Свойства древесины различных пород

Строительные материалы
Содержание
  1. Достоинства и недостатки древесины разных пород для производства мебели из массива
  2. Свойства древесины различных пород
  3. 1. Сосна
  4. 2. Ель
  5. 3. Лиственница
  6. 4. Кедр
  7. 5. Тис
  8. 6. Дуб
  9. 7. Ясень
  10. 8. Бук
  11. 9. Граб
  12. 10. Береза обыкновенная
  13. 11. Клен
  14. 12. Ольха
  15. 13. Акация белая
  16. 14. Грецкий орех
  17. 15. Липа
  18. Породы древесины, используемые в строительстве
  19. Породы древесины
  20. Хвойные породы древесины
  21. Лиственные породы древесины
  22. Древесина плодовых деревьев
  23. Древесина редких пород
  24. Свойства древесины
  25. Свойства относящиеся к древесине:
  26. Плотность древесины
  27. Твёрдость древесины
  28. Все древесные породы по твёрдости делят на три группы:
  29. Влажность древесины
  30. Усушка, разбухание и коробление древесины
  31. Раскалываемость древесины
  32. Износостойкость и гибкость древесины
  33. Тепловые свойства
  34. Деформативность
  35. Физические и механические свойства древесины
  36. Физические свойства пиломатериалов
  37. Влажность пиломатериалов
  38. Механические свойства пиломатериалов
  39. Технологические преимущества хвойных пиломатериалов
  40. Заключение
  41. Характеристики древесины
  42. Ясень
  43. Лиственница
  44. Сосна

Достоинства и недостатки древесины разных пород для производства мебели из массива

Свойства древесины различных пород

Основные параметры, по которым выбирается деловая древесина для производства мебели: прочность, устойчивость к деформации, износостойкость. Все эти три качества объединяют в один показатель – плотность древесины, то есть, отношение массы дерева к его объему.

Виды древесины в зависимости от плотности:

А) Мягкая (до 540 кг/м 3 ) – ель, сосна, осина, липа, пихта, тополь, каштан, ольха, кедр;

Б) Твердая (550-740кг/м 3 ) – лиственница, береза обыкновенная, дуб, ильм, бук, платан, грецкий орех, клен, яблоня, ясень;

В) Очень твердая (от 750 кг/м 3 ) – береза железная, рябина, белая акация, граб, кизил, самшит, фисташковое дерево.

Рассмотрим породы, наиболее востребованные в мебельном производстве:

1. Сосна

Цвет древесины – бурый, бежево-желтый, белый с легкими розовыми разводами. Лучшим материалом для изготовления мебели считаются сосны, растущие на возвышенности с песчаными почвами или на сухих холмах. У такой древесины годичные слои будут выраженными и узкими, близко расположенными друг к другу. Сосна, выросшая в местности с повышенной влажностью, будет иметь рыхлую структуру, а заготовки из неё придется долго сушить, перед тем как пустить в производство.Древесина сосны мягкая, легко царапается и повреждается.

Плюсы:

  • податливость в обработке. Сосна легко строгается вдоль волокон, но с трудом – в поперечном направлении. При распиле все наоборот – поперек бревно режется легко, а вдоль – плохо.
  • легко склеивается;
  • в зависимости от окраса и структуры древесины, сосну используют как для изготовления мебели с последующей лакировкой, так и для каркасов, и различных конструкций с облицовкой шпона из твердых пород;
  • как и все хвойные, имеет приятный запах, выделяет фитоцинды, которые считаются лечебными.

2. Ель

Древесина ели мягче сосновой. Кроме того, в стволе имеется большое количество сучков, затрудняющих обработку древесины для изготовления мебельных щитов. По сравнению с сосной, ель лучше впитывает влагу и начинает быстрее гнить. Благодаря маловыразительной текстуре и невысокой прочности, ель чаще всего используется для мозаичной отделки или в конструкциях, которые не испытывают значительных нагрузок при эксплуатации.
Плюсы:

  • древесина ели практически не подвержена короблению;
  • отлично склеивается.

Наравне с елью применяется и сибирская пихта — эти два дерева имеют сходные показатели.

3. Лиственница

Древесина этого хвойного дерева ценится за необычный красновато-бурый оттенок и высокие эксплуатационные показатели. Из недостатков лиственницы – большое количество смол, что быстро выводит из строя инструменты и вызывает трудности в обработке. При неправильной сушке на древесине лиственницы образуются внутренние трещины.

Плюсы:

  • высокая влагостойкость;
  • отличные показатели прочности (лучшие среди хвойных пород);
  • мало подвержена короблению;
  • используется для изготовления резных деталей.

4. Кедр

Желтовато-белая древесина кедра не отличается высокой прочностью и плотностью, поэтому не выдерживает больших нагрузок.

Плюсы:

  • стойкость к гниению и червоточине;
  • подходит для резьбы;
  • имеет специфический древесный аромат.

5. Тис

Красно-бурая со светлыми и темными прожилками древесина тиса обладает высокой прочностью, но и большим количеством сучков.
Плюсы:

  • не подвергается червоточине,
  • легко строгается и шлифуется,
  • малочувствителен к атмосферным переменам.

6. Дуб

На радиальном разрезе дубового ствола четко видны крупные сердцевинные лучи и светлую заболонь. Дуб наиболее широко из лиственных пород используется при изготовлении мебели из массива, благодаря отличному сочетанию показателей прочности и красоты текстуры. Если дуб долго пролежит в воде (несколько десятков лет), его древесина приобретает редкий темно-фиолетовый окрас с зеленым отливом. Дубовая древесина плохо поддается полировке, требует оборудование с резцами высокой закалки.

Плюсы:

  • несмотря на высокую вязкость древесины, обрабатывается довольно хорошо;
  • легко гнется;
  • устойчив к гниению;
  • хорошо поддается приемам искусственного старения.

7. Ясень

Древесина по многим качествам похожа на дубовую, но более светлая и не имеет выраженных сердцевинных лучей. Ясень обязательно подвергаются антисептической обработке, поскольку в условиях влажности древесина быстро повреждается червоточиной. Плохо полируется.

