Эксплуатационные различия изделий из массива сосны и ели
Среди потребителей можно встретить два противоположных и вполне обоснованных мнения. Одни потребители утверждают, что лучше приобретать изделия из массива сосны, они по своим характеристикам лучше отвечают современным требованиям. Другие не без основания утверждают, что пиломатериалы ели несколько лучше, и во время строительных работ и изготовления мебели целесообразнее применять эти материалы. Где же истина, кто из них прав? В этой статье мы попробуем дать независимый экспертный ответ, надеемся, что вы согласитесь с нашим мнением.
Твердость некоторых пород древесины, МПа
Дерево - это строительный материал со старейшим наследием в Швеции. Поскольку древесина используется для целого ряда целей в строительстве - структурные рамы, внешняя и внутренняя облицовка стен, фитинги, напольные покрытия, опалубка и строительные леса, список идет дальше - важно понимать, как древесина ведет себя в разных условиях. Благодаря своим специфическим свойствам, каждый тип древесины имеет типичные области использования.
Направление сип в деревянной конструкции, находящейся под нагрузкой
Ель - это древесина, используемая прежде всего как строительная древесина. Сосна обычно используется для столярных изделий, молдингов и внутренней облицовки, хотя можно использовать ель. Лиственные породы, такие как дуб и бук, используются в полах и мебели.
Некоторые отличия между пиломатериалами
Для начала надо сказать, что по своим биологическим характеристикам ель и сосна считаются очень близкими родственниками. Как между всякими родственниками, у них существенно больше общего, чем отличий, исходя из этого, некоторые производители пиломатериалов даже не делают отличия и реализуют пиломатериалы вместе. Конечно же, и по одной цене. Но есть и различия, по которым опытные строители и плотники могут без проблем отличить различные доски. Первое отличие - структурный рисунок древесины. У ели сучковатость несколько выше, но все сучки по размерам существенно меньше. Второе отличите - цвет древесины ели более светлый, иногда почти белый, сосновые пиломатериалы имеют более темный внешний вид, рисунок структуры более ярко выражен.
Древесина из южной Швеции плотнее, прочнее и прочнее древесины из северной Швеции. Это несмотря на то, что в южной шведской древесине, как правило, более широкие кольца роста, чем древесина северной Швеции. Причиной этого является то, что группа летних деревьев, темная часть кольца роста, шире на юге Швеции. Саммервуд, который весит 900 кг на кубический метр сухой древесины, в три раза плотнее, чем весенняя древесина, которая весит 300 кг на кубический метр сухой древесины.
Свойства материалов различаются между различными видами древесины. Даже внутри одного и того же вида древесины существуют значительные различия между различными местоположениями, но также между разными деревьями, выращенными в одном и том же месте. Тем не менее, существует еще большее изменение в пределах одного дерева, например между различными высотами в дереве, между древесиной, которая находится близко к корку и коре, и между ясеня и летней древесины в отдельных кольцах роста. Узлы и другие искажения волокон также влияют на технические свойства древесины.
Древесина ели иногда может иметь слабый разовый или желтоватый оттенок, годичные кольца довольно выразительные, поздняя древесина имеет более темные оттенки, сердцевинные лучи почти не видны. Ель существенно менее смолистая. Смоляные карманы встречаются редко и размеры у них небольшие. Ель легче изгибается, но обрабатывать ее несколько труднее из-за большого количества твердых сучков.
Нормальные вариации свойств плотности, прочности и жесткости в одном и том же типе древесины с неискаженной структурой волокна. Плотность ± 20% Прочность ± 40% Модуль упругости ± 35%. . Следовательно, коэффициент больше между, например, средней прочностью материала древесины и допустимым рабочим напряжением по сравнению с другими строительными материалами.
Состав и структура дерева
Цифры без скобок указывают свойства состояния, параллельные волокнам, и фигуры в скобках указывают свойства, перпендикулярные волокнам. Все значения относятся к древесине с содержанием влаги 12%. Несмотря на различия между соснами и елью, их следует считать статистически равными по срокам строительства. Сосны и ели имеют аналогичный состав. В центре поперечного сечения стержня сидит сердцевина, которая проходит по всему дереву и заканчивается сверху бутоном. Ключ заключен в древесину, которую можно разделить на сердцевину и заболонь.
