Древесина: свойства древесины различных пород

Древесные породы

В природе существует множество древесных пород, имеющих различные свойства, применяемые в разных сферах промышленности. Чтобы правильно выбрать нужную породу дерева, необходимо знать особенности каждой из них.

Разные виды древесины отличаются один от другого по цвету. Цвет зависит от нескольких факторов: породы дерева, возраста, скорости роста, а яркость цвета — от количества содержащихся в нем красящих веществ. Заболонь дерева имеет более светлый оттенок, чем ядро. Заболонью называют внешнюю часть дерева с живыми клетками. Ядровая часть дерева всегда более темная, где сконцентрировано основное количество дубильных веществ и смол. Ядровые породы деревьев имеют темную древесину, а заболонные – светлую. К ядровым относятся такие распространенные породы деревьев: лиственница, сосна, ясень и другие. У заболонных пород ядровый слой очень узкий и по цвету мало отличается от заболони. К таким породам относится береза, груша, липа, бук, граб и ольха. У клена, ясеня и граба очень светлая древесина, а у березы — белая. В основном из этих пород изготавливают паркетную доску. Желтую древесину имеет самшит. Используется в художественных и декоративных целях. Сосновая древесина при старении приобретает серый оттенок.

Из хвойных пород изготавливают пиломатериалы и другие строительные компоненты, так как они обладают легкой структурой, удобной для обработки. Самой легкой из них является пихта. Большинство используемых хвойных пород, произрастают в нашей местности, поэтому покупателю предоставляется широкий выбор дерева для различных целей по приемлемым ценам.

Самой легкой в мире является древесина бальсы. Она растет в лесах Южной Америки. Использовалось индейцами для изготовления плотов. Оно растет настолько быстро, что не имеет годичных колец. Его структура состоит из сплошной клетчатки, наполненной водой. После просушки древесина стает тверже дубовой, а вес составляет 120 г на 1 куб.м., что в два раза легче коры пробкового дерева. Бальсу используют в самолето- и кораблестроении, также это отличный изоляционный материал.

Змеиное дерево или снейквуд – самое тяжелое и твердое дерево в мире. Произрастает в Гвиане, Гайане и Суринаме. Его плотность составляет 1300 кг на 1 куб.м. Из снейквуда изготавливают декоративные поделки высочайшего качества, ручки для ножей, зонтов, смычки и луки для стрельбы. Материал из этого растения трудно поддается обработке из-за своей твердости, но дает хороший результат при отделке и полировке.

Лиственные породы успешно используются для производства различных видов мебели. Они имеют более темную древесину, широкую палитру цветов, успешно используемую в дизайне элементов мебели и декора.

Качество любого изделия, изготовленного из дерева, зависит от уровня твердости используемого материала. Чем тверже материал, тем выше его износостойкость. Уровень твердости определяется методом Бриннеля. Для этого в поверхность заготовки вдавливают металлический шарик диаметром 10 мм с силой 100 кг. Результат определяется по диаметру углубления и типу деформации. Чем выше показатель коэффициента твердости, тем крепче и тверже порода дерева.

Мягкая древесина

Мягкие сорта древесины с коэффициентом до 40 МПа имеют такие известные лиственные растения: липа, тополь, каштан. Хвойные: ель, сосна, пихта. Все они используются в строительстве, хорошо обрабатываются, из них сооружают стропильные конструкции, изготовляют мебель, окна, двери, мелкие декоративные изделия.

Твердая древесина

Коэффициент твердости от 40.1 МПа до 80 МПа имеют твердые породы, а выше 80 МПа – очень твердые породы древесины. Вершину твердости среди лиственных пород занимает дерево ятоб, растущее в лесах Южной Америки. Дерево имеет кирпично-красный цвет при распиле. Из него производят мебель, паркет, мелкие элементы интерьера. За ятобом по твердости следует сукупира, ярра амазонская, мутения, орех грецкий, ясень, дуб. А из хвойных пород рекорд твердости принадлежит лиственнице, изделия из которой приравниваются к каменным. Твердые сорта деревьев нашли свое применение в изготовлении высокопрочных конструкций.

