимент под острым углом к его продольной оси на значительном протяжении.

Сухобокость - участок поверхности ствола, омертвевший в процессе роста дерева как результат повреждения.

Прорость - зарастающая или заросшая рана.

Рак - углубление или вздутие на поверхности растущего дерева в результате деятельности грибов или бактерий.

Ложное ядро - темная, неравномерно окрашенная зона, граница которой не совпадает с годичными слоями, отделенная от заболони темной каймой.

Пятнистость древесины - окраска заболони лиственных пород в виде пятен и полос, близкая по цвету к окраске ядра.

Внутренняя заболонь - смежные годичные слои, расположенные в зоне ядра, окраска и свойства их близки к окраске и свойствам заболони.

Водослой - участки ядра или спелой древесины с повышенным содержанием воды.

Пороки строения древесины

Пороки строения древесины:

а - тангенциальный наклон волокон,
б - корень,
в - свилеватость,
г - завиток,
д - глазки,
е - ложное ядро.

Химическая окраска- ненормально окрашенные равномерные по цыету участки в срубленной древесине ,возникающие в результате химических и биохимических процессов, в большинстве случаев связанные с окислением дубильных веществ.

Биологические повреждения -червоточины - ходы и отверстия, проделанные в древесине насекомыми, в основном их личинками. Поверхностноая червоточина не влияет на механические свойства древесины. Неглубокая и глубокая червоточины нарушают целостность древесины.

Физические свойства.

Внешний вид древесины определяется цветом, блеском, текстурой и микроструктурой.

Цвет древесине придают находящиеся в ней дубильные вещества, смолистые и красящие вещества, содержащиеся в полостях клеток. В природе преобладают древесные породы с теплыми оттенками (желтые, охристые, красные, красно-коричневые, коричневые), но встречаются зеленые, синие, фиолетовые и черные породы древесины, которые в нашей стране считаются экзотическими.

В пределах климатического пояса каждой древесной породе присущ свой особый цвет, который может служить дополнительным признаком для ее распознавания. Так, древесина граба имеет светло-серый цвет, дуба и ясеня - бурый, ореха - коричневый. Древесина пород, произрастающих в жарких и южных районах имеет более яркую окраску по сравнению с древесиной пород умеренного пояса.

Цветовые оттенки древесины имеют широкий диапазон. Нужно помнить, что цвет древесины может изменяться не только в зависимости от породы, но в пределах одного вида может быть несколько десятков вариантов тональных соотношений. На этот фактор оказывают влияние климатические условия, в которых росло дерево и другие природные факторы. Выявление и использование естественной цветовой палитры древесины является серьезной дизайнерской работой.

Блеск древесины – это способность отражать световой поток в определенном направлении. Блеск древесины зависит от ее плотности, количества, размеров и расположения сердцевидных лучей. Чем крупнее сердцевинные лучи (например, у дуба) и чем плотнее древесина, чем кучнее расположены сердцевинные лучи (например, у клена), тем значительнее будет блеск древесины. Распределение блеска по поверхности неодинаково и зависит от вида разреза: в радиальной плоскости он сильнее, в поперечной – слабее.

Светотеневые переливы у одних пород хорошо заметны только на продольном разрезе ствола, у других – на всех разрезах. Они существенно влияют на декоративные качества древесины, усиливая или ослабляя ее выразительное звучание, поэтому блеск древесины учитывают при сочетании разных пород дерева и составлении мозаичных наборов.

Особым блеском отличается древесина дуба, бука, клена, платана и белой акации. Матовый (сатиновый) блеск имеют тополь, липа, осина, тик; шелковистый – ива, вяз, ясень, черемуха; золотистый – черешня; серебристый – сибирский кедр; муаровый – береза, серый клен, лавровишня.

Текстура древесины – это естественный рисунок древесных волокон на обработанной поверхности, обусловленный особенностями ее строения. Текстура зависит от особенностей анатомического строения отдельных пород древесины и направления разреза. Она определяется шириной годичных слоев, разницей в окраске ранней и поздней древесины, наличием сердцевинных лучей, крупных сосудов, неправильным расположением волокон (волнистым или путаным).

