Потемніння дуб є щільним твердим. Твердість деревини

1. Твердість дерева, одна з найголовніших якостей дерева
Дерево - всі знають, як воно виглядає зовні, але мало хто має уявлення про те, що представляє воно собою всередині. А всередині дерево складається з клітин, що мають товсті стінки, і розташовані вздовж осі дерева. Ці клітини з товстими стінками відповідають за твердість деревини. Крім цих клітин у дереві є клітини з тонкими стінками, які розташовуються між клітинами з товстими стінками, і служать для накопичення корисних та поживних речовин деревом.
Якість дерева визначають за такими показниками:
- Міцність – це стійкість дерева до механічних навантажень. Зазвичай дерево перевіряють на міцність, розтягуючи його, стискаючи вздовж та поперек волокон. Також існує метод статичного вигину.
- Зносостійкість - здатність дерева не руйнуватися під дією тертя. Торцеві сторони дерева менше піддаються зношуванню, ніж бічні. Також волога деревина зношується швидше за суху.
- Вологість дерева – має два показники: відносну та абсолютну. За показниками вологості дерево ділиться на 4 категорії: сира, коли вологість перевищує 23%, напівсуха, коли показники вологості коливаються в межах від 18 до 23%, повітряно-суха, тут показники вологості мають бути від 12 до 18%, суха, коли вологість дерева не перевищує 12%. Чим вологість дерева вища, тим гірше вважається якість дерева.
І окремо хотілося б поговорити про останню якість, яка називається твердість дерева.
Твердість дерева
Поняття твердість дерева включає його можливість опору проникненню твердих тілвнутрішньо структури. Є три види твердості дерева: торцева, яка має найвищий ступінь твердості; тангенціальна та радіальна, що мають однакові показники. На твердість дерева впливає багато факторів, але основним є показник вологості деревини. Тож якщо вологість змінила свої показники на 1%, то торцева твердість зміниться на 3%, а радіальна з тангенціальною – на 2%. Але твердість дерева залежить не тільки від породи, а й від умов, у яких воно зростало.
Дерева, висушені до 12% вологості, поділяються на три групи по торцевій твердості дерева.
1. М'які породидерева, що мають величину твердості менше 40МПа, до яких належать такі дерева як ялина, ялиця, сосна, вільха, липа, осика.
2. Тверді породи дерева, тверда торцева яких варіюється в діапазоні від 40 до 80 МПа. Сюди можна віднести березу, в'яз, карагач, ясен, ільм, сибірську модрину, клен, яблуню.
3. Дуже тверді породидерева, що мають твердість понад 80 МПа. До неї відносяться граб, залізна береза, самшит, кизил та біла акція.
Чим більша твердість деревини, тим легше вона піддається механічному впливу, А саме пилянню, струганню і так далі. Ну звичайно від гостроти інструменту теж багато що залежить.
Як ви вже змогли помітити, твердість деревини має одиниці виміру, а значить її можна обчислити. Обчислюється твердість деревини двома способами, суть яких приблизно однакова. У випробувану деревину тиснуть спеціальними приладами, що мають сферичний наконечник.
Подібні випробування проводилися над усіма породами дерев, і за їх даними було складено спеціальну таблицю твердості дерева.

Твердість дерева за Брінель

Твердість дерева визначається ще за шкалою Брінель. Вимірювання твердості дерева по Брінель проводяться при вологості дерева, що становить 12%. Метод Бріннеля полягає в тому, що на кульку діаметром один сантиметр виявляється тиск з постійною певною силою і певний проміжок часу. І з того, яка вм'ятина утворилася, і судять про твердість дерева. Чим вм'ятина менше, тим більша твердість. Найчастіше методом Брінель користуються для визначення твердості таких матеріалів як паркет, дошки з масиву та інших матеріалів з дерева, призначених для укладання підлоги. У принципі і перші два способи визначення твердості дерева та метод Брінель показують однакові результати, тільки одиниці виміру різні. Нижче представлена ​​зведена таблиця твердості дерева за першими двома способами (одиниця виміру переведена у відсотки) та за методом Бріннеля.
Порода деревини Твердість у % Твердість по Брінеллю
Сосна 43 1,6
Вільха 57 2,1
Береза ​​70 2,6
В'яз 81 3,0
Клен Європейський 81 3,0
Вишня 81 3,0
Іроко 85 3,2
Дуб Червоний 89 3,3
Сапелла 92 3,4
Акація 100 3,7
Дуб 100 3,7
Бук 103 3,8
Граб 105 3,9
Ясен 108 4,0
Ятоба 127 4,7
Дуссі 132 4,9
Мербау 138 5,1
Горіх європейський 141 5,2
Падук 146 5,4
Баді 146 5,4
Бубінга 154 5,7
Талі 168 6,2
Іпі 170 6,3
Кумару 189 7,0
Сукупіра 197 7,3