Виды пиломатериалов в зависимости от размеров, форм, структуры

доска

Доска

 – это пиломатериал толщиной
до 100 мм и шириной более двойной толщины. Основным материалом для изготовления
досок являются хвойные породы деревьев, такие как лиственница, ель и сосна,  но из лиственных пород деревьев так же
изготавливают доски. Выбор того или иного материала зависит от того, с какой
целью вы собираетесь использовать доску.

    Строительные доски делят на необрезные и
обрезные. Необрезная доска это пиломатериал, с которого не удалена либо
частично удалена древесная кора. Их применяют для второстепенных работ: для создания
опалубки, монтажа строительных лесов. Этот вид доски как правило с неровными
краями.  

     Обрезные доски  это пиломатериал, с которого древесная кора полностью удалена со всех поверхностей. Используется для наружной и внутренней отделки поверхностей, полов, элементов крыш.

Таблица размеров доски

Толщина Ширина

Брус

клееный брус

–
это
пиломатериал толщиной 100 мм и более, прямоугольного или квадратного сечения и
длиной, многократно превышающей ширину.

     Брус является натуральным экологически
чистым и долговечным материалом. Изготавливают брус главным образом из хвойных пород
деревьев. Используется для возведения коттеджей, каркасов зданий, фундаментов, дач,
домов, изготовлении мебели, судов. Самые используемые размеры бруса 100х100 и
150х150 мм. Небольшое сечение этого пиломатериала позволяет гарантировать высокое
качество строения. Хорош он и в качестве стенового материала для деревянных
домов.

   Брус
разделяют на обычный не строганный, профилированный, оцилиндрованный и клееный.
Об этих видах бруса мы расскажем в отдельной статье.

Брусок

– это пиломатериал толщиной до 100 мм и шириной не более двойной толщины. Их изготавливают из досок. Бруски используют в столярной работе, в строительстве, ремонтах. в мебельной промышленности. Для хвойных пород деревьев, толщина брусков составляет — от 16 до 75 мм, длина — от 1 до 6,5 м. Размеры бруска из лиственных пород древесины : толщина от 19 до 100 мм, а длина от 0,5 до 2 м.

Шпалы

Шпала

– это опора для рельсов в виде брусьев. Ширина деревянной шпалы 23 – 25см, глубина 18 – 20см, длина – 275м. Дома из шпал очень теплоемки, такой строительный долговечен, так как изготавливаются из хвойных пород древесины таких как ель, сосна и пихта . Шпалы используют для строительства оградительных сооружений, хозяйственных построек, в качестве строительных брусьев для постройки жилых домов. Это экономичный вариант. За счет обработки шпал креозотом, они не подвержены гниению, поражению насекомыми и грибком. Но тут присутствует и минус такой обработки так как в состав креозота входят такие токсические вещества как фенолы и их эфиры, нафталин и антрацен, которые могут способствовать развитию тяжелых заболевания. Креозот влияет на нервную систему, может вызывать головную боль, слабость, болезненность печени. Именно поэтому шпалы очень опасно применять в качестве строительного бруса для возведения домов. Однако их все же применяют пытаясь использовать старые материалы, где уровень креозота значительно меньше.

Горбыль

Горбыль

–
еще его называют обапол, это боковая часть бревна, имеющая одну пропиленную, а
другую не пропиленную или пропиленную не на всю длину поверхность.

это
отходы, часть ствола дерева которая остается при распиловке бревен. Горбыль с
одной стороны сохраняет естественную поверхность дерева, а с другой стороны
имеет плоскость.  Используется для
сооружения заборов, подсобных черновых сооружений, чернового пола, опалубки,
поддонов, для растопки печь. Основное преимущество горбыля перед другими
пиломатериалами это его низкая стоимость.

    Дровяной и деловой горбыль.

    Дровяной горбыль пригоден только  для растопки печей, как строительный материал
ценности уже не представляет.  

Забор из горбыля

     Деловой отличается от дровяного тем, что
его спиленная сторона обрабатывается и шлифуется. Его так же можно использовать
для растопки печей, однако его состояние позволяет использовать в строительстве
нежилых построек, заборов и ограждений.

