Дерево древесина

Древесные строительные материалы, виды, классификация

Древесные материалы — констрyкционные изоляционные и поделочные материалы, изготовленные полностью или в основном из натуральной древесины, применяются в строительстве, машиностроении, судостроении, в производстве мебели, спортивного инвентаря, тары и пр.

Различают следующие группы :

Древесина натуральная — основная группа древесных материалов — лесоматериал круглый, тёсанный, колотый, пиленый, ( пиломатериал — доски, брусья, и др) щепной шпон, строганая фанера, древесная стружка, опилки, древесное волокно и пр.

Древесина пропитанная — натуральная древесина, в структуру которой введены:

• антисептически вещества для повышения биостойкости (консервированная древесина),
• антипирены, повышающие огнестойкость (в строительстве),
• стабилизаторы для снижения гигроскопичности и размероизменяемости при изменении её влажности (в машиностроении),
• красители (в мебельном производстве) и пр.

Древесина прессованная — уплотненная, преимущественно в направлении поперёк волокон, при давлении 100—300 кг/см2 (до объёмного веса 1,3— кг/см3) и нагреве (до 100°—250°).

Древесина клееная — склеенная для получения элементов больших размеров по толщине, ширине и длине, с более однородными физико-механическими свойствами или с заданным расположением наиболее прочной древесины в элементе.

Древесина слоистая — получаемая склеиванием шпона или строганой фанеры синтетическими смолами или белковыми клеями. Относительное направление волокон в слоях может быть различное, в соответствии с чем различают следующие виды слоистой древесины:

• фанера клеёная (переклейка) — взаимно перпендикулярным направлением волокон в соседних слоях шпона,
• фанера формованная (выклейка) криволинейной формы вплоть до сферической,
• древесина слоистая — с одинаковым или разным направлением волокон шпона в слоях,
• древесина слоистая комбинированная (столярные плиты).

Слоистая древесина иногда армируется тонким листовым металлом, металлической сеткой или тканью.

Древесина слоистопрессованная — изготовленная путём склеивания под давлением — 300 кг/см2 и при темпеатуре около 150° пропитанного синтетической смолой шпона, объёмный вес 1,3— 1,5 кг/см3,бывает тех же разновидностей, что и слоистая древесина.

Древеснопластические материалы — изготовляемые из стружек, опилок, дроблённой древесины и пр. и органических или минеральных связующих (10—30%); от пластич. материалов с древесным наполнителем они отличаются повышенным содержанием древесины; к древеснопластическим материалам относятся древесностружечные плиты, фибролит.

Древесноволокнистые плиты— изготовляемые из волокнистой древесной массы путём прессования.

В номенклатуру древесных материалах не входят материалы, являющиеся продуктом целлюлозно-бумажной, лесохимической отраслей промышленности, хотя исходным сырьём для получения этих материалов служит древесина.

Требования к лесоматериалам для гидротехнического строительства

Для строительства, реконструкции и ремонта гидротехнических сооружений (плотин, водоспусков, судоходных шлюзов и др.) применяют круглые и пиленые лесоматериалы хвойных (преимущественно) и лиственных пород

Условия работы древесины в гидротехнических сооружениях

значительно отличаются от условий в обычных наземных сооружениях. Для многих гидротехнических сооружений режим влажности постоянно меняется вследствие естественного или искусственного понижения уровня воды; происходящее при этом переменное увлажнение и высыхание деревянных элементов способствует созданию благоприятной среды для их гниения. Кроме того, на древесину может влиять длительное воздействие ударных и вибрационных нагрузок, химический состав воды и т. п.

Выбор древесины

Поэтому при выборе древесины необходимо учитывать ее стойкость против загнивания и механическую прочность.
В зависимости от условий среды долговечность древесных пород, различна. Так, в незащищенных от увлажнения нонструкциях малоустойчивы: ель, пихта, береза, бук, клен; в сырых местах высокой устойчивостью обладают: лиственница, дуб, ольха; относительно устойчивы в этих же условиях сосна, кедр.