Плюсы:

  • отлично гнется после пропаривания;
  • мало трескается при сушке;
  • при обесцвечивании приобретает необычный оттенок седины.

8. Бук

Древесина бука по прочности не уступает дубовой, но отличается высокой гигроскопичностью, поэтому не рекомендуется для изготовления мебели, которая будет эксплуатироваться в условиях повышенной влажности (ванна, кухня). Плохо полируется.

Плюсы:

  • высокие декоративные качества: красивая текстура как при радиальном, так и тангенциальном разрезе,
  • быстрый в просушке, не трескается;
  • легок в обработке: колется, пилится, режется, гнется;
  • отлично отбеливается и окрашивается с помощью специальных растворов, — практически не изменяет красивый природный оттенок при лакировании.

9. Граб

Имеет твердую плотную древесину серовато-белого цвета. Его часто называют белым буком, но у граба текстура не столь выражена и нередко имеет косослойное строение, из-за которого дерево плохо колется.

Плюсы:

  • после качественной просушки граб становится тверже дуба;
  • не подвержен короблению;
  • хорошо поддается травлению и отделке.

10. Береза обыкновенная

Древесина березы, несмотря на высокую плотность, неустойчива против гниения, поэтому применяется преимущественно для изготовления фанеры, лущеного шпона, ДСП. Долго и плохо сохнет, подвержена червоточине, сильно трескается, коробится.

Плюсы:

  • однородное строение и красивый цвет древесины;
  • хорошо гнется;
  • в производстве мебели из массива используется в качестве имитации ценных пород (хорошо окрашивается при травлении).

Отдельно выделяют карельскую березу, которая имеет более высокие эксплуатационные показатели, известна необычной фактурой и розовым цветом древесины. Стоит дорого, поэтому применяется, в основном, для облицовки шпоном мебели из массива.

11. Клен

Несмотря на то, что плотная древесина клена крайне редко трескается, он нестоек против сырости. Наиболее ценится клен породы «птичий глаз» и «сахарный» из-за характерной красивой структуры.

Плюсы:

  • легко колется, хорошо обрабатывается: режется, полируется;
  • имеет однородную структуру без выраженных волокон;
  • при окрашивании удачно имитирует ценные породы;
  • древесина клена не имеет выраженного ядра, поэтому легко окрашивается, лакируется, покрывается морилкой.

12. Ольха

Мягкая порода, без ярко выраженной структуры. Древесина ольхи быстро темнеет на воздухе, поэтому используется преимущественно в окрашенном виде (под черное или красное дерево). Особенность ольхи: подвергается червоточине в сухих местах, но устойчива к гниению во влажных условиях.

Плюсы:

  • быстро сохнет,
  • легко поддается столярной обработке,
  • хорошо полируется,
  • коробится незначительно.

13. Акация белая

Самая твердая лиственная порода, поэтому имеет высокое сопротивление трению, отличается упругостью. В сухом виде плохо поддается обработке, поэтому применяется, в основном, для облицовки мягких пород.

Плюсы:

  • прекрасно полируется;
  • на воздухе древесина темнеет, отчего текстура приобретает яркий желто-коричневый цвет и выразительную текстуру.

14. Грецкий орех

Чем старше дерево, тем ценнее и темнее его древесина. Самый дорогой сорт – американский черный орех.

Плюсы:

  • большое разнообразие оттенков;
  • плотная, но податливая к обработке древесина;
  • легко окрашивается, благодаря высокому содержанию дубильных веществ (от тонировки под черное дерево до ровного белого цвета).

15. Липа

Применяется в производстве для изготовления фигурных точеных элементов. Содержит мало дубильных веществ, поэтому практически не окрашивается, зато отлично поддается морению (при правильной концентрации раствора, липовой древесине можно придать вид более ценных древесных пород). Нуждается в антисептической пропитке, так как сильно подвержена червоточине.

Плюсы:

  • хорошо противостоит сырости,
  • древесина прочна и пластична,
  • имеет красивый белый и сливочный оттенок.

Свойства древесины различных пород
vproizvodstvo.ru

Породы древесины, используемые в строительстве

Породы древесины

В зависимости от того, что вы хотите сделать, используют ту или иную породу древесины.
Прежде всего нужно определить, принадлежит ли выбранный вами брусок к хвойным породам или лиственным. Хвойные породы обладают более резким, смолянистым запахом. Кроме того, макроструктура таких пород дерева лучше выделена, чем у лиственных. К хвойным породам древесины относят сосну, лиственницу, пихту, ель, кедр.

  • Хвойные породы древесины
  • Лиственные породы древесины
  • Древесина плодовых деревьев
  • Древесина редких пород

Хвойные породы древесины

Различают следующие хвойные породы древесины:

Сосна наиболее часто используется как строительный материал. Окраска древесины сосны может быть как красновато-желтой, так и бледно-желтой, причем это нисколько не сказывается на рабочих свойствах древесины. Сама древесина прочная, легкая, удобна в обработке. Кроме того, из-за высокого содержания смолы древесина очень стойка к гниению и воздействию атмосферных явлений. Мягкая структура древесины позволяет легко впитывать различные красители. Это касается также и лаковых покрытий. При усушке древесина сосны практически не коробится.

Ель — вторая по значимости и использованию хвойная порода. По сравнению с сосной, ель во многом уступает ей. Прежде всего, это вызвано большим количеством сучков в древесине. Да и обработке она поддается несколько хуже. В древесине ели смолы немного меньше, что и сказывается на плохой устойчивости ее к воздействию атмосферных явлений.

Кедр, или сибирская сосна, по строительным качествам не уступает ели, а порой даже превосходит ее. Древесина кедра очень легка в работе, но при этом так же, как и ель, не обладает устойчивостью к загниванию.

Пихта, по своим рабочим качествам мало чем отличается от ели: легко поддается обработке и практически не воспринимает химических препаратов. Так же, как и в древесине ели, здесь мало содержится смолы, из-за чего древесина быстро загнивает на открытом воздухе без специальной обработки.