Але якою б твердістю дерева не була, вона все одно не зможе витримати великих і тривалих навантажень, особливо це стосується ніжок меблів або падіння якогось важкого предмета. Саме тому на ніжки меблів потрібно прибити гуму. Хоча можна цього не робити, адже вм'ятини від меблів на підлозі є майже у кожної людини, що поважає себе.
Застосування дерев із різною твердістю
А якщо серйозно, то дерево активно використовується як у будівництві, так і в ремісниче виробництво. Так, наприклад, м'яке дерево, до якого можна віднести ялинку сосну або кедр. Часто використовують у будівництві, з такого дерева виготовляють ящики, папір, пресовану деревину. Крім того, вони мають ще одне позитивна властивістьшвидко зростати, тому їх часто вирощують штучно. М'яке дерево дуже легко піддається обробці. Так що у вас не повинно виникнути жодних проблем, якщо ви захочете його розпиляти, просвердлити обточити і таке інше.
Тверде дерево, до якого належить дуб, ясен, росте повільно, і важко обробляється. Але до плюсів такого дерева можна віднести ту ж твердість, а також можливість протистояти гниття. Все це і зумовило те, що тверду деревинустали застосовувати для виготовлення меблів, музичних інструментів, човнів, ключок та інше. Також тверде дерево може похвалитись тим, що з нього виготовляють декоративний шпон.
Меблі, звичайно, виготовляють і з м'якого дерева, але меблі, виготовлені з порід твердого дерева, за ціною коштує набагато вище. Крім того, при виготовленні виробів з м'якої деревини їх або фарбують, або обклеюють шпоном, який виготовлений з порід твердого дерева.
Трохи містики
Ось ще один факт, який науково не доведений, але має місце, за словами наших предків. Всі дерева мають будь-яку енергетику, і по-різному впливають на людину.
До дерев, які забирають нашу енергетику, відносяться ялина, верба, тополя, каштан, осика, і їхні пращури називають деревами вампірами. Меблі з цих дерев не рекомендується купувати, хоча з одного боку, вони ж вбирають енергетику, а значить все, що є в нас погана хвороба, поганий настрій теж вбирають у себе. Але з іншого боку, разом із поганим, вони забирають у нас і хороше.
Є також дерева, які додають сил і позитивно впливають на нашу енергетику. До таких дерев відносять дуб, акацію, березу, клен. Всі інші дерева вважаються нейтральними.
Але тут є ще один цікавий факт: дерева-вампіри мають менший показник твердості, ніж дерева, які покращують наш стан.

Твердість. Здатністьутримуватикріплення

У деревознавстві існує особливий (порівняно з металознавством) підхід до визначення та вимірювання такої властивості матеріалів, як твердість. Цим особливостям, а також специфічної характеристики деревини - здатності утримувати кріплення, і присвячена чергова публікація рубрики.

Твердістьдеревини

До технологічних параметрів твердість відносять тому, що ця властивість особливо важливо враховувати в процесі обробки деревини різанням. Від твердості заготівлі залежить період стійкості. ріжучого інструменту. Крім того, твердість надає істотний вплив на експлуатаційні та споживчі властивостівиробів, наприклад, на зносостійкість підлогових покриттів, сходів сходів і т.д.

Твердість визначається як властивість матеріалу чинити опір пластичним деформаціям поверхні тіла при взаємодії його з іншим тілом. На практиці твердість вимірюють безперервно вдавлюючи в поверхню зразка матеріалу спеціальний пуансон - індентор. Для металів це або сталева кулька, або алмазний конус або пірамідка. Тут зусилля вдавлювання залишається постійним, а твердість визначається за розмірами відбитка. Для проведення цих операцій прилади оснащуються спеціальними вимірювальними мікроскопами. Залежно від матеріалу та форми індентора існують різні методи (Брінелля, Роквелла, Віккерса і т. д.). Для кожного з цих методів розроблена своя шкала значень твердості в умовних одиницях. Тому, вказуючи твердість у цих одиницях, їх завжди прийнято супроводжувати умовним оглядом того методу, який використовувався для її визначення, наприклад: НВ - шкала Брінелля; HRC - шкала Роквелла і т.д.

