В первую очередь, твердость древесины зависит от породы, а также от условий роста дерева (один и тот же вид дерева может иметь различные показатели). В России и в Европе принято измерять твердость древесины по Бринеллю, в США – по шкале Janka. Суть этого способа заключается в способности древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. У торцовой поверхности твердость выше, чем у тангенциальной и радиальной на 30% у лиственных и на 40 % – у хвойных пород. На величину твердости влияет влажность древесины. Все древесные породы подразделяют на три группы: 1) мягкие (торцовая твердость 38,6 Мпа и менее). Сюда можно отнести: сосну, ель, кедр, пихту, тополь, липу, осину, ольху. 2) твердые (торцовая твердость от 38,6 до 82,5 МПа). К этой группе относятся: береза, лиственница сибирская, бук, клен, карагач, ясень, яблоня. 3) очень твердые (торцовая твердость более 82,5 МПа). В неё входят: самшит, акация белая, кизил, береза железная, граб. Для производства паркета мастерами используется породы, твердость древесины по Бринеллю у которых как минимум средняя. Осуществление данного способа производится методом вдавливания. А делается это так: устанавливают индентор в начальном положении на образце, следом прилагается основная нагрузка, которую выдерживают под действием. Измеряется глубина внедрения, после чего основная нагрузка снимается. В роли индентора выступает полированный закалённый стальной шарик, который вдавливают в поверхность испытуемого образца с регламентированным усилием. Спустя 30 секунд после приложения нагрузки измеряют глубину отпечатка. Рассчитывают твердость древесины по Бринеллю таким образом: приложенную нагрузку делят на площадь поверхности отпечатка. >ШКАЛА БРИНЕЛЛЯ<
|
evrosteit.ru
Твердые породы древесины: какие это?
В сферах строительства и производства на смену традиционным расходным материалам приходят технологичные пластики в различных исполнениях. Они отличаются высокими технико-физическими качествами, что позволяет им уверенно заменять и древесину, и даже металл. Тем не менее, у древесного сырья есть немало преимуществ, обусловленных низкой стоимостью закупки и экологической чистотой. Слабым же местом данного материала считается прочность. Для повышения этого показателя производители задействуют специальные методы обработки, позволяющие увеличить жесткость, плотность и в целом стойкость к механическим повреждениям. Однако, твердые породы древесины изначально располагают данными свойствами, зачастую избавляя от необходимости проведения особых термических обработок.
Особенности твердых пород дерева
Обычно качества таких пород оцениваются по трем показателям – плотности, твердости по Бриннелю и по жесткости поперечного реза. В среднем плотность такой древесины составляет порядка 1200-1400 кг/м3. Что касается твердости по Бриннелю, то эта величина может достигать 3,5 кгс/мм2, а жесткость поперечного реза – 80 МПа. Опять же, эти показатели характерны для привычных для российских условий деревьев, а экзотические породы могут иметь значительно превосходящие характеристики. Какие породы древесины относятся к твердым в умеренном поясе? Обычно выделяют дуб, бук, ясень и некоторые виды граба. Важно учитывать, что наряду с положительным качеством в виде твердости такие деревья также отличаются и отрицательными свойствами. Уже говорилось, что в целях повышения эксплуатационных качеств пиломатериал может подвергаться дополнительной обработке. Иногда для получения особых физических характеристик подобным операциям подвергается и твердая древесина. И здесь проявляется серьезная проблема, поскольку многие породы из-за высокой плотности не выносят процессов шлифовки, пропитки и особенно сушки. Часто образуются трещины, сколы и другие проявления деформации структуры.
Классификации твердых древесных пород
Выделяют породы, произрастающие в умеренном поясе, и экзотические деревья. Также существует классификация на лиственные и хвойные породы. Хотя большинство твердых пород все же относятся к лиственным, среди хвои тоже встречаются разновидности с повышенными характеристиками плотности и жесткости. Что касается пород умеренного пояса, то к ним можно отнести клен, самшит, бриар и упомянутый граб. Здесь же наиболее распространены и хвойные твердые породы древесины. Какие из них обладают наиболее выраженными показателями твердости? В данном случае внимания заслуживает лиственница, тис, можжевельник и лоусон. Встречаются твердые породы и среди привычных фруктовых деревьев – в этой категории выделяется лесная яблоня, кислица, груша, рябина и некоторые виды грецкого ореха. Что касается экзотических пород, то они демонстрируют наиболее высокие показатели твердости и плотности. Здесь особый интерес вызывает красное и лимонное деревья, палисандр, эвкалипт и т. д. Теперь стоит рассмотреть подробнее самые твердые породы деревьев.
Красное дерево
В России данная порода наиболее популярна, так как ее можно приобрести в свободной продаже. Это тропическое дерево, которое характеризуется высокой твердостью, а также оригинальной фактурой на срезе. Свежеспиленная древесина отличается желтовато-красным оттенком, но с течением времени он сменяется более темными тонами, что придает материалу благородства. Соответственно, потребитель ценит не только технические, но и декоративные свойства этого дерева. Надо отметить, что с точки зрения выраженных декоративных качеств к твердым породам древесины относятся также бакаут и самшит. Причем эти породы используются не только в качестве отделочных материалов, но и могут заменять отдельные декоративные детали в ювелирной продукции и технических устройствах. Но красное дерево к тому же отличается и легкостью механической обработки. Плотность этой породы не так высока по сравнению со многими твердыми материалами тропического происхождения, поэтому данное сырье очень востребовано на мебельных фабриках.