Лиственные породы древесины

Лиственные породы древесины делятся на твердолиственные и мягколиственные. Древесина таких пород практически не пахнет, а запах усиливается только при свежем срезе древесины и ее обработке. Среди тверд олиственных пород наиболее часто используются дуб, береза и ясень. Наиболее часто встречающиеся среди мягколиственных пород — осина и ольха.

Лиственные породы древесины:

Дуб чаще всего используется при изготовлении мебели. Дубовая мебель считается самой красивой и прочной, кроме того, плотная древесина позволяет украсить детали рельефной резьбой. Также прочность и твердость древесины способствует изготовлению мелких крепежных, но в то же время прочных соединений. Дуб — одна из немногих пород древесины, из которой можно сделать гнутые детали различного радиуса. Из-за высокого содержания в древесине дубильных веществ дуб считается самой устойчивой к гниению из всех лиственных пород.

Бук также относится к твердолиственным породам. По своим качествам практически не уступает дубу. Так же хорошо, как дуб, поддается обработке, гнется и пропитывается различными химическими растворами. Это его качество способствует долговечности лакового и красящего покрытия. Но из-за того, что бук сильно коробится при высыхании, подвержен загниванию с образованием червоточин, он мало используется при изготовлении мебели.

Ясень чаще всего используется при изготовлении мебели, шпона и паркета. Такое широкое применение ясеня обусловлено, прежде всего, качествами его древесины: прочная, вязкая, долговечная, стойкая к загниванию, с красивым текстурованным рисунком, которая при усушке мало коробится и хорошо гнется при распаривании.

Береза используется немного реже, чем ясень. Прежде всего, это объясняется малой устойчивостью к загниванию, большой усушкой и подверженностью к короблению. Но сама древесина березы хорошо поддается обработке, дает возможность делать мелкую рельефную резьбу. Кроме того, древесина березы хорошо пропитывается химическими веществами, прекрасно удерживает лаковое покрытие.

Вяз, берест, ильм представляют одну породу. Среди основных качеств, которыми обладает эта порода, можно назвать: плотность, прочность, вязкость и малопористость. При усушке древесина практически не коробится и не трескается. Кроме того, после распаривания древесина может изогнуться так, как вы пожелаете. Но из-за своей плотной и мелкопористой структуры древесина плохо поддается полировке, плохо строгается и окрашивается.

Орех обладает красивой древесиной и предназначен для отделочных работ. Хорошо обрабатывается, поддается полировке и пропитке химическими веществами. Тяжелая и прочная древесина ореха не поддается короблению и гниению.

Осина обладает мягкой древесиной, в которой мало сучков. Осина хорошо поддается обработке, но из-за ее пористой структуры мелкие детали могут сломаться практически во время их изготовления.

Тополь также относится к мягколиственным породам. Из такой древесины получаются красивые небольшие детали и изделия. Но тополь склонен к загниванию, при усыхании коробится и трескается.

Ольха из всех мягколиственных пород наиболее часто используется при строительстве домов и при изготовлении мебели. Ольха практически не поддается загниванию, и поэтому она часто используется при строительстве срубов колодцев. Также она хорошо используется при строительстве кладовых — она сама не пахнет и не впитывает запах.

Липа среди всех мягколиственных пород ценится при изготовлении крупных резных деталей для мебели. Кроме того, это одна из немногих пород древесины, которая не коробится и не трескается при усушке. Липа обладает прочной структурой, которая мало поддается гниению.

Древесина плодовых деревьев

Среди редких пород, которые используются в столярном и плотничном деле, большое место занимает древесина плодовых деревьев. Преимущественно здесь используется древесина диких деревьев.

Древесина плодовых деревьев:

Груша обладает плотной однородной красивой древесиной, идущей в основном на изготовление небольших деталей. Редко когда удается получить большое полотно доски из грушевого ствола. Но не только из-за этого груша идет на украшение мебели. Ее древесина устроена так, что при резании лезвие пре красно снимает стружку и по направлению роста волокон и против них. Кроме того, и полируется, и пропитывается древесина превосходно. Есть еще одна особенность груши — ее одинаково можно отнести и к твердым, и к мягким породам. Сырая древесина достаточно мягкая, но если ее вымочить, а затем медленно высушить, то древесина становится очень твердой. Среди недостатков можно назвать только один — без лакового покрытия дерево быстро темнеет и начинает гнить.

Яблоня относится к ряду самых красивых и прочных пород древесины. Но после высыхания дерево очень сильно коробится и усыхает, поэтому предпочтительнее работать только с хорошо высушенной яблоней. Так же, как и груша, идет на отделку мебели, изготовление домашней утвари и украшений.

Слива, как и яблоня, очень подвержена растрескиванию и короблению при сушке. Твердая и прочная древесина со множеством разноцветных прожилок прекрасно колется и полируется. Чаще всего идет на изготовление украшений и на рельефную отделку мебели. Также очень высоко ценится точеная утварь из сливовой древесины.

Древесина редких пород

Выше мы рассмотрели те породы древесины, которые произрастают у нас. Но в России большой популярностью пользуются и импортные породы, которые чаще всего идут на изготовление мебели и украшений.

Древесина редких пород:

  • Красное дерево
  • Черное дерево
  • Эвкалипт
  • Фернамбук
  • Палисандр
  • Атласное дерево

Красное дерево произрастает только в тропических лесах. Само понятие «красное дерево» не означает принадлежность к какой-то породе, а представляет совокупность разнообразных пород, древесина которых обладает красным цветом. Древесина красного дерева относится к мягким породам, хорошо поддается обработке, полируется, впитывает лак. Преимущественно используется при отделке мебели и помещения. Из-за своей дорогой цены редко когда полностью идет на изготовление мебели.

Черное дерево привозится к нам с Мадагаскара, Цейлона, острова Святого Маврикия. Хотя древесина при усушке трескается и хорошо раскалывается, черное дерево считается самым дорогим. Его древесина плотная, однородная, черного цвета. Очень высоко ценится древесина с малозаметными прослойками годичных колец и сосудов. Менее всего ценится древесина с белесоватыми прослойками и выделяющихся на фоне древесины макроструктуры и ядра. Древесина практически не поддается гниению, не коробится при усушке, прекрасно впитывает лак. Единственное, что непозволительно делать с черным деревом, полировать: от этого внешний вид только ухудшается.