Выразительность текстуры древесины влияет на зрительное восприятие. При слабовыраженной контрастности восприятие поверхности пола будет спокойным, если текстура не очень контрастная, воздействие на человека будет умеренным, а очень контрастный рисунок пола обладает повышенной энергетикой и производит возбуждающий эффект.

Лиственные породы с ярко выраженными годичными слоями и развитыми сердцевинными лучами ( дуб, бук, клен, карагач, ильм, платан) имеют очень красивую структуру радиального и тангенциального разрезов. Особенно красивый рисунок имеет древесина с неправильным расположением волокон. У древесины хвойных и мягких лиственных пород более простой и менее разнообразный рисунок, чем у древесины твердых лиственных пород.

Текстура определяет декоративную ценность древесины и имеет особо высокое значение при производстве паркетной доски. Ее специально усиливают и выявляют различными способами (структурирование, скобление, покрытие прозрачными лаками).

Название древесины 

 Текстура

 Акация белая

 Полосы, кольца, тонкие линии

 Амарант

 Темно-коричневые полосы, черточки

 Береза обыкновенная

 Муаровый рисунок, шелковистый блеск

 Береза карельская

 Рисунок в виде коричневых извилин или черточек, яркая

 Бук

 Блестящие крапинки, темные тонкие штрихи

 Вишня

 Порода ядровая, полосатая

 Граб

 Текстура слабо выражена

 Груша

 Текстура слабо выражена, однородная

 Дуб

 Крупная текстура с годичными слоями, крупными сосудами, сердцевинными лучами в виде язычков пламени, темных штрихов

 Карагач

 Муаровая текстура с шелковистым блеском

 Клен русский

 Нежная розовая текстура, шелковистый блеск

 Клен: явор и "птичий глаз"

 Шелковистый блеск

 Лимонное дерево

 Ленточная текстура

 Махагони

 Ленточная структура

 Ольха

 Текстура выражена

 Орех грецкий

 Красивая текстура с темными прожилками

 Осина

 Текстура слабо выражена

 Палисандр

 Текстура крупная, выразительная с темными короткими черточками

 Рябина

 С мелкими порами, слабо выражена

 Самшит

 Текстура с едва заметными прожилками, слабо выражена

 Тик

 Текстура крупная, выразительная. Напоминает текстуру ореха

 Яблоня

 Текстура слабо выражена, однородная

 Ясень

 Текстура резко выражена в виде полос

Микроструктура – включает

Влажность

Древесину характеризуют такие особенности, как анизотропность (разнородность свойств в направлении вдоль или поперек волокон) и гигроскопичность — т.е.способность изменять свою влажность с изменением состояния окружающей среды.

Абсолютной влажностьюдревесины называется отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах. Относительная влажность древесины - это отношение массы влаги, содержащейся в древесине, к массе древесины во влажном состоянии, выраженное в процентах.

Общее количество влаги в древесине складывается из свободной и связанной влаги. Влага, находясь в полостях клеток и межклеточных пространствах, называется свободной, или капиллярной, а в клеточных стенках - связанной или гигроскопичной.

Если древесину длительное время выдерживать в воздухе неизменного состояния, то ее влажность будет стремиться к определенной величине, называемой устойчивой или равновесной влажностью.

Равновесная влажность- средне значение между устойчивыми влажностями древесины при сорбции и десорбции, соответствующее определенному сочетанию температуры и влажности окружающего воздуха. Устойчивой (равновесной) влажности древесина достигает, поглощая водяные пары из воздуха (сорбция), или выделяя их ( десорбция). Водяные пары из воздуха могут поглощать только клеточные стенки. Процессы сорбции и десорбции не вполне обратимы при одинаковом состоянии воздуха: устойчивая влажность при сорбции меньше, чем при десорбции.

Таблица показывает изменение влажности древесины в зависимости от изменения относительной влажности воздуха и температуры. Из нее видно, что изменения относительной влажности воздуха обуславливают гораздо большие колебания влажности древесины, чем изменения температуры.