Железное дерево
Если сверхпрочные пластики могут заменять железо благодаря своей прочности, то данная порода не только способна в некоторых областях занимать место стойкого к механическим нагрузкам элемента, но при этом отвечать и повышенным требованиям в плане экологической стойкости. Под понятие железного дерева входит целая группа пород, которые преимущественно растут в странах азиатского региона и в Австралии. Классическим представителем группы является персидская парротия. Данный вид распространен в реликтовых лесах, где местные жители еще с древних времен мастерили из него рукоятки для ножей и топоров. В наши дни «железная» древесина твердых пород деревьев находится под охраной ЮНЕСКО. Эта порода, в частности, имеет и эстетическую ценность, что обуславливает большой интерес к ней со стороны рынка.
Мербау
Это не самая твердая, но по совокупности других эксплуатационных качеств, можно сказать, наиболее практичная порода. Раньше это дерево использовали в строительстве морских судов. Это обусловлено тем, что материал отличается стойкостью к влаге и к тому же не рассыхается. Поэтому мербау можно хранить долгое время, после чего подвергать термическим обработкам и применять в строительстве. Как уже отмечалось, деревья, относящиеся к твердым породам древесины, наподобие граба или бука, практически не переносят дополнительной обработки. Но мербау стойко выносит традиционные способы воздействия с целью повышения отдельных эксплуатационных качеств.
Белая акация
Самая твердая порода в России, которая ценится не только за прочность, но и за устойчивость к процессам биологического разрушения. Кроме того, акация этого вида хорошо полируется и не трескается в ходе длительной эксплуатации. При соблюдении мер профилактической обработки древесина также не подвергается мелким механическим повреждения. К слову, по техническим характеристикам этот вид превосходит такие твердые породы древесины, как дуб и ясень.
Бакаут
Показатель твердости этого дерева один из самых высоких во всем мире. Достаточно сказать, что материал оптимально справляется со своими задачами при использовании в виде подшипников, втулок и кронштейнов. В военном флоте древесину этой породы часто использовали и в качестве материала для палубы. Но как пиломатериал бакаут ценится и по другим причинам. Он не поддается деформирующим процессам под влиянием сторонних негативных факторов. Это могут быть и химические, и физические воздействия, которые не оказывают разрушающего влияния на структуру. Существуют и другие твердые породы древесины, которые также проявляют стойкость к экстремальным нагрузкам. Но уникальным качеством именно бакаута является сбалансированное сочетание большой массы и плотности.
Применение твердых пород дерева
Большая часть данного материала используется в строительстве. Древесина в том или ином виде может применяться как основа для конструкций, так и в качестве отделки. Используют отдельные породы также в сферах машино- и приборостроения. Из них выполняют отдельные функциональные элементы с расчетом на долгосрочное использование – причем это могут быть и временные расходные детали, и долговечные части конструкций. Это основные, но не все сферы, в которых применяют высокопрочные породы древесины. Мягкие, твердые породы, а также виды древесины со средними показателями плотности могут использоваться и в медицинских целях. В данном случае твердость не так важна. Дело в том, что многие экзотические породы содержат уникальные по своим качествам смолы. Приготовление лечебных смесей для внутреннего и наружного применения, в частности, позволяет бороться с заболеваниями суставов, дыхательных органов и т. д.
Заключение
Производители стройматериалов прекрасно знакомы с правилом, по которому повышение одного технико-эксплуатационного свойства почти всегда влечет минимизацию других качеств. Отчасти этот закон распространяется и на твердые породы древесины, которые по некоторым характеристикам проигрывают мягким видам. Процессы биологического разрушения, физической деформации, а также искажение текстуры – главные недостатки мягких пород, используемых в долгосрочном формате. Но с другой стороны, такая древесина имеет преимущество в виде подверженности к дополнительным обработкам. Конечно, в обеих категориях есть свои исключения, но мягкая структура из-за низкой плотности все же более расположена к формированию новых свойств искусственным путем.
fb.ru
Твердость древесины – Древесина
Навигация:
Главная → Все категории → Древесина
Твердость древесины
По степени твердости породы делят на три группы: мягкие. (торцовая твердость 40 МПа и менее): сосна, ель, кедр, липа, осина, тополь; твердые (торцовая твердость 40,1…80 МПа): лиственница, береза, бук, вяз, клен, ясень, яблоня, дуб; очень твердые (торцовая твердость более 80 МПа): граб, кизил, самшит, тис.
Твердость древесины определяют двумя методами: статическим и ударным. В обоих случаях твердость оценивают путем вдавливания сферического индентора в испытуемую древесину.
Статический метод. Сущность метода заключается в определении нагрузки, необходимой для внедрения сферического индентора в древесину на заданную глубину (ГОСТ 16483.17—81). Испытания проводятся на образцах в виде прямоугольных призм поперечным сечением 50×50 мм и длиной не менее 50 мм. При этом необходимо указывать, твердость какой поверхности древесины измеряют (торцовой, радиальной или тангенциальной), так как значения твердости по разным поверхностям заметноразличаются (торцовая твердость выше на 30-40% твердости, радиальной и тангенциальной).
Для испытания используют испытательную машину с наибольшей предельной нагрузкой 50 кН и приспособление (рис, 16.6), состоящее из корпуса, внутри которого свободно движется пуансон с наконечником, имеющим сферический индентор 4 с радиусом (5,64± 0,01) мм. Глубина погружения индентора фиксируется индикатором часового типа 2 с погрешностью измерения не более 0,01 мм.