Эвкалипт обладает прочной, тяжелой древесиной, которая практически не поддается гниению. Это свойство объясняется большим содержанием в ее структуре эфирных масел, которые действуют так же, как и смола в древесине сосны. Эвкалипт принадлежит к небольшому числу древесных пород, которые плохо поддаются обработке. Чаще всего из эвкалипта изготавливают основу мебели, затем украшают ее вставками из других пород или обклеивают шпоном из красного или черного дерева.

Фернамбук используется при изготовлении мозаики. Самыми дорогими считаются скрипичные смычки и дирижерские палочки, сделанные из этого, дерева. При хранении фернамбук способен изменить цвет от желтого с оранжевым отливом до темно-вишневого или даже черного. Его древесина практически не гниет и в сухом виде не поддается короблению. Зато только что срубленное дерево сильно усыхает, трескается и формоизменяется. По тяжести в обработке уступает только эвкалипту.

Палисандр, как и большинство пород, ввозится в Россию из Южной Америки. Древесина палисандра обладает пористой структурой и плотным расположением тонких волокон. Особенность этой породы составляет ее цвет, который в зависимости от преобладания какого-нибудь оттенка меняется от светло-фиолетового до темно-коричневого с фиолетовым отливом. Как и фернамбук, с течением времени способен изменить цвет. Если дерево по окончании работ не было отполировано, то цвет древесины может стать практически черным. Сама древесина прекрасно поддается обработке, не подвержена гниению. Чаще всего из палисандра изготавливают мебель и всевозможные украшения.

Свойства древесины различных пород
best-stroy.ru

Свойства древесины

Очень важную роль в строительстве играет качество материалов. Как и другие строительные материалы, древесина (любые пиломатериалы) различается по свойствам и характеристикам. Зависят эти характеристики от породы дерева, применяемого в качестве используемого материала. Для тех или иных задач и назначений подбирают соответствующие породы древесины, способные выполнять поставленные перед ними задачи.

Свойства относящиеся к древесине:

Плотность древесины

Что такое плотность древесины

Плотность древесины — это отношение массы древесины к объёму древесины, то есть плотность определяется массой древесного вещества в единице своего объёма. Выражается плотность в кг/м³.

Плотность древесины зависит от её влажности. Как и все остальные показатели физико-механических свойств древесины, она определяется при влажности 12 %. Между прочностью и плотностью существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной. При определении плотности древесинного вещества его массу определяют взвешиванием, а объем рассчитывают по разнице объема образца древесины и объема жидкости, заполнившей пустоты в этом образце.

По плотности древесины при влажности 12 % все породы делят на три группы:

  • с малой плотностью (540 кг/м³ и меньше-) — бальза, ель, пихта, сосна, кедр, можжевельник, тополь, осина, ива, липа, ольха, каштан;
  • средней плотности (540. 740 кг/м³) — лиственница, берёза, бук, дуб, клён, ясень, орех грецкий, рябина, яблоня, груша, вяз (карагач), лещина;
  • высокой плотности (750 кг/м³ и более+) — акация, граб, береза железная, дуб, ясень, самшит, фисташка.

Необходимо отметить, что почти вся древесина у хвойных пород деревьев, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.

Твёрдость древесины

Твёрдость древесины, в первую очередь, зависит от породы. Условия роста дерева также влияют на этот показатель (одна порода древесины может иметь различную твердость в зависимости от окружающих природных условий, в которых росло конкретное дерево). Также на величину твердости влияет влажность древесины. В европейских странах и в России принято измерять твердость по методу Бринелля, в США — по методу Янка (Janka). Твердость древесины в пределах одной породы может отличаться в зависимости от распила (У торцовой поверхности твердость выше, чем у тангенциальной и радиальной в среднем на 30 % у лиственных и на 40 % — у хвойных пород.).

Суть метода Бринелля заключается в способности древесины сопротивляться внедрению (вдавливанию) в неё более твёрдого тела (индентора). При измерениях по Бринеллю используются инденторы в виде шариков из закалённой стали. Первоначально индентор устанавливают на проверяемом образце древесины, следом прилагается основная нагрузка. Спустя определенное время после приложения, нагрузку снимают и измеряют глубину оставшегося на дереве отпечатка. Рассчитывают твёрдость древесины по Бринеллю таким образом: приложенную нагрузку делят на площадь поверхности отпечатка, при этом соответствующими нормативными документами определены диаметры индентора и время экспозиции.

При методе Янка также используется индентор в виде металлического шарика, однако оценивается не глубина вдавливания, а сила, которую надо приложить, чтобы вдавить шарик в древесину на половину диаметра.

Все древесные породы по твёрдости делят на три группы:

  1. мягкие породы (торцовая твёрдость равна или меньше 38,5 Мпа). К мягкой древесине относят: ель, сосну, кедр, пихту, тополь, липу, осину, ольху.
  2. твёрдые (торцовая твёрдость породы древесины от 38,5 до 82,6 МПа). К этой группе относятся: берёза, лиственница сибирская, бук, клён, карагач, ясень, яблоня.
  3. очень твёрдые (торцовая твёрдость более 82,6 МПа). В эту группу входят: акация белая,керуинг, берёза железная, самшит, кизил.

Влажность древесины

Влажность это соотношение массы влаги (воды), находящейся в данном объёме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах ( % ). В древесине вода пропитывает клеточные оболочки и заполняет полости клеток и межклеточные пространства. Влага, пропитывающая клеточные оболочки, называется связанной. Влага, заполняющая полости клеток и межклеточные пространства, называется свободной.

Различают следующие степени влажности древесины:

Мокрая — длительное время находящаяся в воде. Влажность мокрой древесины выше 100 %.

Свежесрубленная (свежепил) — влажность такой древесины от 50 до 100 %.