Проведенные исследования позволили установить, что в результате воздействия среды, в которой древесина находилась 70 лет, полезное поперечное сечение деревянных элементов уменьшилось на 15—20% вследствие порчи их наружной части, вызванной процессом выщелачивания и ослизнения древесины пресной водой. Прочность древесины наружных слоев (на толщину 10— 15 мм) оказалась настолько малой, что она легко поддавалась смятию и разрушению при простом нажатии ногтем. Микроскопическим анализом установлено полное разрушение клеток и отсутствие какой-либо связи между ними.
За пределами поврежденного наружного слоя, а именно в заболони и в ядре, не обнаружено следов разрушения структуры клеток. Таким образом, механическая прочность исследуемой воздушно-сухой древесины при сжатии, изгибе, скалывании оказалась не ниже норм, допускаемых для здоровой древесины.

Соли натрия, кальция, калия и др., находящиеся в морской воде, оказывают на древесину гидротехнических сооружений большее влияние, чем речная пресная вода. Исследования проф. С. И. Ванина показали, что прочность древесины свай ), находившихся около 30 лет в воде, на 40—70% ниже, чем у нормальной древесины, не бывшей в воде.

Основная порода древесины, применяемая в строительстве гидротехнических сооружений, сосна. Дуб и лиственница используются в конструкциях, от которых требуется высокая прочность и стойкость против загнивания. Для изготовления мелких деталей нагелей, шпонок, клиньев, подкладок и т. п. применяют дуб, бук и другие твердые породы.
По прочности древесина должна удовлетворять следующим требованиям.

Предел прочности для древесины сосны 1-го и 2-го сортов (при испытании стандартных образцов с влажностью 15%) должен быть не менее:

• при сжатии вдоль волокон…………………. 300 кг/см2
• при изгибе ………………………………………… 500 кг/см2
• при скалывании вдоль волокон…………. 50 кг/см2

Расчетный объемный вес для сзежесрубленной и сырой древесины составляет: для сосны 800 кг/м3, для дуба 1000 кг/м3.

Качество лесоматериалов

Качество лесоматериалов должно удовлетворять требованиям ГОСТ и дополнительным требованиям для несущих конструкций гидротехнических сооружений.
Ни в одном из сортов лесоматериалов не допускается гнили.
Для растягиваемых и изгибаемых элементов несущих конструкций применяют лесоматериалы 1-го сорта, а для сжатых элементов лесоматериалы 2-го сорта.
Древесина капитальных портовых сооружений, находящаяся в. условиях, где она может быстро загнивать или портиться древоточцами, обязательно должна быть хорошо антисептирована.

Древесная масса

Древесная масса — волокнистая масса. получаемая при механическом истирании древесины (балансов) на вращающемся камне дефибрера; один из основных полуфабрикатов для производства бумаги и картона.

В зависимости от способов обработки балансов, различают белую, бурую и химическую древесную массу. Белая получается из обычной древесинь, бурая из древесины, предварительно пропаренной в котлах (около 8 часов при температуре 150°—160°и давлении 4—5 ати), химическая — из лиственных пород, обработанной раствором моносульфита и бикарбоната натрия при давле до 11 ати к температуре 150°С.

Широкое применение древесных материалов объясняете дешевизной по сравнению с целлюлозой, тряпичной массой, а также способностью повышать печатные свойства бумаги (гладкость, непрозрачность, непрозрачность, впитываемость красок и др.).

Недостатками считается сравнительно низкая механическая прочность, недостаточная белизна и неустойчивость первоначальных свойств (белизна, прочность) при воздействии солнечного света, тепла и влаги, что ограничивает применения.

Для частичного устранения этих недостатков древесная масса подвергается отбелке.

Разница между буком и дубом

Бук и дуб – твердолиственные породы, принадлежащие к одному биологическому семейству. Их древесина очень плотная, что имеет большую практическую ценность. Но в некоторых свойствах этих пород наблюдаются заметные расхождения.

Общие сведения

Растения, о которых идет речь, являются деревьями-долгожителями из семейства буковых. Их виды довольно распространены в Северном полушарии. Бук и дуб приносят человеку немалую пользу. В частности, они являются источником высококачественной древесины. У обоих растений она, обладая однородной структурой, хорошо обрабатывается. Так может выглядеть бук:

Древесина бука

А это дуб:
Древесина дуба

Сравнение

Рисунок и окраска

Древесина обеих пород имеет приятные для глаз текстуру и цвет. Бук примечателен тем, что линии годичных слоев в его тангенциальном разрезе словно усыпаны хорошо заметными вкраплениями. Весьма разнообразна окраска этой породы. Она может склоняться к персиковому, розоватому или желтоватому оттенку. Эксклюзивом является красно-бурая древесина вековых экземпляров, которая считается очень ценной.