Образец помещают в приспособление, располагая сферический индентор на пересечении диагоналей верхней грани образца. После чего приспособление устанавливают в испытательную машину и снимают показания с индикатора. Затем на пуансон подают нагрузку так, чтобы сферический индентор вдавливался с постоянной скоростью (3…6 мм/мин) в древесину. В момент погружения индентора на глубину 5,64 мм измеряют усилие по силоизмерителю испытательной машины.
Рис. 16.6. Приспособление для определения твердости древесины:
1 – пуансон; 2 — индикатор; 3 – корпус; 4 – сферический индентор; 5 – образец древесины
Ударный метод. Сущность метода заключается в измерении площади проекции отпечатка от удара шарика, свободно падающего с заданной высоты, и вычислении ударной твердости, как отношения потенциальной энергии шарика к площади проекции отпечатка.
Для испытаний используют образцы в виде прямоугольных призм сечением 20×20 мм и длиной вдоль волокон 150 мм и специальный прибор. Образец 5 с наложенной на него копировальной бумагой устанавливают на прибор и закрепляют устройством 4 для прижима образца. Стальной шарик 2 диаметром 25 мм пускают свободно падать через держатель 3. Высота падения шарика 500 мм.
Похожие статьи:
Навигация:
Главная → Все категории → Древесина
Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум
stroy-spravka.ru
Твердость древесины
По своей природе разные виды дерева имеют различную твердость. Для измерения твердости паркета пользуются методом Бринелля.
Для этого стальной шарик диаметром 10 мм вдавливают в поверхность с определенной силой и продолжительностью. Затем измеряют образовавшуюся вмятину и рассчитывают величину твердости по Бринеллю. Чем тверже дерево, тем выше этот показатель.
Ятоба – 7,0
Мербау – 4,9
Канадский Клен – 4,8
Ярра – 4,7
Розовое дерево – 4,4
Ясень – 4,0
Бук – 3,8
Дуб – 3,7
Вишня – 3,6
Американский Орех – 3,4
Европейский Клен – 3,0
Береза – 2,6
Дуб – издревле славится своей прочностью и выносливостью. Он не уступает другим деревьям по твердости. Паркет из дуба поддерживает характер обстановки. Такой пол с годами становится только лучше. Дуб – дерево желто – коричневого цвета с оригинальным рисунком. Дубовый пол от Кёрс – превосходная, современная версия традиционного паркетного покрытия. Дуб идеально вписывается в большинство интерьеров, и пережил все изменения и колебания в моде. Дубовый паркет вызывает чувство надежности и расслабления, и при этом , он незначительно реагирует на колебания влажности в воздухе.
Береза – старый объект поклонения романтиков природы и источник вдохновения для поэтов и трубадуров. Это светлое, медового цвета дерево с атласным отливом зернистой структуры. Сучки делают Берёзу привлекательной и естественной. Берёзовый пол – пол, который говорит за себя своей восхитительной способностью выделять и делать более ярким всё, что его окружает. Берёза – довольно мягкий тип древесины, и тем не менее, достаточно износостойкий.
Вишня – Американская вишня имеет светло – красный оттенок, зернистую структуру. Это дерево – один из самых модных материалов. Паркет из Вишни дает комнате теплый и эксклюзивный вид. Вишня подходит для большого пространства. Притягательный красно – коричневый цвет вишни стимулирует эстетику. Вишня по твердости практически не уступает дубу.
Клён – многие годы считался красивейшим деревом. Канадский твердый клен – самый твердый и прочный из всех кленовых. Кленовый пол очень светлый, когда он только что уложен, и постепенно дозревает до приятного медового цвета. Сегодня Кёрс предлагает два типа полов: Канадский Твердый Клен и его европейский «брат», который имеет более светлый оттенок и более мягкую древесину.
Мербау – паркет из красного дерева. Этот тип имеет очень высокую износостойкость и твердость, чем объясняется его частное использование в английских пабах. Оригинальная лаковая обработка фирмы Кёрс обеспечит Вашему дому особую изысканность и уют. Паркет из мербау выглядит очень элегантно.
Орех – Произрастает повсеместно. Основные регионы: Южная Европа, Азия, Америка.
Заболонь светлая, зрелая древесина – коричнево серая, с более темными вкраплениями. В зависимости от климата и почвы цвет и структура древесины значительно меняются, однако она всегда очень декоративна и давно и широко применяется для отделки интерьеров и изготовления мебели.
Бук – это светлое, ровное дерево со светло – красным оттенком. Структура бука спокойная, еле уловимая. Бук характеризуется повышенной износостойкостью и твердостью в сочетании с его светлыми тонами. Буковый паркет производит впечатление мягкости и подчеркивает гармонию в комнате. Этот паркет скромный, молчаливый и подходит комнатам. Где внимание обращено на мебель и стены.
Красный Дуб – эта порода дерева пришла к нам из Америки. Это шикарная интерпретация дуба с более откровенной, слегка красноватой фактурой. Такой паркет предаст Вашему интерьеру шарм и красоту и, при этом, идеально сочетается с другими изделиями из дуба.
Ясень – считается королевским деревом. Он известен как твердый и упругий тип древесины. Ясень имеет веселую и красивую структуру от светло желтого до красно – коричневого цвета. Ясеневый пол имеет отличную фактуру, которая привлекательным и сдержанным образом сочетается с классическим паркетным узором. Пол из ясеня очень функционален и фактически тверже, чем дубовый. Ясень обеспечивает ощущение света и пространства. Он прочный, эластичный и крепкий.