Древесина сосны никогда не бывает белой, у нее всегда различные оттенки желтых цветов иногда переходящих в розовые. Ядро более темное, в течение времени ядро изменят свой оттенок и может становиться буровато-красным. Порода ядровая, имеет смоляные ходы и смоляные карманы относительно больших размеров, смоляные ходы преимущественно сосредотачиваются в поздней древесине. Заболонь довольно широкая, желтая или розовая, годичные кольца хорошо заметны по всей толще древесины, сердцевинные лучи малозаметны. Сучки большие, преимущественно мутовчатые, но встречаются и табачные. Причем, табачные сучки в сосне гораздо чаще встречаются, чем у ели. Древесина сосны менее устойчива к грибковым поражениям, она довольно часто имеет заболонный окрас.
Испытание механических свойств древесины на изгиб
Заболоченные клетки также мертвы, за исключением примерно 5-10 процентов, которые являются клетками паренхимы, несущими питательные вещества. Поскольку клетки заболони не забиты смолой, они могут переносить воду и растворимые питательные вещества из абсорбирующих корневых волосков в иглы дерева. Содержание влаги в заболони колеблется от 120 до 160 процентов. За лесом находится камбий, который является слоем роста стебля. Камбий производит древесные клетки внутрь и клетки коры наружу. Камбий заключен в ластик, который часто называют внутренней корой.
|
Сосновые доски |
Для строительства срубов лучше использовать сосну, она имеет более высокую плотность и устойчивость к влиянию атмосферных факторов. Для внутренних работ лучше брать ель, пиломатериалы имеют благородный белый вид. Тем более что сосна в течение времени темнеет, в некоторых случаях становится немного красноватой, изменение цвета происходит неравномерно по срезу пиломатериалов. Такое качество может негативно сказываться на дизайнерских характеристиках. Это мы кратко сравнили некоторые эксплуатационные характеристики пиломатериалов из сосны и ели, теперь нужно рассмотреть их характеристики более подробно.
Этот слой транспортирует питательные вещества вниз по стеблю и распределяет их в живые клетки в ветвях дерева, стебле и корнях. Лук соединен с ядом через медуллярные лучи, которые живут в заболони, но мертвы в сердцевине. Внешняя кора охватывает весь стержень, обеспечивая защиту от потери воды и различных паразитов.
В древесине также есть 2-6 процентов экстрактивных веществ. Подавляющее большинство из них - смоляные кислоты, жирные кислоты, углеводы и минералы. Эти волокна имеют толщину волос и имеют длину от 5 до 6 мм. Остальные клетки короче, с более тонкими стенками.
Физические сравнительные характеристик пиломатериалов сосны и ели
- Плотность. Плотность сосны - 500 кг/м3, плотность ели - 400 кг/м3, данные соответствуют относительной влажности древесины 15%. Как видно, сосна по плотности несколько превышает ель, это значит, что пиломатериалы из нее имеют более высокие показатели по сопротивляемости физическим нагрузкам. Хотя вы должны понимать, что для дерева показатели плотности могут изменять в широких пределах, это живой организм, а не кусок железа. При желании вы всегда можете найти пиломатериалы ели, у которых плотность выше, чем у сосны. Плотность зависит от возраста дерева, климатической зоны произрастания, показаний среднегодовых температур и показаний количества осадков. Даже пороки развития и степень пораженности древесины грибковыми заболеваниями оказывают влияние на плотность пиломатериалов. В совокупности эти факторы могут изменять плотность на 50% и более процентов в ту или иную сторону.
- Коэффициент теплопроводности. Этот физический показатель имеет прямую зависимость от плотности - чем выше плотность, тем выше коэффициент теплопроводности. Это значит, что ель лучше сохраняет тепло, чем сосна. Но на практике отличия эти столь мизерны, что во время проектирования домов они не принимаются во внимание. В большей степени на теплопроводность влияет относительная влажность пиломатериалов.
Механические свойства. Этот показатель характеризуется несколькими показателями. Прочность - максимальная нагрузка, которую могут выдерживать пиломатериалы до начала полного разрушения. Степень деформации - возможность пиломатериалов возвращать первоначальные линейные размеры и формы после снятия статических нагрузок. Износостойкость - способность выдерживать стирание поверхности в период интенсивных трущих нагрузок. Механические свойства напрямую связаны с плотностью, чем выше плотность, тем выше механические свойства. Сосна имеет несколько большую плотность, соответственно, механические показатели у нее несколько лучше.