Воздушно-сухая — к этой категории относится древесина долгое время хранившаяся на воздухе. Её показатели влажности зависят от влажности окружающего воздуха, но в среднем находятся в пределах от 20 до 35 %.

Базовая (влажность 15 — 20 %) в зависимости от климатических условий и времени года, такая древесина показывает содержание влаги от 15 до 20 %.

Комнатно-сухая влажность 8 — 12 %

Абсолютно сухая влажность 0 %, древесина высушена при температуре t = 103°C.

Содержание влаги в стволе растущего дерева изменяется по высоте и радиусу ствола, а также в зависимости от времени года. Например, влажность заболони сосны в 3 раза выше влажности ядра. У лиственных пород изменение влажности по диаметру более равномерное. По высоте ствола влажность заболони у хвойных пород увеличивается вверх по стволу, а влажность ядра не изменяется. У лиственных пород влажность заболони не изменяется, а влажность ядра вверх по стволу снижается.

Влажность у молодых деревьев выше и её колебания в течение года больше, чем у старых деревьев. Наибольшее количество влаги содержится в зимний период (ноябрь-февраль), минимальное – в летние месяцы (июль-август).

Усушка, разбухание и коробление древесины

Усушка — это уменьшение объёма древесины и линейных размеров при удалении из неё связанной влаги. Удаление свободной влаги не вызывает усушки. Она начинается только после полного удаления свободной влаги в момент начала удаления влаги связанной. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.Усушка древесины не одинакова в разных направлениях: в тангенциальном направлении в 1,5 — 2 раза больше чем в радиальном.

В среднем линейная усушка древесины наиболее большинства пород в тангенциальном направлении составляет 8 — 10 %, в радиальном 3 — 7 %, а вдоль волокон 0,1 — 0,3 %. Полная объёмная усушка находится в пределах 11 — 17 %. Усушка древесины учитывается при распиловке брёвен на доски (припуски на усадку), при сушке пиломатериалов и т.д.

При сушке в древесине, вне зависимости от участия внешних нагрузок, возникают внутренние напряжения. Они образуются в результате неодинаковых изменений объёма тела при сушке (сушильные напряжения), пропитке и в процессе роста дерева. Полные сушильные напряжения удобно представить, как совокупность двух составляющих — влажностных и остаточных напряжений.

Влажностные напряжения вызваны неоднородной усушкой материала. В поверхностных слоях древесины, где влажность ниже, чем в центре, из-за стеснения свободной усушки возникают растягивающие напряжения, а во внутренних — сжимающие. Остаточные напряжения обусловлены появлением в древесине неоднородных остаточных деформаций. Остаточные напряжения, в отличие от влажностных, не исчезают при выравнивании влажности в доске и наблюдаются как во время сушки, так и после её полного завершения.

Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжение поперёк волокон, появляются трещины. Так появляются поверхностные трещины в начале сушки и внутренние в конце сушки.

Наличие различных напряжений внутри древесины может привести к её короблению.

Коробление — это изменение формы древесины при сушке, хранении, и выпиловке. Чаще всего коробление происходит из-за различной степени усушки по разным структурным направлениям. Коробление может возникать и при механической обработке сухих пиломатериалов: при несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.

Разбухание — это увеличение линейных размеров и объёмов древесины при повышении содержания связанной влаги. Оно происходит при увлажнении древесины и представляет собой явление, обратное усушке. Разбухание наблюдается при увеличении влажности до предела гигроскопичности. Наибольшее разбухание происходит по ширине волокон (тангенциально), наименьшее – вдоль волокон.

Разбухание, также как и усушка — отрицательные свойства древесины. Однако в некоторых случаях оно играет положительную роль, например, обеспечивает плотность соединений в лодках или винных бочках.

Раскалываемость древесины

Раскалываемость — это способность древесины под воздействием ударной нагрузки через клин разделяться на части вдоль волокон. Так как ряд сортов древесины заготавливают путём раскалывания, это свойство древесины имеет положительное практическое значение. Раскалываемость имеет и отрицательное значение при забивке гвоздей, костылей, скоб, ввинчивании шурупов.

Износостойкость и гибкость древесины

Износостойкость — это способность древесины называется противостоять разрушению в процессе трения. Износ у одной и той же древесины больше с боковой стороны, чем с торцевой. Чем выше твёрдость и плотность древесины, тем меньше её изнашиваемость. Влажная древесина больше подвержена износу – вот почему для декоративных панелей или натуральной половой доски специалисты рекомендуют сухую уборку.

Гибкость — это способность древесины деформироваться под воздействием внешних сил. Технологически операция гнутья (загиба), основана на способности древесины сравнительно легко деформироваться при воздействии изгибающих устройств, особенно в нагретом и влажном состоянии. При охлаждении и сушке под нагрузкой значительная часть упругих деформаций переходит в остаточные, фиксируется новая форма детали. У влажной древесины способность к гнутью выше, чем у сухой.

Наибольшей способностью к гнутью (загибу) обладают лиственные кольце-сосудистые породы деревьев (дуб, ясень) и рассеянно сосудистые (бук, берёза). У хвойных пород эта способность очень невысока.

Способность к гнутью широко используется при изготовлении мебели, предметов интерьера.

Ударная вязкость — это способность древесины поглощать работу при ударе (ударном изгибе) без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше чем у древесины хвойных пород.

Тепловые свойства

К тепловым свойствам относятся теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность и тепловое расширение.

Теплоёмкость — это способность древесины аккумулировать тепло. Она увеличивается с увеличением влажности.

Теплопроводность — свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. Теплопроводность увеличивается с увеличением влажности и плотности. Вдоль волокон теплопроводность в среднем в 2 раза больше, чем поперёк.

Температуро-проводность — способность древесины выравнивать температуру по объёму.

Тепловое расширение — это способность древесины увеличивать линейные размеры и объём при нагревании. Коэффициент теплового расширения древесины в 3-10 раз меньше, чем у металла, бетона, стекла.

Деформативность

При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем деформативности служит коэффициент пропорциональности — модуль упругости.

Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жесткая древесина.