Ярра – австралийский эвкалипт, темно – красного цвета древесина. Этот паркет из Австралии является одним из самых твердых продуктов в ассортименте фирмы. Он специально разрабатывался для людей с оригинальным виденьем мира. Паркет из Ярры выглядит эксклюзивно и элегантно.
Ятоба – Произрастает в тропической Центральной и Южной Америке от Мексики до бассейна реки Амазонки. Заболонь серовато-белая, относительно широкая. Зрелая древесина имеет очень красивые и декоративные тона от оранжево-коричневого до фиолетового и темно-коричневого.
Древесина тяжелая, прочная, твердая и при этом относительно эластичная. Она трудно обрабатывается, но шлифуется и полируется почти до зеркального блеска. При шлифовке в отдельных случаях может появляться окраска пор древесины от почти белой до желто-лимонной.
www.stroitel.cn.ua
ударная вязкость, прочность и твердость. Применение древесины :: SYL.ru
В течение нескольких тысячелетий человек использует древесину для многих целей. Она выступает, прежде всего, топливом, а уже после строительным материалом. Из нее изготавливают разные инструменты, неповторимые по красоте предметы мебели и оружие. Из-за сезонных колебаний и в процессе роста ствола образуются годичные кольца, которые позволяют точно определить место произрастания древесины, а также год вырубки.
Состав
При изучении вопроса о древесине обязательно необходимо ознакомиться с ее составом. В ней содержатся органические вещества, в которые входят:
· азот;
· водород;
· углерод;
· кислород.
Элементарный химический состав у разных пород остается почти одинаковым. Абсолютно сухой материал будет содержать углерод в объеме 49,5 %, 6,3 % водорода и 44,2 % кислорода с азотом. Последний содержится в материале в объеме 0,12 %. Элементарный химический состав древесины в области ветвей и ствола почти не отличается. Условия произрастания тоже никак не влияют на содержание основных элементов.
Помимо органических веществ, в древесине имеются минеральные соединения, которые дают при сгорании золу. Количество упомянутого элемента достигает 1,7 %. У отдельных пород объем золы может быть выше и составляет 3,5 %. У одной и той же породы количество золы будет зависеть от части дерева, условий произрастания и возраста, а также положения в стволе.
Больше золы получается при сжигании листьев и коры, а стволовая древесина дуба дает примерно 0,35 %. Древесина ветвей содержит больше золы, чем древесина ствола. В составе золы соли щелочноземельных металлов. Если речь идет о древесине сосны, то в золе, а также в золе березы и ели содержатся соли кальция в объеме 40 %.
По химическому составу ранняя и поздняя древесины почти одинаковы, это относится к содержанию гемицеллюлозы, лигнина и целлюлозы. Ранняя древесина содержит больше веществ, которые растворяются в эфире и воде. Это особенно свойственно лиственнице.
По высоте ствола химический состав меняется мало. В составе дуба не обнаружено почти ощутимых различий по высоте. У осины, ели и сосны в возрасте спелости обнаружено незначительное увеличение содержания целлюлозы.
Механические свойства
Рассматривая механические свойства древесины, вы выделите не только твердость, прочность и ударную вязкость, но и влажность. Последняя может быть относительной или абсолютной. Для практических целей особую важность имеет относительная влажность. Она показывает степень пригодности материала к технологической операции.
Для склеивания лучше использовать материал с влажностью до 6 %. Механические свойства древесины указывают на то, что классифицировать ее можно по относительной влажности на категории. Материал бывает:
· сырым;
· воздушно-сухим;
· полусухим;
· сухим.
Мокрая древесина, абсолютная влажность которой превышает 100 %, образуется при долговременном нахождении в воде. Воздушно-сухая с абсолютной влажностью в пределах от 15 до 20 % образуется при долговременном хранении на воздухе. С увеличением влажности материал становится сложно использовать в производстве. Сырые заготовки хуже склеиваются, а по мере высыхания в изделиях могут появиться щели и трещины. Для предотвращения таких проблем древесина предварительно сушится.
Среди механических свойств древесины следует выделить гигроскопичность. Она представляет собой способность поглощать влагу из внешней среды. Для снижения скорости поглощения влаги поверхность покрывается лаками, эмалями и масляными красками. Максимальная влажность, которую можно достичь при поглощении влаги составляет 30 % при 20 °C. Это значение не зависит от породы.
Нельзя не упомянуть еще и о пористости. Для разных видов этот параметр будет обладать своим значением, но средний разбег составляет 34-80 %. Если рассматривать плотность, то можно выделить плотность древесины и древесного вещества. В последнем случае среднее значение равно 1,54 г/см3.
Дополнительно о механических свойствах: ударная вязкость
Ударная вязкость древесины – это способность материала к поглощению энергии при нагрузке. Свойство обеспечивается пластичностью и вязкостью. Когда испытания проводятся по данной стандартизованной методике, используется маятниковый копер. Он обеспечивает движение бойка, скорость которого составляет 6 м в секунду. Это позволяет определите отношение работы на излом образца к площади поперечного сечения.
Если проводить сравнение мягких лиственных пород с хвойными, у первых ударная вязкость больше в 1,5 раза, тогда как у твердолиственных – в 2,5 раза. Так, для сосны описываемый параметр составляет 41, для граба – 99, для липы – 58 кДж/м2. Если увеличивать скорость нагрузки, то сопротивление изгибу будет возрастать. Иногда описываемое свойство определяется с увеличением высоты падения молота. Если подвергать ударному изгибу модифицированную древесину, то она будет иметь пониженное сопротивление.