Реклама

Цветовой диапазон дуба тоже широк. Он варьируется от светлого золотистого оттенка до серо-коричневого и насыщенного бурого. В процессе эксплуатации такая древесина, как правило, темнеет, благодаря чему изделия из нее принимают несколько антикварный вид. Впрочем, менять со временем цвет может и бук.

Свойства

От внешних декоративных особенностей следует перейти к характеристикам, имеющим практическое значение. Здесь стоит заметить, что при обсуждении древесины разных видов за эталон принимается именно прочный и надежный дуб. Этот материал ударостойкий и долговечный – недаром еще с далеких времен сохранились самобытные дубовые строения. Логично, что цены на древесину с такими преимуществами достаточно высоки.

Более дешевый бук представлен на рынке как достойная альтернатива дорогостоящей дубовой продукции. Он практически не уступает своему «конкуренту» по основным качествам. Мало того, после особой обработки некоторые показатели бука заметно улучшаются, и он может стать даже прочней, чем дуб. Однако кое в чем эта порода проигрывает.

Отличие бука от дуба состоит в степени их устойчивости к воздействию влаги. Для структуры бука вода вредна. Кроме того, эта древесина уязвима в плане ее поражения грибками и плесенью. Благо спасением являются искусственные пропитки, уберегающие такой материал от порчи. Дуб же сам по себе водоустойчивый и неподвластный воздействию биологических разрушителей. Подобную защиту обеспечивают особые вещества в его составе.

Применение

В связи с указанными особенностями бук требует в определенном смысле более деликатного обращения с собой. Чтобы древесина этой породы не теряла свои преимущества, ее без тщательной пропитки нецелесообразно использовать, например, в качестве отделки фасада зданий или для обустройства помещений типа ванной.

В подобных случаях в фаворитах находится дуб. Именно из него строят бани и садовые беседки. Полуфабрикаты из такой древесины можно смело использовать для возведения прочных каркасов зданий и наружной отделки – ни морозы, ни засухи этому материалу не страшны. Помимо прочего, дуб издавна применяется для изготовления бочек:подобным изделиям абсолютно не вредит сырость подвалов.

Зато внутри зданий, в помещениях с невысокой влажностью, обе породы одинаково хороши. Из бука, как и из дуба, выполняют столешницы и классические гарнитуры, лестницы и паркет, межкомнатные двери и шпон для покрытий. Древесина обоих видов размягчается после пропаривания. Причем бук из двух пород является более гибким, поэтому из него чаще делают элитную гнутую мебель.

В чем разница между буком и дубом? В той атмосфере, которую они создают в интерьере. Элегантный бук визуально освежает пространство. Его энергетика теплая, мягкая. Дуб воплощает в себе сдержанную роскошь. С ним в окружающей обстановке царят благородство и аристократизм.

Гибкость древесины

Гибкость древесины — это её способность изменять свою форму под воздействием внешних сил без видимого нарушения связей между частицами, независимо от того , возвращает-ли древесина прежнюю форму,или нет, после снятия нагрузки.

Гибкость объясняется растяжимостью древесных волокон. Поэтому у деревьев с прямыми и длинными волокнами гибкость выше.

Пороки древесины снижают её гибкость, а в некоторых случаях и сводят её к нулю.

Древесина бывает упруго-гибкой и вязко-гибкой. Упруго-гибкая древесина возвращает назад свою форму после прекращения действия на неё силы, а вязко-гибкая остаётся в деформированном или частично деформированном состоянии.

Гибкость древесины используется при изготовлении плетёных предметов, полозьев, ободьев и пр.Наиболее гибкой древесиной считаются берёза, липа, осина,орешник. Наименее гибкой — ольха, сосна.

На гибкость влияют и возраст дерева,(молодая древесина более гибка), и влажность, с увеличением которой увеличивается и гибкость. А вот при охлаждении гибкость теряется. По этой причине при производстве гнутых изделий используют метод пропаривания, то есть насыщения древесины влагой при высокой температуре.