Измерение твёрдости дерева, древесины
В период роста в камбии образуются новые клетки. Клетки, которые образуются весной и в начале лета, короткие и относительно широкие, с тонкими стенками. Это означает, что основная плотность низкая, около 300 кг на кубический метр. Из-за различий в плотности, ясеня появляется как более светлое кольцо, чем темное лето.
Прочность, твердость и вязкость некоторых пород древесины
Плотность древесины, ключевой фактор для многих технических свойств древесины, определяется в основном соотношением летней древесины по ширине кольца роста. Следовательно, сужение плотности, основанной исключительно на ширине кольца роста, вводит в заблуждение.
Для промышленности существует еще несколько показателей, которые учитываются во время производства различных изделий из массива дерева.
- Технологичность. Довольно сложный показатель, имеет много составляющих. К главным можно отнести плотность и наличие сучков. Поскольку сучков у ели больше, то из нее делать изделия несколько сложнее. Но, с другой стороны, сосна имеет смоляные карманы, которые довольно негативно сказываются на работоспособности режущих инструментов, станки приходится чаще останавливать для технического ухода и очистки режущих кромок от налипшей смолы. Еще один показатель, влияющий на технологичность - плотность. Выше плотность - труднее обрабатывать материал.
- Изменчивость эксплуатационных характеристик. Свойства древесины могут изменяться в зависимости от высоты дерева. Чем стабильнее эти показатели, тем технологичней считается древесина. По этому показателю существенных различий между сосной и елью нет.
1 750 руб
Способ развития колец роста определяется частично климатом в течение сезона роста. Кольца роста, следовательно, имеют тенденцию быть более узкими и имеют более тонкие полосы летней древесины в более холодном климате, чем в теплых. Таким образом, можно увидеть показатели хороших и плохих лет роста и как на условия роста влияют различные меры лесоводства. Рост улучшается после истончения благодаря лучшему доступу к свету и питательным веществам, и наоборот, рост может падать, если дерево растет слишком близко к другим более крупным соседним деревьям.
900 руб
450 руб 455 руб
1 250 руб
2 200 руб
Ширина колец роста и доля летней древесины варьируются в пределах стебля. Во внутренней части стебля, в молодом лесу рядом с корнем, кольца роста часто широкие с тонкой ленточкой. Таким образом, плотность плотно прилегает к древесине вблизи пита, по сравнению с зрелой древесиной, расположенной дальше по радиусу стебля. Это имеет место по всей длине дерева.
Кольца роста более узкие, с более широкими группами летней древесины, во внешних частях стебля, особенно в нижних бревнах. Таким образом, доля летней древесины выше, что дает зрелой древесине более высокую плотность и прочность. Нижние части стебля должны быть сильнее, чтобы противостоять стрессам ветра и снега. Таким образом, плотность в журнале приклада выше, чем в среднем логе или верхнем логе.
1 100 руб
320 руб
900 руб
350 руб
Древесина представляет собой анизотропный материал, что означает, что он имеет разные свойства в разных направлениях. Например, древесина значительно прочнее в направлении волокон, то есть по длине стержня, чем под прямым углом, через зерно. Это тот случай, если нагрузка вызвана сжатием, напряжением или изгибными напряжениями в древесине.
Прочность частично зависит от плотности древесины и от того, насколько хорошо направление волокон соответствует направлению сил, возникающих, когда древесина находится под напряжением. Направление волокна отклоняется от направления сил на узлах и когда волокна не параллельны краю дерева.
4 000 руб
При выборе материала для изделия необходимо учитывать его механические свойства: твердость, износостойкость, прочность, деформативность.
На прочность также влияет влажность древесины, ее температура и период, в течение которых она подвергается нагрузке. Сухой кусок дерева сильнее, чем один с большей влажностью, а более холодная древесина сильнее, чем более теплая древесина. Чем длиннее дерево находится под напряжением, тем сильнее его сила.