Прочность
Прочность древесины – это способность материала сопротивляться разрушению под воздействием нагрузок. Это свойство является одним из основных среди механических. Оно зависит от физического состояния и строения материала. При проведении испытаний прочность древесины определяется максимальным напряжением, которое материал выдерживает без разрушения.
У разных пород описываемая характеристика отличается. Например, у лиственницы при сжатии вдоль волокон предел прочности составляет 64,5 МПа. У сосны и ели – 48,5 МПа и 44,5 МПа соответственно. Если происходит скалывание вдоль волокон, то предел прочности у лиственницы будет равен 9,9, у сосны – 7,5, у ели – 6,9 МПа.
Сжатие древесины
Сжатие древесины может быть направлено вдоль или поперек волокон. В первом случае деформация выражена в укорочении образца. Разрушение начинается с продольного изгиба волокон, которое во влажных образцах из вязких и мягких пород проявляется как выпучивание боков и смятие торцов.
Средний предел прочности при сжатии вдоль волокон древесины составляет 500 кг/см2. Если же сжатие происходит поперек волокон, то прочность оказывается ниже в 8 раз. В этом случае не всегда есть возможность установить момент разрушения материала и определить величину разрушающего груза.
Твердость
Такая характеристика, как твердость будет зависеть от породы. Древесина по этому параметру классифицируется на отдельные группы, среди них:
· материалы средней твердости;
· мягкая древесина;
· очень мягкая;
· очень твердая;
· твердая;
· твердая как кость.
Твердость древесины определяется в Америке и Европе по разным шкалам. В России используется шкала Бринелля. У осины описываемый параметр составляет 4,1, у полевого клена – 4,2. Самая высокая твердость свойственна падуку, в данном случае она составляет 8.
Суть метода определения твердости заключается в вдавливании шарика в поверхность с силой 100 кг. По диаметру лунки и характеру повреждения определяется твердость. Если древесина имеет более высокий коэффициент твердости, то она окажется крепче и надежнее пород с меньшим показателем.
Знакомясь с механическими свойствами древесины, вы сможете понять, что изменения в твердости будут происходить во время работы с заготовками. Например, твердость будет меняться в зависимости от распила. Используя радиальный распил, вы почувствуете более высокую твердость, чем при тангенциальной обработке материала.
Дополнительно о твердости
Это свойство говорит о способности материала сопротивляться внедрению тела определенной формы. У торцевой части твердость выше по сравнению с боковыми поверхностями у лиственных пород на 30 %, а у хвойных – на 40 %.
Все древесные породы по степени твердости разделяются на мягкие, твердые и очень твердые. У последних торцевая твердость превышает 80 МПа. К таким можно отнести:
· железную березу;
· белую акацию;
· кизил;
· фисташки;
· самшит.
Твердость обладает существенным значением при обработке режущими инструментами. Это касается и тех случаев, когда материал подвергается истиранию при устройстве лестниц и полов.
Древесина обладает еще и определенным уровнем износостойкости. Это указывает на способность сопротивляться износу и постепенному разрушению поверхностных зон. Это может произойти при трении. Испытания показали, что износ с боковых поверхностей больше, чем у основания торцевого разреза. С увеличением твердости и плотности износ уменьшается. У влажной древесины он больше, чем у сухой.
Способность к удержанию металлического крепежа
Довольно важным свойством является способность материала удерживать крепления по типу скоб, шурупов и гвоздей. При забивании гвоздя возникают упругие деформации, обеспечивающие силу трения, которая препятствует выдергиванию. Усилие при этом в отношении гвоздя в торце меньше того, что прилагается к гвоздю, забитому поперек волокон.
Область использования
Рассматривая области применения древесины, вы выделите то, что описываемый материал был первым видом топлива, который открыли древнейшие люди. Сегодня описываемое сырье используется для получения:
· древесного угля;
· щепы;
· дров;
· древесных гранул;
· древесной пыли;
· брикетов.
Спрессованный и измельченный материал обладает более высокой плотностью, что повышает коэффициент его полезного действия. Такое биотопливо выгодно отличается от дров ведь перевозить его рационально, но не всегда удобно и может быть опасно, так как оно воспламеняется и крошится.
Ценная древесина используется в строительстве, мебельном производстве, в авиа- и судостроении, а также при производстве бумаги. Этот материал ложится в основу:
· строительных лесов;
· перекрытий;
· потолков;
· срубов;
· опалубки;
· ферм;
· стен;
· дверей;
· окон.
Применяется древесиной еще и в качестве отделочного материала. Она поставляется на рынок в виде:
· вагонки;
· плинтусов;
· паркета;
· фанеры;
· уголков;
· галтелей;
· паркетных щитов.
Переработка
Переработка древесины может осуществляться одним из нескольких способов, среди них:
· химико-механический;
· механический;
· химический.
Механическая технология переработки предусматривает изменение формы строганием, пилением, лущением, фрезерованием, точением, сверлением, раскалыванием, резьбой и измельчением. При механической обработке есть возможность получить товары народного потребления и промышленного назначения.
Древесина может быть подвергнута механическому истиранию, что позволяет получить волокнистые полуфабрикаты. Переработка древесины может вестись по химико-механической технологии. Это позволяет получить промежуточный продукт из материала, однородного по размерам и составу. Поверхность покрывается связующим веществом.