   Таким образом, все перечисленные выше виды
древесины могут быть использованы в разных сферах строительства, производства,
жизни. Это практически безотходный, экологически чистый и сравнительно не
дорогой. самовосстанавливаемый материал.

Плотность

Плотность древесины (объемная масса) – это отношение массы древесины к ее объему, выражается в кг/м3. Плотность древесины зависит от ее влажности. Все показатели физико-механических свойств древесины определяются при влажности 12%.

Между прочностью и плотностью существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной. Плотность определяется количеством древесинного вещества в единице объема.

По плотности при влажности 12 % древесину можно разделить на 3 группы:

• легкой плотности – до 550 кг/м3 (бальса, пихта сибирская, ель, ива, сосна, осина, липа, ольха);
• средней плотности – 551–700 кг/м3 (конский каштан, орех, береза, вишня, лиственница, тик, бук, дуб, свитения, платан, клен);
• плотные породы – от 771 кг/м3 и выше (ясень, слива, пекан, самшит, хурма, яблоня, маслина).

Плотность древесины имеет большое практическое значение. Более плотная древесина хуже пропитывается антисептиками, менее подвержена истиранию на таких местах, как полы, лестницы, перила.

Зебрано — самая экзотическая расцветка

Зебрано — одна из самых экзотических пород в мире. Оно относится к роду Микроберлиния. Ареал произрастания: Конго, Камерун, Габон. Его популярности способствовали природные свойства дерева: высокая прочность, оригинальная расцветка. Ядровая часть обладает красивым золотистым оттенком, на котором четко выделяются узкие темные полосы шоколадного цвета.

Это напоминает окрас зебры, из-за чего растение и получило такое название. Волокна часто имеют волокнистую структуру, что создает определенные сложности при изготовлении изделий. Зебрано не является лидером по стоимости, однако оно достаточно дорогое по сравнению с другими породами. Его применяют для отделки помещений, внутренней обшивки элитных автомобилей, производства аксессуаров.

Каштан (благородный)

Ядровая порода с узкой серовато-белой заболонью и серовато-бурым ядром. Мелкие сосуды в поздней зоне годичных слоев образуют радиальные группы в виде язычков пламени. Сердцевинные лучи узкие, незаметные. Древесина каштана по строению и внешнему виду очень похожа на древесину дуба, но не имеет, как последняя, широких сердцевинных лучей. Однако по физико-механическим свойствам древесина каштана значительно уступает древесина дуба.

Зрелая древесина — среднекоричневая, с течением времени постепенно темнеет.
Хорошо поддается обработке. При высыхании имеет тенденцию к образованию трещин и короблению.

Плотность: 600 — 720 кг/м3.

Твердость: 2,7 – 3,1

Береза

Наиболее широко в промышленности используется береза бородавчатая. Порода безъядровая, имеет белую древесину с желтоватым или красноватым оттенком. Характеризуется хорошей прочностью и вязкостью. Твердость и плотность – средние.

С материалом удобно работать. Хорошо режется, сверлится, а также легко полируется, склеивается и окрашивается. Однако, несмотря на все положительные свойства древесины березы, имеются и некоторые ее недостатки. Она практически неустойчива к гниению, сильно усыхает, коробится. Но это не влияет на востребованность этого материала для отделочных работ, поскольку свойства древесины березы позволяют выполнять имитации различных ценных пород. Также материал применяют для производства ряда другой продукции (столярных изделий, шпона клееной фанеры, колодок, лыж и проч.).

Очень необычной текстурой отличается древесина березы карельской. Изломанные сердцевидные лучи, волнистые годичные слои и спящие почки в виде темных полосок в сочетании дают красивую крапчатую поверхность. Материал используется для изготовления художественных изделий, фанерования мебели.

Способы распиловки

Первым этапом создания пиломатериалов является распил лесозаготовок. Его технология определяет внешний вид и прочность готового изделия. Раскрой материалов может быть продольным или поперечным. Для этого применяются различные виды деревообрабатывающих станков: циркулярные с дисковыми пилами и ленточные с гибкими пилами.

Существует насколько вариантов дискового распила.