Мой отец рассказывал мне, как они в детстве сами делали лыжи, распаривая конец заготовки в чугунке с кипятком. А один знакомый говорил, что ещё лет 15 назад делал лыжи из бука таким же способом.

В промышленном производстве при гнутье заготовок используёют чаще всего дуб, ясень, берёзу, бук.

Не каждый знает, что дуб – не самая твёрдая порода дерева. Многие другие деревья обладают более высокой плотностью, имеют свои необычные свойства и текстуру. Из этой статьи вы узнаете, какие твёрдые породы деревьев существуют, какие они имеют особенности. При производстве мебели, различных изделий для быта и материалов для строительства дома зачастую используются только твёрдые породы, поскольку они очень надёжны и долговечны.

Твёрдые породы дерева не всегда позволят вбить в себя гвоздь

Что такое показатель твёрдости и как его измеряют

Твёрдое дерево отлично сопротивляется воздействию других, более плотных тел, например, металлических предметов. Показатель твёрдости имеет важное значение при выборе строительных материалов. Доски для пола и другое деревянное сырьё обязательно должно быть достаточно твёрдым для того, чтобы выдерживать большие нагрузки. С материалом высокой плотности тяжело работать, но при этом твёрдое дерево очень износостойко, что делает его дорогим материалом.

Проверка дерева на прочность происходит в тот момент, когда производится обработка с помощью саморезов, сверла и гвоздей

В зависимости от того, каким образом осуществляется воздействие на доску, показатель прочности может меняться. Самые прочные изделия выдерживают нагрузку с разных сторон: вдоль годичных колец дерева, радиально, с торца и фронтально.

Важно! Такое значение, как показатель твёрдости дерева формируется по разным параметрам и в определенный временной промежуток. Имеет значение глубина отпечатка, оставленного от чужеродного предмета на дереве, сила надавливания.

Общепринятый вариант для определения степени прочности и крепости дерева – метод Бринелля. Особенно важное значение этот параметр имеет при выборке паркета для пола. На плотном дереве не остаются следы от ножек мебели, каблуков.

При срезе досок с боковой части твердость достигает до 30% у лиственных деревьев и до 40% у лесоматериалов, по сравнению с прочностью торцовых заготовок

При измерении прочности дерева по методу Бринелля необходимо учесть, что в среднем, шарик диаметром 10 мм входит в дерево с большой силой и происходит вдавливание с массой в 100 кг. В результате подсчётов определяется нанесенный при таком вдавливании ущерб и выделяется параметр прочности. Учитываются все нанесенные повреждения: вмятины, трещины, сколы. Для прочного дерева показатель Бринелля выше. В общих таблицах можно встретить значение, выраженное в МПа. Так, 10 МПа – это 1 НВ, что равняется показателю 10 Н/мм².

От чего зависит твёрдость древесины

Показатели плотности отличаются для каждой породы дерева, но имеется ряд общих факторов.

Даже одно дерево может иметь разную степень прочности, если оно растёт в условиях высокой или низкой влажности

Факторы, влияющие на степень твёрдости дерева:

• возраст породы, чем старше древесина, тем более высокие характеристики прочности она имеет. Молодое дерево влажное, а старое иссушается и становится прочнее;
• климат и география произрастания. В холодном климате деревья прочнее, потому что растут крайне медленно;
• способ, которым было распилено дерево. Существуют определенные методики для усиления прочности при распиле;
• участок, в котором обрезан ствол. Плотность коры всегда выше, чем у сердцевины дерева.

Преимущества и недостатки твёрдых пород дерева

Несмотря на то, что прочные доски считаются наиболее предпочтительными в строительстве и при изготовлении мебели, можно выделить как положительные, так и отрицательные моменты. Преимущества твёрдых пород:

• не требуется дополнительная пропитка дерева;
• доски износостойкие и прочные;
• дерево и мебель из него имеет красивую, неповторимую структуру.

Минусы:

• сложность обработки досок;
• высокая стоимость;
• подходит не для всех видов мебели и полов.

Твёрдые породы дерева неприхотливы и практически не нуждаются в дополнительном уходе, однако, могут возникнуть трудности с закреплением мебели из твердого дерева на стене и починкой, если потребуется забить гвоздь.