Равновесная влажность дерева

Относительная
влажность
воздуха, %

Температура воздуха, °С

 

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

90

21

20,8

20,6

20,4

20,2

20

19,7

19,4

18,9

18,7

18,7

85

19,2

18,8

18,5

18,3

18,1

17,8

17,5

17,2

16,8

16,5

16,2

80

17,5

17,2

17

16,7

16,3

16

15,7

15,3

15

14,7

14,4

75

15,3

15,2

15

14,9

14,7

14,4

14,1

13,8

13,6

13,3

13

70

13,6

13,4

13,2

13,1

13

12,8

12,6

12,4

12,1

11,8

11,5

65

12,3

12,2

12

11,8

11,6

11,4

11,2

11

10,8

10,6

10,4

60

11,3

11

10,8

10,6

10,5

10,4

10,3

10,1

10

9,7

9,5

55

10,2

10,1

10

9,9

9,8

9,7

9,5

9,3

9,1

8,9

8,7

50

9,6

9,4

9,2

9,1

9

8,8

8,6

8,4

8,2

8

7,8

45

8,8

8,7

8,6

8,5

8,3

8,1

7,9

7,7

7,5

7,3

7,1

40

8,2

8,1

8

7,8

7,6

7,4

7,2

7

6,8

6,6

6,4

35

7,2

7

6,9

6,8

6,7

6,6

6,4

6,4

6,2

6

5,8

30

6,3

6,2

6,1

6

5,9

5,8

5,7

5,5

5,4

5,2

5

25

5,4

5,3

5,2

5,1

5

4,9

4,8

4,7

4,6

4,5

4,3

20

4,7

4,6

4,5

4,4

4,3

4,2

4,1

4

3,9

3,8

3,6

15

3,9

3,8

3,7

3,6

3,5

3,4

3,3

3,2

3,1

3

2,9

По европейским стандартам пол из деревянного массива должен просушиваться до 7-11% влажности. Влажность паркета согласно ГОСТ должна составлять (9 +/- 3%). Для соблюдения указанных параметров относительная влажность воздуха должна составлять около 40-60%. При таких условиях изменение параметров деревянного пола будет минимальным. Относительная влажность воздуха 40-60% является оптимальной и для здоровья человека. При такой влажности воздуха улучшается иммунитет и устойчивость к стрессам, улучшается самочувствие, поддерживается баланс влажности кожи и волос, уменьшается риск возникновения хронических заболеваний дыхательных путей и облегчается процесс их протекания.

Стабильность

Стабильность древесины – свойство, обуславливающее степень и скорость изменения размеров древесины при изменении влажности в ней. Следует отметить, что влажность древесины может меняться из-за изменения в помещении климатических условий (относительной влажности воздуха и температуры), а также вследствие прямого контакта с водой (при мытье пола влажной тряпкой) или влажными поверхностями (при настиле на влажную основу).

Усушкой называется уменьшение линейных размеров и объема древесины при удалении из нее связанной влаги. Усушка древесины обуславливается ее нахождением в сухом воздухе, во время чего происходит отдача в окружающую среду адсорбированной воды, находящейся в стенках клеток древесины. Из-за устранения адсорбированной воды уменьшаются толщина и размеры стенок клеток. Усушка по разным направлениям не одинакова. В среднем полная линейная усушка в тангенциальном направлении составляет 6-10%, в радиальном 3-5% и вдоль волокон 0,1-0,3%. Последствие усушки деревянного пола – возникновение щелей между отдельными досками.

Разбухание - увеличение размеров и объема древесины из-за увеличения количества воды в древесине, обусловленного ее содержанием во влажном воздухе или в воде. Таким образом, это свойство противоположно усушке, однако происходит по тем же принципам. Последствие разбухания – возникновение волнистости деревянного пола или его поднятие.

В большинстве случаев, усушка и разбухание древесины косвенно зависят от плотности древесины: чем больше количество стенок клеток в единице объема древесины, тем больше адсорбированной воды может быть поглощено или отдано.

Степени усушки и разбухания древесины зависят и от способа распила древесины: для пола радиального распила эти показатели будут ниже, чем для пола тангенциального распила из той же древесины. Следует подчеркнуть, что изменение размеров древесины в основном происходит в поперечном направлении досок, тогда как в продольном направлении почти не ощущается.