• Радиальный иния распила в сечении подходит к сердцевине ствола, как радиус окружности. В результате образуется изделие с ровными параллельно идущими волокнами. Такие материалы имеют более привлекательный внешний вид за счёт однородной текстуры и минимального расстояния между волокнами. Применяется для создания дорогих декоративных досок. Достоинства – высокая степень прочности, отсутствие усадки материала.
• Тангенциальный ри таком способе линия распила проходит на некотором удалении от сердцевины ствола, что в сечении выглядит как хорда окружности. Такие изделия имеют интересную фигурную текстуру с широкими темно-светлыми линиями волокон. Главным недостатком является низкая степень прочности волокон и сильная усадка древесины со временем
• Полурадиальный или рустикальный то способ распила, сочетающий в себе черты двух предыдущих. На поверхности просматриваются неровные зазоры древесных волокон, что придаёт изделию уникальный внешний вид. Способ уступает по качеству радиальному распилу, но лучше тангенциального.
• Поперечный то способ распила против волокон древесины. Используется редко, в основном для создания художественного паркета или разделочных кухонных досок, так как в таком случае изделия обладают плохими эксплуатационными качествами.
• Смешанный очетает в себе черты других способов. Является наиболее экономически выгодным, позволяет получить большее количество заготовок из одного бревна.

Как выбрать?

Ассортимент пиломатериала, поставляемого на отечественный рынок, разнообразен, что нередко ставит в тупик рядового покупателя

При покупке лесоматериала необходимо обратить внимание на ряд факторов

• У досок и брусков может быть 5 сортов, у брусьев – только 4.
• Влажность пиломатериала не должна превышать 22%. Если она больше, высушить древесину не получится.
• У заготовок разная шероховатость. Чем её показатель выше, тем ниже сортность.
• Материал не должен иметь большие отклонения от длины.
• В приоритете породы, выращенные в холодной климатической зоне.

Сорта отличаются между собой не только ценой и качеством. При покупке нужно учитывать область применения. Как правило, для строительства годятся первые 3 сорта, низшие используют для обшивки и настилов. Не стоит приобретать отборный пиломатериал для случаев, где используется второсортное либо третьесортное сырьё.

Пиломатериал для использования вне помещений не должен иметь сквозных и глубоких трещин. Чем больше у древесины сучков, тем хуже её механические характеристики. Шероховатость качественного материала не должна превышать 1250 мкм. Плотный обрезной материал прочней и влагоустойчивей.

Сортированный пиломатериал имеет маркировку на торце в виде значка «0», точек либо линий (от 1 до 3). При этом не маркируют только изделия 4-го сорта. Маркировка может быть обозначена цифрами и буквами «А», «В», «С». Пиломатериал толщиной до 2,5 см помечают линиями, более толстый – точками.

На наличие изъянов материал проверяют до поступления на склад

Помимо нормоконтроля, при покупке нужно обращать внимание на сортовые характеристики. Лучше всего приобретать материал у проверенного поставщика

Оценка на сортность определяется на любом 1 м доски с любой из сторон. При этом сорт определяют по наихудшей стороне.

Осина

В процессе хранения в срубленном виде осиновая древесина приобретает белую окраску с чуть заметным зеленоватым оттенком. Сердцевидные лучи и годовые слои практически не видны. Отличительной особенностью осиновой древесины является практически полное отсутствие сучков. Имеет высокую устойчивость к воздействию влаги, не коробится, практически не растрескивается. С осиной легко работать. Она мягкая, податливая, хорошо режется, колется, легко полируется, надежно склеивается. Недостатком осины является быстрое усыхание.

Свойства и строение древесины определяют ее применение для производства фанеры, изготовления спичек, посуды, игрушек и других мелких предметов.