С увеличением содержания связанной воды и температуры древесины, жесткость её снижается. В нагруженной древесине при высыхании или охлаждении часть упругих деформаций преобразуется в «замороженные» остаточные деформации. Они исчезают при нагревании или увлажнении.

Свойства древесины различных пород
krovli.club

Физические и механические свойства древесины

Значения физико-механических параметров древесины в большинстве случаев становятся определяющим фактором во время выбора строительных материалов для возведения зданий и архитектурных конструкций (срубы, лестницы, стропильные системы, перекрытия) и производства различных изделий (окна двери, полы, мебель и т. д.). Рассмотрим более подробно эти характеристики для пиломатериалов в сравнении с другими используемыми строительными материалами.

Физические свойства пиломатериалов

К физическим свойствам относят характеристики макроструктуры, внешний вид, плотность, звуко- и теплопроводность и показатели, связанные с влажностью (растрескивание, разбухание, усушка, коробление).

Внешний вид — определяется макроструктурой, цветом, блеском и текстурой.

  • Цвет — древесина получает за счет наличия в ней различной концентрации дубильных соединений, смолистых и красящих веществ, может иметь нехарактерные оттенки из-за поражения грибковыми заболеваниями. Очень важная характеристика, играет решающую роль во время подбора дизайнерских решений внутренней и внешней отделки строений, например при выборе имитации бруса и породы древесины из которой она изготавливается. Изготовление мебели, дверей, окон и других столярных изделий тоже основывается на этой характеристике.
  • Текстура — так называется рисунок, видимый на разрезах древесины. Зависит от ширины и расположения годичных слоев, крупных внутренних сосудов и сердцевинных лучей. Большинство пиломатериалов на тангенциальном срезе имеют более красивую текстуру, породы хвойных деревьев не отличаются высокими характеристиками по красоте текстуры.
  • Блеск — свойство отражать падающий световой поток, определяется плотностью и особенностями макростроения пиломатериалов. Можно искусственно увеличить блеск пиломатериалов за счет шлифовки и покрытия лаком.
  • Влажность — измеряется по формуле W = (m–m0) / m0 × 100, где m — масса проверяемого образца, m0 — масса образца абсолютно сухого. Метод очень точный, но очень длительный по времени определения, требует наличия специальных приборов и приспособлений. В настоящее время разработаны приборы, которые почти моментально определяют значение влажности древесины за счет изменения показаний электропроводности в зависимости от количества воды.

Влажность пиломатериалов

С влажностью пиломатериалов связаны явления усушки, разбухания, растрескивания и коробления. Влажность – это очень важный показатель, который в значительной степени оказывает влияние на устойчивость геометрических форм различных конструкций и изделий из пиломатериалов. Следует отметить как существенный — показатель устойчивости древесины к повышенной влажности. Хвойные породы по этим значениям имеют отличные характеристики. Уменьшение влажности пиломатериала приведет к увеличению положительных характеристик, а именно — снижению показателей теплопроводности и звукопроницаемости, а также увеличит срок эксплуатации изделия или постройки. Изменять показатель влажности, уменьшая содержание влаги, возможно разными способами от технологичных в промышленных масштабах, до традиционных в домашних условиях. Например с помощью атмосферной сушки подробно описанной в ГОСТ 3808.1-80. Подробно ознакомится со способами сушки на основании государственных стандартов и норм, а так же с учетом практического опыта вы можете в статье — технология атмосферной сушки.

Среди других пород особо стоит отметить осину. Она превосходит по устойчивости к повышенной влажности хвойные породы и служит идеальным материалом во время строительства бань, парилок и других архитектурных элементов, работающих в условиях высокой влажности или прямого контакта с водой.

  • Усушка – уменьшение линейных параметров пиломатериалов вследствие потери влаги.
  • Коробление. Изменение геометрических размеров и формы пиломатериалов под влиянием показателей влажности называется короблением. Может быть продольным, поперечным, дугообразным, винтовым и т. д.
  • Плотность. Зависит от породы пиломатериалов и показателей влажности. От плотности зависят многие механические показатели прочности древесины.
  • Звукопроводность. Свойство материалов проводить звуковые волны без потери их мощности. Лучше всего звук в древесине распространяется по направлению волокон, значительно хуже — в радиальном направлении. Показатели звукопроводности зависят от плотности и особенностей строения пиломатериалов. В строительстве используют коэффициент поглощения звуковых волн, этот показатель играет существенную роль в создании комфортных условий пребывания в помещениях людей.

Предлагаем ознакомится с таблицей звукоизоляционных свойств древесины и изделий из нее (пиломатериалов), где вы сможете сравнить их с другими стройматериалами.

  • Теплопроводность. Одна из главнейших характеристик всех строительных материалов. Теплопроводность напрямую связана с показателями гидроизоляционных и пароизоляционных характеристик. По теплопроводности пиломатериалы занимают одно из ведущих мест среди всех видов стройматериалов. Паропроницаемость и воздухопроницаемость – свойство древесины к обмену воздуха между внутренними и внешними поверхностями. Пиломатериалы могут «дышать», что благоприятно сказывается на показателях микроклимата в помещениях.

Механические свойства пиломатериалов

Способность выдерживать статические и динамические нагрузки без изменения первоначальных форм или разрушения целостности – показатели механической прочности древесины. Чем выше механические характеристики – тем выше качество пиломатериалов.

  • Прочность – свойство пиломатериалов сопротивляться разрушениям Основные виды действующих усилий: сжатие, длительный статический изгиб, растяжение и сдвиг. Показатели прочности во многом зависят от направления действия сил по отношению к волокнам. Пиломатериалы могут выдержать поперек волокон только 1/20 усилий, выдерживаемых вдоль волокон. Хвойные породы древесины занимают промежуточное место по характеристикам прочности среди всех видов древесины. Неплохими показателями обладает береза, из нее можно изготавливать нагруженные целостные конструкции или отдельные конструктивные элементы: нагели, детали мебели, износостойкие элементы отдельных архитектурных конструкций и столярных изделий. Показатели физической прочности измеряются в специализированных лабораториях с учетом действующих государственных нормативных актов.