Под воздействием давления и температуры происходит реакция полимеризации связующего, в результате этого промежуточный древесный продукт склеивается. При такой переработке получаются:
· цементно-стружечные плиты;
· древесностружечные материалы;
· столярные изделия;
· фибролит;
· арболит.
Химическая переработка осуществляется методом термического разложения и воздействия: растворителей кислот, щелочей, кислых солей, сернистой кислоты. Эта технология называется пиролизом или термическим разложением. Сырье нагревается при высокой температуре без доступа кислорода. Это позволяет получить продукты в разных состояниях, среди них:
· газообразные;
· жидкие;
· твердые.
Наибольшее практическое значение из них имеет древесный уголь.
Использование в целлюлозно-бумажном производстве
Если вас интересует вопрос о том, что делают из древесины, то вы можете ближе ознакомиться целлюлозно-бумажным производством. Оно предусматривает получение картона и бумаги, где используются волокнистые полуфабрикаты. Они представлены целлюлозой и древесной массой.
Для нужд такого производства используется примерно 93 % целлюлозы. Остальная часть выступает сырьем для химической переработки на ацетатное или искусственное вискозное волокно, бездымный порох, пластмассу, кинопленку, целлофан и другие продукты.
Переработка для получения древесноволокнистых плит
Если вы все еще интересуетесь вопросом о том, что делают из древесины, то должны знать, что в процессе переработки получаются плиты, которые нашли свое применение в малоэтажном стандартном домостроении, судо- и автомобилестроении, при производстве контейнеров, мебели и ящиков. Древесное сырье предварительно измельчается в мелкую щепу, что позволяет получить древесноволокнистые плиты.
Описание основных сортов хвойных пород и их применение
Хвойная древесина включает кедр, который является высокодекоративной культурой. Он применяется в ландшафтном дизайне, а характеристики этих пиломатериалов делают дерево самым востребованным в строительстве. Кедр является естественным антисептиком, поэтому в доме, выстроенном из этого сырья, будут отсутствовать бактерии.
Лиственница является листопадным хвойным деревом, наиболее прочным из распространенных хвойных лесоматериалов. Предел прочности составляет 105 Н/мм2. Благодаря этому сырье популярно при производстве досок для пола, вагонки и террасной доски. Издавна из лиственницы строили корабли. В ней высоко содержание смол, она обладает внушительной крепостью, поэтому сохраняет первоначальные характеристики под воздействием влажности.
Сосна уступает лиственнице по прочности – 100 Н/мм2. Но иногда это становится преимуществом, ведь обработке материал подается легче. Сосна – это универсальное сырье, из которого изготавливают половую доску, имитацию бруса и евровагонку.
Прочность ели ниже и составляет 80 Н/мм2. Но она отличается высокой пластичностью, поэтому распространена при производстве профилированных лесоматериалов. Сосна и ель имеют повышенную смолистость, которая играет защитную роль. Древесина не подвергается воздействию влаги, жучков и грибков. Это сырье обладает высокой податливости и легко обрабатывается.
Сосновые и еловые пиломатериалы выбираются для изготовления сложных и небольших конструкций по типу балконов и перил. Незначительная плотность позволяет пропитать брус и доски составом для увеличения прочности и долговечности. Если построить из ели или сосны загородный дом, то он будет готов простоять до 50 лет. Тогда как если использовать кедр, то срок службы здания увеличится в два раза.
Область использования легкого древа
Самой легкой древесиной является бальза. Она относится к семейству мальвовых и произрастает в Южной Америке. Из этого сырья был построен плот норвежского путешественника, на котором он совершил путь через тихий океан. Сверхлегкая древесина используется в авиационной промышленности в качестве материала для звуко- и теплоизоляции.
Применяется бальза в судостроении и судомоделировании. Сырье ложится в основу досок для серфинга. Используется для изготовления:
· макетов;
· декораций;
· оборудования для спасения на водах;
· поплавков.
Легкость обусловлена быстротой роста. К пяти годам дерево становится взрослым. Крупные растения обладают прочной и легкой древесиной, которая считается самой легкой в высушенном состоянии. В свежесрубленном виде древесина тяжелая, так как содержит до 95 % воды. Материал быстро высыхает и становится плотным, довольно крепким и легким. При сравнении с популярной сосной конструкции из бальзы получаются более прочными, жесткими и легкими.
Бальза легко поддается обработке, но требует для этого специального инструмента с малым углом заострения и тонким лезвием. Окрашиванию детали из древесины подаются плохо, что особенно касается красок и лаков. Возможно использование смеси и на водной основе или составов в виде спиртовых протрав.
В заключение
В обыденной жизни древесина – это внутренняя часть дерева под корой. Для древесины наиболее важными и основными являются свойства по типу механических, физических и химических. Среди физических следует выделить влажность и внешний вид, а также тепловые и звуковые свойства. Древесина – это материал с анизотропными свойствами, которые не являются одинаковыми по направлению относительно волокон. Так, усушка вдоль волокон меньше, чем поперек.
www.syl.ru
Какая древесина твердая? Твердость древесины, таблица, инфографика. Блог Идеи Монблан Декор
Твердость древесины — один из показателей, который принято учитывать при оценке паркета. Причины понятны — чем тверже доска, тем труднее ее повредить: оставить царапину или вмятину от упавшего предмета.
Какая древесина сама твердая?
Мы отобрали 25 пород и сравнили их по так называемой шкале Бринелля. Чем выше показатель — тем прочнее доска. Как видно из инфографики и таблицы: «традиционные» дуб и ясень — далеко в конце списка. А впереди экзотические породы, твердость которых обусловлена особенностями климата, в котором они произрастают.