Переломы могут быть постепенными или хрупкими. Хрупкий перелом внезапный и происходит без предупреждения. Постепенному перелому предшествует некоторая форма предупреждения, такая как серьезные искажения или трещины в лесу. Сила древесины зависит от того, как происходит напряжение, поэтому существует следующая корреляция.
Твердость древесины (дерева) — это способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. Твердость зависит от плотности древесины и неодинакова по всем направлениям. Твердость торцовой поверхности у лиственных пород выше тангентальной и радиальной на 30%, у хвойных — на 40%.
По степени твердости древесные породы делят на три группы: мягкие — ель, сосна, кедр, пихта, можжевельник, тополь, липа, осина, ольха, каштан, ива; твердые — лиственница , береза обыкновенная, бук, дуб, вяз, ильм, карагач (берест), платан, рябина, клен, грецкий орех, ясень, яблоня; очень твердые — акация белая, граб, кизил, самшит, береза железная, фисташковое дерево, тис.
Сила древесины не может быть полностью использована на пределе разлома, поэтому необходимо выбрать более низкие уровни напряжения. Это связано с тем, что свойства древесины распространяются настолько широко, что означает, что необходимо создать защитные поля.
Некоторые отличия между пиломатериалами
С точки зрения прочности сосна и ель обрабатываются одинаково, и, как правило, они имеют одинаковые значения прочности. Жесткость и твердость также могут быть включены в прочностные свойства. Жесткость противоположна изгибу или деформации. Когда длина древесины с высокой жесткостью изогнута, она не дает очень много, оставаясь довольно прямолинейной. Степень изгиба зависит от зерна древесины и от ее модуля упругости. Высокий модуль упругости означает высокую жесткость.
Твердость древесины зависит от многих факторов : ее влажности, содержания в годичных слоях поздней древесины, места произрастания, времени заготовки. Например, повышение влажности на 1% уменьшает торцовую твердость на 3%, а тангентальную и радиальную — на 2%. Увеличение поздней древесины повышает плотность и улучшает механические свойства материала. Сосны, выросшие на сухом месте (прямые высокие стволы), тверже сосен, произрастающих на болотистом грунте. Большей твердостью обладает древесина дерева, срубленного в декабре, чем в феврале.
Твердость относится к легкости, с которой поверхность повреждается внешним давлением, например, пятками на полу или стуками на столе. Твердость древесины больше с зерном, чем против него. Поверхность торцевого зерна является твердой и прочной, поскольку поверхность полностью лесная.
Помимо направления волокон твердость древесины зависит прежде всего от плотности. В деревянных полах, поэтому весенняя древесина носит быстрее, чем летняя древесина. Таким образом, древесина с высокой плотностью должна быть выбрана для пола. Древесина обладает хорошими тепловыми свойствами, а в качестве теплоизоляционного материала используется традиционная древесина. Теплопроводность больше в направлении волокон, и она увеличивается с уровнем влажности и плотностью.
Твердые породы, как правило, больше пригодны для механической обработки (сверление, точение, фрезерование). Они находят применение в изготовлении паркета , стеновых панелей (вагонки), инструментов, приспособлений. Мягкие породы используют для ручной обработки с применением ножей, резаков, стамесок.
Измерение твёрдости дерева, древесины
Для измерения твёрдости древесины по методу Бринелля берут стальной шарик диаметром 10 миллиметров и вдавливают в поверхность, прикладывая определенную силу в течение определённого времени. После этого измеряют глубину и ширину образовавшейся вмятины и рассчитывают величину твердости. По методу Бринелля чем тверже дерево, тем выше показатель.
Сравните таблицу 11 в этом разделе. Многочисленные факторы влияют на свойства горения древесины, прежде всего влажность, размеры, плотность и направление волокна. Время до розжига может сильно варьироваться и зависит от теплового излучения, вентиляции и наличия открытого пламени. Наименьшее тепловое излучение для зажигания древесины с открытым пламенем составляет около 12 кВт на кубический метр. Более высокие уровни теплового излучения необходимы для зажигания без открытого пламени. Жгучая древесина генерирует умеренное количество дыма.
По степени твердости все древесные породы при 12% — ной влажности можно разделить на три группы:
- мягкие — сосна, ель, тополь, липа, осина.
- твердые — лиственница, береза, бук, вяз, клен, ясень
- очень твердые — акация белая, эбен, эвкалипт, кизил, самшит
Загрузка...