Для каждого сорта дерева процесс усушки и разбухания занимает различный промежуток времени в зависимости от скорости впитывания влаги (например, дуб – 30 дней, ясень – 20 дней, бук – 14 дней, клен – 12 дней). Условно все сорта древесины по уровню стабильности можно разделить на три группы: низкой стабильности, средней стабильности и высокой стабильности. Зная стабильность конкретной древесины, можно судить, насколько сильно настеленный деревянный пол может расшириться или сжаться, какова вероятность возникновения волн или щелей.

Внутреннее напряжение

Напряжения, которые возникают без участия внешних сил, называют внутренними. Причина образования напряжения при сушке древесины - неравномерность распределения влаги.
Внутренние напряжения иногда сохраняются в высушенном материале и служат причиной изменения размеров и формы деталей при механической обработке древесины. Для уменьшения напряжения применяют высокотехнологичные автоматические сушильные камеры. Сохранившееся после обработки остаточное напряжение можно снять путем дополнительной обработки (механической или увлажнение паром).

При высыхании или увлажнении древесины изменяется форма поперечного сечения доски. Такое изменение называется короболением.

Растрескивание древесины и силовые секции

Виды коробления:
а, в - изменение формы поперечного сечения брусков с различным расположением слоев на торце,
б - то же, досок (серцевинной и боковой),
г - продольная покоробленность,
д - крыловатость.

Плотность древесины– это отношение массы древесины к ее объему. Выражается плотность в кг/ м3. Плотность древесины зависит от влажности и для сравнения значения плотности всегда приводят к единой влажности - 12%.

Величина плотности колеблется в очень широких пределах. По плотности при влажности 12% древесину можно разделить на три группы:

- породы с малой плотностью (510 кг/м3 и менее): сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ива, ольха, каштан, орех;

- породы средней плотности (550...740 кг/м3 ): лиственница, тис, береза, бук, вяз, груша, дуб, ильм, карагач, клен, платан, рябина, яблоня, ясень;

- породы с высокой плотностью (750 кг/м3 и выше): акация белая, береза железная, граб, самшит, саксаул, фисташка, кизил.

Между плотностью и прочностью древесины существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной. Следует отметить, что древесина, произрастающая в нашей стране, обладает мелкослойной структурой благодаря короткому вегетативному периоду, а потому ее плотность и прочность выше, чем у тех же пород, произрастающих в Европе.

Механические свойства.

Под воздействием внешних сил в древесине нарушается связь между отдельными ее частицами и изменяется форма. Механические свойства характеризуют способность древесины сопротивляться воздействию внешних сил (нагрузок).

Твердость - это способность древесины сопротивляться вдавливаниям более твердых тел (например, каблуков или ножек мебели). От твердости древесины зависит долговечность деревянного пола, сопротивляемость ударам падающих предметов, истиранию и царапанью. Чем больше твердость и плотность древесины, тем меньше ее изнашиваемость, т.е. выше способность противостоять разрушению. Твердость торцовой поверхности выше твердости боковой поверхности (тангенциальной и радиальной) на 30% у лиственных пород и на 40% у хвойных.

Твердость паркетного пола варьируется в зависимости от сорта древесины и измеряется по методу Бриннеля: стальной шарик диаметром 10 мм вдавливают в поверхность  с определенной силой, затем измеряют образовавшуюся вмятину и рассчитывают величину коэффициента твердости по Бриннелю. Чем тверже древесина, тем этот коэффициент выше. Структура древесины предопределяет относительно большие градации твердости.

По степени твердости все древесные породы можно разделить на три группы:

1) мягкие - торцовая твердость 40 МПа и менее (сосна, ель, кедр, пихта, можжевельник, тополь, липа, осина, ольха, каштан);

2) твердые - торцовая твердость 40,1 - 80 МПа (лиственница, сибирская береза, бук, дуб, вяз, ильм, карагач, платан, рябина, клен, лещина, орех грецкий, хурма, яблоня, ясень);

3) очень твердые - торцовая твердость более 80 МПа (акация белая, береза железная, граб, кизил, самшит, фисташки, тис).