Прессованный бамбук — возглавляет список с большим отрывом. При этом, в списке древесины эта порода находится условно, поскольку является по сути тростником. Но мы включили бамбук в таблицу, поскольку бамбуковый паркет распространен и является синонимом самого крепкого деревянного пола.
Если же не брать бамбук в расчет, то самой твердой древесиной окажутся эвкалипт, оливковое дерево и кумару. Ясень тверже дуба, но он только на 16-м месте. Дуб — 18-й по твердости.
Твердость древесины: инфографика
Твердость не равно долговечность
Вообще говоря, изначальная твердость древесины — это, лишь, один из показателей и он не всегда означает долговечность. Например лиственница по своим изначальным характеристикам — одна из самых мягких пород, но становится твердой со временем — под действием воды или при продолжительной повышенной влажности.
Еще более характерный пример: красный канадский кедр. У этой древесины минимальная плотность и прочность, поэтому в качестве паркета ее использовать нет смысла, однако ее характерная особенность — чрезвычайная долговечность, поэтому ее используют во внешней отделке зданий. Кроме того, из-за отсутствия смол и той же низкой плотности красный канадский кедр почти не нагревается, а потому его используют при отделке бани или сауны.
Твердость древесины, сравнительная таблица
| Дерево | Плотность по шкале Бринелля |
| Бамбук прессованный | 14,5 |
| Ярра (эвкалипт) | 6,0 |
| Оливковое дерево | 6,0 |
| Кумару | 5,9 |
| Акация Азиатская | 5,0 |
| Ормозия | 5,0 |
| Амарант | 5,0 |
| Кемпас | 4,9 |
| Бамбук горизонтальный | 4,7 |
| Гикори | 4,3 |
| Боссе | 4,2 |
| Венге | 4,2 |
| Зебрано | 4,2 |
| Мербау | 4,1 |
| Одум | 4,1 |
| Ясень | 4,1 |
| Палисандр | 4,0 |
| Дуб | 3,8 |
| Бук | 3,8 |
| Клен | 3,6 |
| Каслин | 3,4 |
| Тик | 3,4 |
| Ильм | 3,4 |
| Орех | 3,0 |
| Береза | 2,9 |
Что такое метод Бринелля?
Метод Бринелля, по которому определяется твердость древесины, заключается в следующем. Берется стальной шарик диаметром 10 мм и вдавливается в поверхность с определенной силой и продолжительностью. На основе глубины получившейся вмятины и рассчитывается твердость по Бринеллю.
blog.m-dec.ru
Твердость древесины по бринеллю. Как определяется твердость древесины древесина
Нередко в технических характеристиках того или иного напольного покрытия приходится встречать такой термин, как «твёрдость по Бриннелю». Человек, не разбирающийся в тематике, сразу и не поймёт, что же имеется в виду. Объясняем: у каждой из древесных пород разная твёрдость. Древесина разного состава по-своему противостоит механическим воздействиям, грязи и влажности.
Как определяется твердость древесины
Многие из вас уже знают, что качество древесины определяют по многим параметрам. Среди них одно из главных мест занимает ее твердость. Она зависит от породы и может изменяться в широких пределах и влияет на долговечность паркетного покрытия, его способность противостоять различным динамическим и статическим нагрузкам, не образовывать трещин и вмятин. Приблизительно, что означает это понятие, известно, но как именно определяется твердость и почему можно встретить у одной и той же породы совершенно разные показатели твердости известно не всем. Постараюсь по мере возможностей ликвидировать этот пробел в ваших познаниях.
Начнем с того, что твердость в европейских странах измеряется по шкале Бринелля, а в странах Америки по шкале Джанка. Разница между этими показателями существенная, это что-то похожее на температуру в градусах и кельвинах или на длину в милях и километрах. В интернете чаще всего встречается твердость по Бринеллю, но есть и по шкале Джанка. К сожалению, многие авторы и сами не понимают разницы, поэтому не уточняют, по какой именно шкале указаны параметры твердости.
Твердость древесины
Твердостью называется способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. Твердость торцовой поверхности выше тангенциальной и радиальной на 30% у лиственных пород и на 40% — у хвойных. На величину твердости оказывает влияние влажность древесины. При изменении влажности древесины на 1 % торцовая твердость изменяется на 3%.
По степени твердости все древесные породы при 12%-ной влажности можно разделить на три группы:
мягкие (торцовая твердость 38,5 МПа и менее) — сосна, ель, кедр, пихта, тополь, липа, осина, ольха;
твердые (торцовая твердость от 38,6 до 82,5 МПа) —лиственница сибирская, береза, бук, вяз, ильм, карагач, клен, яблоня, ясень;
очень твердые (торцовая твердость более, 82,5 МПа) — акация белая, береза железная, граб, кизил, самшит.
Ударный способ определения твердости заключается в том, что на древесину с высоты 0,5 м падает стальной шарик; ударяясь о поверхность древесины, он оставляет отпечаток. Величину твердости получают путем деления работы (Дж), затраченной на удар, на площадь отпечатка (мг).
Твердость древесины имеет существенное значение при обработке ее режущими инструментами: фрезеровании, пилении, лущении, а также в тех случаях, когда она подвергается истиранию при устройстве полов, лестниц, перил.
Механические свойства древесины
Механические свойства древесины характеризуют ее способность сопротивляться воздействию внешних сил (нагрузок).
К ним относятся прочность, твердость, деформативность, ударная вязкость.