Плотность древесины

Как известно, плотность древесины и уровень влажности напрямую связаны. Поэтому, для сравнения все заготовки приводят к единому показателю уровня влажности — 12%. Принято считать, что тяжелая древесина обладает повышенным запасом прочности, в то время, как легкая считается менее надежной. По влажности древесина подразделяется на три группы:

• Породы с малой плотностью (сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ива, орех, каштан);
• Породы средней плотности (лиственница, тис, береза, бук, вяз, груша, дуб, ильм, карагач, клен, платан, рябина, яблоня, ясень);
• Породы высокой плотности (акация, береза, самшит, фисташка, кизил);

Качество и твердость древесины определяется по нескольким критериям. Ниже мы подробно рассмотрим каждый из них:

• Износостойкость. Этим понятием обозначается способность древесины сопротивляться коррозии и износу, вызванному трением материала. Износ уменьшается с повышением твердости заготовки, а также ему свойственно неравномерное распределение по поверхности заготовки. Чем ниже влажность дерева — тем выше показатель износостойкости.
• Ударная вязкость. Понятие ударной вязкости означает возможность древесины поглощать удар. Ее уровень определяется про испытании заготовки на прочность с помощью сбрасывания на железного шарика. В среднем, лиственные породы показывают в 2 раза лучший результат, чем хвойные.
• Гибкость древесины. Очевидно, что это понятие обозначает способность древесины гнуться. Хвойные сорта обладают низкой способностью гнуться, в то время, как кольцесосудистые (ясень, дуб) обладают гораздо более высокой способностью. Гибкость древесины важна, в главную очередь, при изготовлении отдельных деталей, где дерево приходится мочить или разогревать, а после придавать ему особую форму.
• Деформативность. Для древесины характерно некое редкое свойство: при некоторых уровнях нагрузки в заготовке образуются небольшие деформации, пропадающие вместе с нагрузкой. Основной показатель деформативность — упругость, повышающаяся вместе с уровнем влажности изделия. При высыхании часть заготовок теряет упругость и природную гибкость дерева, а вместе с ней и способность сопротивляться деформациям.

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что качество паркета определяется по принципу «чем выше твердость дерева, тем выше надежность паркета», а сама твердость выражается значением Бринелля, то есть разностью твердости различных сортов древесины. С другой стороны, ни одна порода дерева не в состоянии выдержать постоянные точечные нагрузки от ножек тяжелой мебели и подобного, а само качество паркета влияет лишь на его долговечность и внешний вид.

Твердость

Твердостью называется способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. На степень твердости оказывает влияние влажность древесины.

По этому параметру все древесные породы при 12 %-ной влажности можно разделить на три группы:

• мягкие – торцовая твердость 40 МПа и менее (сосна, ель, кедр, пихта, можжевельник, тополь, липа, осина, ольха, каштан);
• твердые – торцовая твердость 40,1–80 МПа (лиственница, береза сибирская, бук, дуб, вяз, платан, рябина, клен, лещина, орех грецкий, хурма, яблоня, ясень);
• очень твердые – торцовая твердость более 80 МПа (акация белая, береза железная, граб, кизил, самшит, фисташка, тисс).

Твердые породы древесины более износостойки по сравнению с мягкими. Это имеет существенное значение при обработке режущими инструментами: фрезеровании, распиловке. А также при устройстве полов, лестниц, перил, поскольку при эксплуатации древесина подвергается истиранию. В производстве паркета и паркетной доски из массива применяют породы с твердостью не ниже средней.

Племя маконде

Дерево мпинго (одно из названий черного дерева) в племени маконде считается священным, поэтому другого материала для создания скульптуры они не применяют. Мастерство их резьбы высочайшее, что подтверждается способностью профессиональной работы с цветом материала, например, совмещение сердцевины темного цвета (от коричневого до фиолетово-черного) и светлой заболони. Также мастера активно применяют соединение различных фактур материала – гладко отполированные поверхности соединяются с грубо вырезанными элементами. В результате этого получается необычайная игра света и тени, что придает дополнительную выразительность всей скульптуре.

По убеждению обитателей племени, жизнь присутствует во всем. Это значит, что резец, касаясь дерева, будит дух, который таится в черном дереве, и уже он сам управляет рукой мастера. Перед тем как срубить дерево, мужчине необходимо провести небольшой ритуал. Суть его в том, что мастер вначале должен просить прощения у всего леса, пообещать, что вырубит только одно дерево и сделает из него еще невиданную и несравненную статую или другой предмет. Племя свято верит в то, что мастер обязательно должен встретить духа Шитани и никогда с ним не ссориться. Только в этом случае он станет настоящим мастером, так как дух будет являться резчику и указывать возможные способы «оживления» черного дерева.