Степень твёрдости деревьев, характерных для России

Самыми прочными и крепкими породами деревьев в России являются самшит, акация и кизил, а также граб. Эти породы используются при оформлении поручней, балконов и террас, изготавливаются разные виды паркета. Данный материал доступен по цене, но не уступает по качеству более дорогостоящим материалам. Эти виды деревьев используются наиболее широко. Другие породы, в том числе, экзотические, вроде сукупиры, гикори и кумару тоже используются при производстве паркетных досок.

Во время изготовления заготовок, распила досок прочность дерева может как повыситься, так и понизиться, опытный мастер всегда учитывает это

Прочные породы дерева используются не только в стандартных случаях, для изготовления пола и мебели, но также и в производстве сувениров, рабочих деталей для разного оборудования, например, станков. В Южных странах растет огромное количество деревьев с прочной и стойкой древесиной, например, ятоба. Это дерево растёт в Южной и Центральной Америке, в тропическом лесу. Прочность по шкале Бринелля- 7 баллов. Заготовки из ятобы имеют светлый оттенок и сероватым налетом, однако, сердцевина окрашена в насыщенный оранжевый или красный цвет. После того, как дерево спилено, оно постепенно темнеет. Через неделю приобретается постоянная окраска – кирпично-красная. Это дерево быстро растет и достигает до 40 метров в высоту.

Используя такие породы деревьев можно создавать не только мебель и материалы для обшивки дома, но и декоративные элементы

В общем рейтинге по твёрдости заготовок второе место занимает необычное дерево сукупира. Показатель твёрдости составляет около 5,6 баллов. В России сукупира не растёт, её доставляют из Амазонии. В центре древесина тусклая, красновато-коричневого оттенка, но к краям становится более светлой. Когда дерево распиливается, можно заметить четкие полосы желтого цвета, это паренхима. Текстура сукупиры очень своеобразная. Наблюдается странный узор на спиле, что объясняется содержанием маслянистых веществ, древесного эфирного масла. Они содержатся прямо в древесине и делают её устойчивой к уничтожению паразитами. В сукупире практически не содержится микроорганизмов и жуков, стачивающих кору.

Данная древесина отлично подходит для изготовления паркета, напольных досок и мебели, однако, распил крайне сложен. С легкостью проходит полировка и шлифовка

Ярра амазонская обладает очень высокой прочностью, её показатель – 6 баллов. Дерево растёт на территории Южной Америки. В сердцевине дерево имеет насыщенный сливовый или темно-красный оттенок, а заболонь отличается коричневатым или желтоватым цветом. При распилке заготовки из ярры темнеют под воздействием влажности. Доски получаются гибкие, но распилить их и добиться идеально ровной формы сложно.

Подобный материал используется для строительства плавательных средств – лодок, а также для зданий, особенно, в регионах с повышенной влажностью

Дерево, растущее в тропических лесах Западной Африки достигает в высоту 60 метров. Мутения очень прочная и имеет показатель 5 баллов. Заготовки мутении отличаются коричневым цветом, напоминающим грецкий орех. Дерево уникально за счёт появления фиолетовых «лучей» при распиле.

Прекрасные элементы для отделки помещений, детали интерьера, мебель и другие приспособления могут быть изготовлены из этого дерева

На территории Малой Азии и Европы с южной стороны растёт орех европейский. По шкале твёрдости это дерево достигает показателя 5 баллов. Древесина орехового дерева очень дорогая и высоко ценится истинными любителями натуральной, качественной мебели. Структура досок очень необычная – можно заметить волнообразный рисунок, при этом волокна параллельные и ровные.

Древесина используется при изготовлении дорогостоящих украшений и мебели. Однако, есть один недостаток, готовые изделия необходимо обрабатывать и защищать от поедания жуком древоточцем

Показатель твёрдости для дерева Мербау достигает 4,9 баллов, что не самый большой, но и не маленький. Природная зона, в которой лучше всего растёт мербау – Папуа, Новая Гвинея, Азия. Средняя высота взрослого мербау – 30 метров. Из-за высокой плотности дерево очень много весит, в среднем – до 800 кг на кубический метр. Естественный оттенок древесины – жёлтый или светло-оранжевый. Со временем, после распила и обработки доски темнеют, становится коричневатыми, с бронзовым или серебряным отливом.