Прочность древесины.
Прочностью называется способность древесины сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок.
Она зависит от направления действующей нагрузки, породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков и характеризуется пределом прочности – напряжением, при котором разрушается образец
. Различают основные виды действия сил: растяжение, сжатие, изгиб, скалывание.
Твердость древесины.
Твердостью называется способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел.
Прочность и твердость древесины – лиственница сибирская.
Крупное хвойное дерево, из семейства сосновых, у основания достигающее 2.5м в диаметре и 50м в высоту. Возраст рабочей древесины 700-1000 лет, но встречаются деревья в отдельных районах, возрастом до 1300 лет.
Лиственница распространена почти по всей территории России, но ценится только лиственница, растущая в Сибири. Так как на Европейской территории климат мягче, древесина лиственницы намного рыхлее и сравнима с обычной сосной, где толщина годовых колец достигает 4мм. Сибирская лиственница по своей прочности сопоставима с дубом. Лиственница – 109 ед., дуб – 110 ед.
Лиственница обладает многими полезными свойствами. Ее древесина одна из самых стойких к механическим повреждениям, не уступает дубу, а, будучи высушенной, лиственница и изделия из нее не подвержены гниению, так как присутствие в ней камеди (природного вещества) защищает древесину от порчи. Поэтому постройки из лиственницы стоят столетиями. Известно немало строений из лиственницы, возраст которых превышает 1000 лет. Например, Венеция стоит на сваях из лиственницы, так как бетонные не выдерживают разрушительной силы морской воды.
Сибирская же лиственница хорошо противостоит воздействию воды, даже соленой. Грызуны и древесные жучки ей также не страшны. Лиственница широко применялась в кораблестроении. В этом с ней могут конкурировать только некоторые тропические древесные породы. В цветовой гамме лиственница имеет 12 оттенков и превосходит в этом такие породы деревьев, как дуб, бук, клен, ясень. Современные технологии позволяют изготавливать из древесины лиственницы разнообразный строительный материал: от сухого пиломатериала до материала высококачественной отделки.
Качественно выполненная работа по изготовлению вагонки, половой доски, паркета и т.п. не требует дополнительной обработки и пропитки, так как природная пропитка камеди защищает изделия из лиственницы, а значит, минимизирует затраты при отделке помещений материалами из сибирской лиственницы, что обуславливает высокий спрос на них. Экологическая чистота, естественный блеск, богатая гамма оттенков древесины и теплые тона создают уют и здоровую природную атмосферу в домах, построенных и отделанных сибирской лиственницей. Дизайнеры всего мира широко используют в своих работах отделочные материалы из лиственницы, качество и красота которой позволяют выполнить работу на высочайшем уровне. Прочность и твердость древесины Прочностью называется способность древесины сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Она зависит от направления действующей нагрузки, породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков и характеризуется пределом прочности – напряжением, при котором разрушается образец. Различают основные виды действия сил: растяжение, сжатие, изгиб, скалывание.
Твердость древесины в первую очередь зависит от породы древесины, а также в большой степени от условий роста дерева, влажности и пр.
В пределах одного вида разброс значений может быть весьма значительным. Обычно указываются средние относительные показатели твердости по Бринелю в процентах по отношению к дубу, относительная твердость дуба принимается за 100%.
Шкала Бриннеля Твердость древесины определяется по стандарту ЕН 1534:2000 путем вдавливания в древесину стального закаленного шарика диаметром 10 мм с силой в 100 кг. Затем измеряют образовавшуюся лунку и рассчитывают величину твердости по Бринелю (чем меньше лунка, тем тверже древесина). Чем тверже древесина, тем выше число по этой шкале.
Твердость древесины по бринеллю
Не для кого не секрет, что древисина имеет разную степень твердости, что в дальнейшем сказывается на ее эксплуатации. Для того чтобы помочь Вам подобрать дерево в соответсвии с Вашими потребностями и особенностями эксплуатации предлагаем ознакомится с таблицей Бринелля. Так же важно помнить различные породы древесины отличает их сопротивляемость к ударам и износу, что характеризуется показателем твердости по шкале Бринелля верхнего слоя древесины паркетной доски.
Как правило, чем выше показатель твердости древесины по Бринеллю, тем лучше она противостоит ударам и износу. Нередко в технических характеристиках того или иного напольного покрытия приходится встречать такой термин, как «твёрдость по Бриннелю». Человек, не разбирающийся в тематике, сразу и не поймёт, что же имеется в виду. Объясняем: у каждой из древесных пород разная твёрдость.
Древесина разного состава по-своему противостоит механическим воздействиям, грязи и влажности. Чтобы каждый смог иметь чёткое представление, какова твёрдость той или иной породы, была введена так называемая шкала Бриннеля. Чем выше показатели в ней, тем, соответственно, выше и твёрдость древесины. Ниже мы приводим эту шкалу:
Ятоба | 7,0 – 7,7 |
Мербау | 4,1 – 4,9 |
Дуси | 3,7 – 4,3 |
Вишня | 3,0 – 3,2 |
Бук | 3,3 – 4,1 |
Канадский клён | 3,2 – 4,2 |
Ироко | 3,2 – 3,8 |
Дуб | 2,9 – 3,7 |
Бук | 2,7 – 4,0 |
Оптические свойства древесины’>Ясень | 3,3 – 4,1 |
Европейский Клён | 2,7 – 3,8 |
Берёза | 2,2 – 2,7 |
Ель | 1,3 – 1,8 |
sawwood.ru