Прочность во время сжатия поперек волокон древесины в восемь раз ниже прочности вдоль волокон. Пиломатериалы хвойных пород имеют свойство уплотняться до 1/3 начальных параметров по высоте без видимых разрушений. Испытания могут проводиться в различных направлениях по отношению к расположению волокон, в том числе и тангенциальном. Хвойные породы, в отличие от лиственных, в тангенциальном направлении имеют более высокие показатели. Подробности про виды распилов можете узнать здесь.

  • Твердость. Свойство пиломатериалов оказывать сопротивление внедрению твердых предметов. Торцовая твердость всегда выше боковой. По твердости дерево уступает большинству строительных материалов.
  • Ударная вязкость. Способность поглощать динамические нагрузки без видимых разрушений или нарушений линейности поверхности. Пиломатериалы имеют относительно большие значения ударной вязкости.
  • Раскалывание. В радиальной плоскости сопротивление раскалыванию хвойных пород существенно меньше, чем в других направлениях.
  • Способность удерживать металлические метизы. Гладкие гвозди частично разрезают, а частично раздвигаю волокна, фиксируются усилиями трения. Шурупы по дереву цепляются за волокна. Сопротивление выдергиванию шурупов в два раза больше, чем сопротивление выдергиванию гвоздей.
  • Способность к изгибам. Важное свойство во время изготовления различной мебели или декоративных архитектурных конструкций. Хвойные породы в сухом состоянии гнутся плохо, перед изгибом их нужно обязательно вымачивать с последующей сушкой под напряжением до требуемых технологией производства значений влажности.
  • Износостойкость – способность противостоять длительным нагрузкам трения на поверхностные зоны пиломатериалов. Важная характеристика, оказывающая влияние на время эксплуатации изделий и конструкций из дерева. Зависит от направления распила и природных свойств древесины. Наиболее высокие показатели имеют торцевые поверхности, на втором месте тангенциальный распил. Сухая древесина изнашивается значительно медленнее, чем влажная.

Во время проектирования нагруженных деревянных конструкций принимаются не расчетные лабораторные показатели механической прочности, а используется специальный корректировочный коэффициент. Он учитывает возможное наличие природных пороков древесины, болезней, и гнилостных процессов. Описание пороков древесины, их классификацию и влияние на качество пиломатериала, вы можете изучить в материале — классификация дефектов древесины или пороки древесины.

Кроме того, выполняется корректировка значений с учетом сортности пиломатериалов. Методы и критерии сортировки пиломатериалов по сортам описаны в статье — сорта доски обрезной и бруса. На практике все показатели механической прочности понижаются не менее чем в два раза, только эти значения берутся за исходные данные во время проведения инженерных расчетов различных конструкций зданий и строений.

Технологические преимущества хвойных пиломатериалов

  • Экологические характеристики. По безопасности для людей с пиломатериалами может сравниться только красный кирпич. Все остальные существующие сегодня строительные материалы выделяют в воздух вредные химические соединения в том или ином количестве. Особенно это касается клееных материалов (фанера, плиты ОСП, МДФ и ДСП), клееных пиломатериалов. Количество вредных веществ, которое принято считать безопасным, определяется государственными органами, в каждой стране оно имеет свои значения. Показатели безопасности не носят объективного характера, а зависят от существующего законодательства.
  • Эксплуатационные характеристики. К ним относятся тепловые потери, звуконепроницаемость, несущие показатели и долговечность использования. По совокупности этих показателей дерево считается самым лучшим материалом в строительстве. По теплосберегающим свойствам или энергоэффективности, обрезной брус хвойных пород (сосны или ели,) толщиной 20 см заменяют кирпичную стену толщиной 60 см и бетонную стену толщиной 1,2 метра. В таких же соотношениях располагаются показатели по звукопроницаемости. Отношение прочности к теплопроводности у пиломатериалов на первом месте, они выдерживают нагрузку многоэтажных строений. Длительность эксплуатации во многом зависит от условий, некоторые старинные строения стоят до сих пор. Для повышения устойчивости к загниванию и открытому огню применяются специальные пропитки – первоначальные характеристики существенно улучшаются.
  • Дизайнерские характеристики. Красота натуральной фактуры древесины не имеет себе равных, ни один искусственный материал не может сравниться с природным рисунком.
  • Технологичность обработки. Древесина легко обрабатывается всеми станками, электрическим и ручным столярными инструментами. Она отлично держит метизы, для фиксации отдельных элементов изделий нет надобности сверлить дополнительные отверстия под дюбели. Небольшой удельный вес облегчает процесс перевозки и складирования пиломатериалов.
  • Стоимость. Есть материалы дешевле, но по одному показателю цены не следует ориентироваться. Опытные строители советуют обращать внимание на отношение цены ко всем остальным характеристикам. Только таким образом можно добиться существенной экономии не только на строительстве дома, но и на его содержании. Комплексная оценка характеристик пиломатериалов выводит их на первое место среди всех используемых сегодня строительных, отделочных и декорирующих материалов.
  • Широкий ценовой диапазон. В зависимости от сортности и породы древесины пиломатериалы могут по цене отличаться в несколько раз. Это позволяет сделать оптимальный выбор для каждого индивидуального случая, подбирать материалы с учетом конкретного места их использования, возможных нагрузок и требований по дизайнерскому виду.

Заключение

Свойства древесины различных пород
elka-palka.ru

Характеристики древесины

Древесина дуба отличается прочностью, крепостью, плотностью 720 кг/м3, твёрдостью и тяжестью.

Дуб живёт в среднем 1000 лет. Диаметр ствола может превышать 2 м. Чем больше возраст дерева, тем выше качество его древесины.

Из древесины дуба наши предки возводили срубы колодцев – вода в них не «цвела», была студёной и чистой. В крестьянском хозяйстве считались самыми лучшими дубовый стол, дубовая ступа. Из дуба гнули ободья, полозья, делали бочонки, кадки, дежки. Сваи в реку тоже забивали дубовые.