Поскольку дерево имеет извилистые и прямые волокна, получаются красивые доски. Часто мербау используют и при отделке ванных комнат, бань

Для тех, кто предпочитает хвою, идеальным вариантом станет лиственница. По плотности она не превосходит другие деревья, по шкале Бринелля у лиственницы всего 2,6 баллов, однако, она износостойка. Цвет досок – тёмно-красный у ядра и по краям с желтоватым оттенком. Лиственницу используют при строительстве домов, они выдерживают долгое время даже в самых влажных регионах. Вязкость древесины высокая, поэтому обработка происходит крайне медленно. При попадании влаги древесина становится прочнее, а если её намеренно вымочить, можно получить показатель прочности, сопоставимый с камнем.

В таблице вы можете увидеть показатели твёрдости разных пород деревьев

Какие породы дерева вы использовали в отделке, и какие доски показались наиболее прочными, износостойкими?

Самая легкая древесина

В наших головах прочно укоренился миф, что самым лёгким деревом является пробковое. Это не так, менее известная бальса легче, ее плотность в высушенном состоянии равняется 120 кг/м. куб. Бальса (бальза, бальзовое дерево, охрома) относится к семейству мальвовых. Естественный ареал произрастания – страны Южной Америки. Свое название дерево получило от испанского слова «плот», так как южноамериканские индейцы изготавливали из него свои лодки. Основным поставщиком на мировом рынке является Эквадор.

В этой статье вы узнаете:

Характеристика бальсы

Деревья растут очень быстро, их высота за несколько лет достигает 20 метров, диаметр ствола составляет более одного метра. Семена легкие, летучие, ветер разносит их на большие расстояния. Поэтому деревья редко растут группами. Дерево созревает к 13–15 годам. После достижения зрелости скорость роста замедляется, ядро наполняется влагой. Плотность новых слоев возрастает, древесина теряет свои промышленные качества. После 20–летнего возраста дерево обычно погибает.

Живое дерево охромы влажное и тяжёлое, с большим трудом поддаётся обработке. Если оставить его на земле, оно быстро сгниет. Срубленные деревья устанавливают в вертикальном положении для просушивания. Важно соблюдать оптимальное время сушки древесины. Кратковременная выдержка в специальных камерах приводит к растрескиванию и деформации материала.

Готовая древесина легкая, мягкая, очень прочная. По внешнему виду структура древесины напоминает пчелиные соты, годичные кольца отсутствуют, так как охрома растёт непрерывно. Материал пористый, обладает высокими звуко– и теплоизолирующими характеристиками.

Использование

Уникальные качества материала оценили ещё инки, их примеру последовал Тур Хейердал, который преодолел Тихий океан на плоту, собранном из бальсы. Ещё дальше пошли британские авиастроители, они создали из легкого дерева самолет–бомбардировщик.

И сейчас древесина широко применяется для изготовления:

• рыболовных поплавков;
• теннисных ракеток;
• досок для серфинга;
• лопастей ветрогенераторов;
• декораций, макетов;
• моделей самолётов;
• обшивки стенок холодильных установок;
• устройств для уменьшения вибрации;
• хирургических шин;
• игрушек;
• приспособлений для спасения на воде – спасательных жилетов, бакенов, буев.

Гибкость и легкость бальзы используется при создании защитной оболочки при упаковке хрупких приборов, стеклянных и керамических изделий. Древесина незаменима в тех случаях, когда малый удельный вес должен сочетаться с большой прочностью.

Обработка

Для обработки бальсы необходим специальный инструмент, имеющий заострённую фаску и тонкое лезвие.

Технологические особенности обработки древесины:

лаки и краски непригодны для качественного окрашивания, лучше использовать водные красители;

• древесина легко поглощает красящие и отделочные составы;
• волокна мягкие, легко сминаются, поглощают много воды;
• крепежные элементы легко входят в древесину, но не удерживаются в ней;
• оптимальный способ соединения отдельных деталей – склеивание.

Правильно обработанная древесина прослужит долгие годы, сохраняя прочность, лёгкость, надежность.