Самые популярные и распространенные темы для скульптуры маконде – это женский образ, изображение прародительницы. Это связано с тем, что у них считается: все лучшее, что есть в человеке, пошло именно от женщины. В этом племени есть одна легенда: в глубине скал, где жизнь редко появлялась, жило странное существо, сплошь покрытое волосами и неприхотливое по жизни. Когда стало одиноко, оно вырезало из черного дерева фигурку, внешне сходную с собой. Добрые духи исполнили желание автора, и статуя превратилась в женщину. В качестве благодарности она помогла научиться ему говорить, думать и чувствовать. Именно поэтому в Африке женщина пользуется особым уважением, особенно это касается матерей. Так как легенда гласит, что именно женщина дала мужчине разум, то в регионе ей даны неограниченные права, она пользуется уважением, если девушка не желает выходить замуж, то родители не должны ее принуждать. Маленькая статуэтка с изображением женщины постоянно сопровождает людей в пути и служит их талисманом, а также женские фигурки из черного дерева выставляются у входа в дом, что обеспечивает защиту от злых сил и нежданных гостей.

И, тем не менее, есть сферы деятельности, в которые женщина не допускается – это как раз и есть резьба. Дело в том, что это занятие требует большой силы и кропотливости, так как вырезание фигурки маленького размера из прочного черного дерева даже у сильного резчика может занять достаточно большое количество времени. Перед началом работы с этим материалом необходимо предусмотреть собственную безопасность. Нельзя допускать попадания опилок в дыхательные пути или глаза, так как это может вызвать аллергическую реакцию различной степени тяжести, вплоть до нарывов на коже. Для этого лучше работать в марлевой повязке и очках.

Перед тем как создавать скульптуру из черного дерева, материал необходимо подготовить. Так, чтобы дерево высохло, должно пройти примерно 3-5 лет, до того как наступит сам процесс вырезания. К слову сказать, если возникнет у кого-либо вывезти готовую скульптуру или древесину в сыром виде, то придется пройти не одну процедуру согласования, так как перемещение этого материала находится под строгим контролем государства. Черное дерево – уникальный по своим качествам материал, что подтверждается и его стоимостью. К примеру, за килограмм этой древесины можно отдать порядка 30 долларов. Поэтому такое удовольствие доступно только истинным знатокам и тем, кто знает толк в подобных вещах.

Еще статьи из раздела Всё о древесине:

Заходите в группы и Одноклассниках

Сферы использования

Древесина мягкого сорта, прежде всего, используется в строительстве: конструктивные элементы, столярные, плотницкие и другие «скрытые» работы. Этот материал имеет особый спрос, поэтому зачастую продаётся уже в распиленном виде, согласно востребованным стандартам: брёвнами, в виде досок, профилей и брусков.

Сейчас большую часть мягких сортов закупают на легальных плантациях, при этом от крупных производителей даётся гарантия использования древесины только от сертифицированных поставщиков. Кроме того, деревья, имеющие мягкую древесину, растут довольно быстро, достигая требуемой высоты за период около 60 лет.

Древесина хвойных пород прекрасно подходит для резьбы, изготовления бумаги, игрушек, мебели, строительных конструкций, зданий различного назначения, временных и постоянных сооружений.

Древесина лиственных пород является наиболее подходящей для наклонных стропил (кроме берёзы) и обрешёток, внутренних столярных перегородок, опалубки. Из неё делают строительные леса, крепления в котлованах, ограды, двери и фрамуги (только не наружные), в том числе используют в помещениях с влажностью воздуха, не превышающей 70%. Кроме того, данный материал подходит для изготовления наличников, плинтусов, половых досок и лестничных ступеней, деревянных щитов для устройства перекрытий и перегородок в помещениях. В этом случае обязательным условием является послойное антисептирование древесины.

Выбирая наиболее подходящий материал, важно учитывать качества и характеристики той или иной породы деревьев. От того, насколько правильно выбрана древесина, зависит долговечность созданной из неё конструкции или предмета