Древесина дуба очень прочная, режется с трудом. Хорошо гнётся. Имеет красивую крупную текстуру. Легко окрашивается. В радиальном распиле текстура дубовой доски очень красива. В обработке резцом хрупка, требует твёрдого и острого инструмента и осторожности, хорошо выдерживает крупную резьбу. Для столярных изделий необходимо использовать дуб в возрасте 150-200 лет.

Ясень

Плотность древесины составляет 690 кг/м3.

Ясень – род листопадных растений семейства маслиновых, который насчитывает около 70 видов. Растёт ясень одиночно или группами в смешанных лесах, часто вместе с дубом, реже с хвойными.

Это скромный сосед дуба, который почему-то не стал таким знаменитым, хотя заслуживает всяческих похвал. Не уступая ему по прочности и твёрдости, богатству текстуры, он существенно превосходит его по длительной стойкости к деформациям и ударной вязкости. Поэтому он идеально подходит для изготовления лестниц, напольных покрытий и для других деталей интерьера. В настоящее время ясень всё больше входит в моду у мебельщиков и производителей паркета. О потребительских качествах можно сказать, что ясень при стандартном уходе служит долго и не преподносит никаких сюрпризов. Стоимость изделий из него близка к стоимости изделий из дуба и бука.

Древесина ясеня, имеющая высокие физические и механические свойства, находит самое широкое применение. Из неё изготавливают облицовочный шпон, гнутую и резную мебель, перила и паркет, обшивку, рамы окон и диваны, охотничьи и боевые луки, спортивный инвентарь.

Плотность 660 кг/м3.

Бук – второй по распространённости и ценности для человека род семейства буковых после дуба. Это листопадные деревья, стройные, колонновидные, высотой 45-50 м, диаметром ствола до 2 м. Буки растут до 350 лет, наиболее интенсивно в возрасте 40-100 лет. Продолжительность жизни – свыше 500 лет.

Древесина бука белая с желтоватым или красноватым оттенком. Годичные слои хорошо видны. Старые деревья иногда имеют окрашенную в красно-коричневый цвет спелую древесину. Это не сказывается на качестве, напротив, такие деревья особенно ценятся мастерами-краснодеревщиками, но встречаются они достаточно редко. Цветовая гамма древесины бука довольно разнообразна – от розовой до белой. Чтобы убрать эту разноцветность и придать древесине более равномерный оттенок, а также сделать её более стабильной, для бука нужна предварительная пропарка. Если этого не делать, фактура древесины будет очень пёстрой. По времени эта процедура занимает около трёх суток.

Бук обладает, пожалуй, самой высокой способностью к загибу, что широко использовалось при производстве гнутой мебели. Древесина хорошо обрабатывается, прекрасно отделывается, принимает различные лакокрасочные материалы.

Благодаря высокой износостойкости бук широко применяется для изготовления деревянных лестниц. Приятный тёплый оттенок является причиной того, что её часто используют и для раздельных мелких изделий.

Лёгкий розоватый оттенок бука вызывает ощущение тепла. Простая и благородная структура этого покрытия является прекрасным завершением любых интерьеров.

Плотность древесины составляет 650 кг/м3.

Берёза получила своё название за белую кору. Это безъядровая порода. Древесина белая, с желтоватым или красноватым оттенком. Годичные слои заметны плохо. Сердцевинные лучи видны лишь на строго радиальных разрезах.

Область распространения берёзы очень широка – 2/3 площади всех лиственных лесов нашей страны.

Применяется берёза для изготовления фанеры и столярных плит, мебели, инвентаря, фурнитуры, токарных изделий, шпона. Древесина берёзы прекрасно тонируется, открывая практически неограниченные возможности для дизайна.

Лиственница

Плотность сибирской лиственницы составляет 620-725 кг/м3 при влажности до 12%.

Лиственница – род древесных растений семейства сосновых, одна из наиболее распространённых пород хвойных деревьев. Это единственный род хвойных, у которых хвоя опадает на зиму.

Древесина лиственницы характеризуется повышенной по сравнению с дубом прочностью. Кроме особой прочности и стойкости к внешним воздействиям она характеризуется хорошим цветом и структурой.

Обладая высокими физико-механическими свойствами, вместе с тем требует определённого технологического подхода при её обработке. Пильные полотна при пилении сильно засмаливаются. Она трудно обрабатывается обычным инструментом, но хорошо шлифуется и окрашивается. Длительное воздействие воды приводит к заметному повышению твёрдости.

Стоимость изделий или конструкций из лиственницы выше, чем из сосны, но изделия значительно долговечнее.

Сосна

Плотность сосны 520кг/м3.

Сосна распространена по всему северу России и большей части Сибири и образует как чистые леса, так и леса в смеси с елью и другими деревьями.

Живёт сосна до 600 лет и в зрелом возрасте достигает высоты 30-40 м. Ствол у неё прямой, ровный, его легко строгать и пилить. Древесина сосны ядровая, смолистая, малоупругая. В зависимости от особенностей условий произрастания дерева плотность и удельный вес древесины могут меняться. Сосна обыкновенная отличается широкой заболонью, снять которую не представляется возможным. Поэтому при тёплой погоде и сокотокев заболони, который идёт с весны по осень, бревно может посинеть. Поверхностная синева может наблюдаться даже в хорошо проветриваемых штабелях леса. Синева не изменяет механических свойств дерева, поэтому с ней можно успешно бороться. Для этих целей промышленностью выпускается ряд препаратов.

Древесина сосны мягкая и легко обрабатывается, не растрескивается при высыхании. Благодаря своему красивому цвету и чётко выраженной текстуре она находит широкое применение в производстве столярных изделий, в изготовлении художественных резных и токарных изделий.

Среднее значение плотности древесины ели при стандартной влажности 12% — 445 кг/м3.

Общая площадь еловых лесов в России составляет около 70 млн. га. Живёт ель 250-300 лет.

Древесина ели белая, со слабым желтоватым оттенком, малосмолистая. Ель относится к породам малой плотности. По прочностным свойствам несколько уступает сосне. Гнётся несколько лучше, чем древесина сосны.

Свойства древесины различных пород
www.woodtraid.ru

Оцените статью