Приведенные данные являются средними значениями большого количества измерений отделанной поверхности. Единица измерения твердости – HB (Hardness Brinell). 1 HB равен 10 МПа или 10 Н/мм². В таблицах этот коэффициент чаще всего приводится без единиц измерения

 Эбеновое дерево

 Свыше 8,0

 Бук

 3,8

 Акация белая

 7,1

 Дуб

 3,8

 Олива

 6

 Падук

 3,8

 Ярра

 6

 Афромозия

 3,7

 Кумару

 5,9

 Граб

 3,7

 Лапачо

 5,7

 Вяз гладкий

 3,67

 Амарант

 5

 Береза

 3,6

 Орех грецкий

 5

 Тиковое дерев

 3,5

 Кемпас

 4,9

 Ирокко (камбала)

 3,5

 Бамбук

 4,7

 Вишня

 3,2

 Панга-панга

 4,4

 Ольха

 2,7

 Венге

 4,2

 Лиственница

 2,6

 Гуатамбу

 4,2

 Клен полевой

 2,5

 Клен остролистый

 4,1

 Сосна

 2,49

 Ясень

 4,1

 Сосна корейская

 1,9

 Мербау

 4,1

 Осина

 1,86

 Сукупира

 4,1

 Кумьер

 твердая

 Ятоба (мерил)

 4,1

 Груша

 средняя

 Свитения (махагони)

 4

 Сапелли

 средняя

 Дуссие

 4

 Липа

 низкая

 Мутения

 4

 Каштан

 низкая


Твердость имеет существенное значение при устройстве полов, лестниц, перил, когда древесина подвергается истиранию. В производстве паркета и паркетной доски из массива применяют породы с твердостью не ниже средней.

Средние показатели твердости по Бринеллю и стабильности древесины

Средние показатели твердости по Бриннелю и стабильности древесины :

Прочность

Прочностью называется способность древесины сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Она зависит от направления действующей нагрузки (растяжение, сжатие, изгиб, скалывание), породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков и характеризуется пределом прочности - напряжением, при котором разрушается образец.

Средняя величина предела прочности при растяжении вдоль волокон всех пород составляет 130 МПа. На прочность при растяжении вдоль волокон оказывает большое влияние строение древесины. Даже небольшое отклонение от правильного расположения волокон вызывает снижение прочности.

Прочность древесины при растяжении поперек волокон очень мала и в среднем составляет 1/20 часть от предела прочности при растяжении вдоль волокон, т.е. 6,5 Мпа.

При сжатии вдоль волокон деформация выражается в небольшом укорочении образца. Прочность древесины при сжатии поперек волокон ниже, чем вдоль волокон, примерно в 8 раз.

Порода

Предел прочности, Мпа, при:

Торцовая
твёрдость, Мпа

Ударная
вязкость, Дж/м2

сжатии
вдоль волокон

статическом
изгибе

скалывании
вдоль волокон

радиальном

тангенциальном

Граб

60/27

137/74

15,6/8,8

19,4/10,4

91/54

99081/
84366

Ясень

59/33

123/75

13,9/9,4

13,4/8,7

80/48

88290/
74556

Бук

56/26

109/65

11,6/7,0

14,5/8,9

61/37

80442/
68670

Дуб

58/31

108/68

10,2/7,6

12,2/9,0

68/40

76518/
64746

В рамках одной породы и даже одного дерева физические и механические свойства древесины могут значительно различаться, поэтому все приводимые данные являются усредненными. Однако они являются достаточными для проведения сравнительной оценки различных пород.

Все вышеописанные показатели древесины учитываются при производстве деревянных напольных покрытий. Допуски по различным характеристикам и их соответствие российским (ГОСТ) и международным (например, DIN) стандартам, обычно, подробно изложены в технических условиях крупных производителей. Потребителям же достаточно убедиться в наличии подробных ТУ и в серьезности предоставляемых гарантий.

подпишитесь на рассылку

Получайте новости и обновления от компании FINEX