Для деревини принцип залишається тим же, але метод виміру дещо простіше. Відрізняються і одиниці, у яких виражається твердість деревини. Як індентор використовують сталеву півсферу радіусом 5,64 мм. Вдавлювання проводять протягом 1-2 хвилин на глибину 5,64 мм і вимірюють зусилля, яке потрібно для цього. Глибину занурення контролюють за допомогою індикатора вартового типу. Радіус індентора вибраний не випадково. Площа горизонтальної проекції відбитка при вказаному радіусінапівсфери становить 100 мм 2 , Отримане значення зусилля відносять до площі відбитка та виражають твердість Н/мм 2 . Твердість, визначену таким способом, зазвичай називають статичною. Статична твердість торцевої поверхні зразків деревини вище, ніж бічних: приблизно на 40% - для хвойних поріді на 30% - для листяних. Відмінностей між твердістю радиальної та тангенціальної поверхонь для більшості порід майже немає, і тільки у порід з розвиненими серцевинними променями (дуб, бук, ільм) твердість радіальна на 5-10% вище, ніж тангенціальна. Твердість деревини при стандартній вологості (12%) приблизно вдвічі вище, ніж при вологості, що перевищує межу насичення клітинних стінок (30%).

Класифікація порід деревини за твердістю:

Всі вітчизняні породи за твердістю торцевої поверхні при вологості 12% ділять на три групи:

М'які (твердість нижче 40 Н/мм 2) - кедр, липа, осика, ялина, тополя, ялиця, сосна, вільха;

Тверді (41-80 Н/мм 2) - модрина сибірська, береза, бук, дуб, в'яз, ільм, клен, яблуня, груша, ясен;

Дуже тверді (більше 80 Н/мм 2) - граб, акація біла, залізна береза, кизил, самшит, залізне дерево, тис, хмелеграб, фісташка.

Різні анатомічні елементи деревини мають різну твердість. Вона визначається на ділянках значно менших, ніж при стандартних випробуваннях. Так, встановлено, що твердість ранньої зони річних шарів істотно нижче, ніж пізньої (особливо у хвойних порід). Наприклад, для модрини деревина пізньої зони річного шару твердіше деревини ранньої зони більш ніж у шість разів.

Для деяких порід характерний зростання твердості зі збільшенням віку виробів (модерниця, дуб). Те ж явище спостерігається і при тривалому впливі річкової води на такі породи, як модрина, морений дуб.

У деяких випадках важливо знати ударну твердість. Її визначають, скидаючи на зразок сталеву кульку діаметром 25 мм з висоти 500 мм. Потім відносять енергію кульки, з якою він падає на поверхню зразка, до площі відбитка і виражають ударну твердість в Дж/см 2 .

Здатність деревини утримувати кріплення.

Немає такої людини, яка не знала б про унікальної здібностідеревини утримувати кріплення - цвяхи, шу-рупи, скоби, милиці і т.д. Ця здатність пояснюється тими процесами, які відбуваються в деревині при забиванні цвяха або ввинчуванні шурупа. Деревина в зоні кріплення зазнає пружні та пластичні деформації аж до місцевого руйнування. Пружні деформації і створюють тиск на поверхню цвяха (шурупа), що викликає силу тертя, що утримує кріплення деталі. Методика визначення опору висмикування кріплень розроблена ЦНИИМОДом. І за цією методикою досліджено основні комерційні породи. Це робиться таким чином.

УДАРНА ТВЕРДІСТЬ РАДІАЛЬНОЇ ПОВЕРХНІ ДЕРЕВИНИ ДЕЯКИХ ПОРОД

Як зразок використовується брусок перетином 50x50 мм і довжиною 150 мм. Для випробувань застосовуються цвяхи діаметром 2 мм та шурупи діаметром 4 мм, довжина їх має бути не менше 50 мм. Цвяхи забивають (вдавлюють) на глибину 30 мм ±1. Шурупи вгвинчують у попередньо висвердлений отвір глибиною 16 мм на глибину 20 мм ±1. Висмикування цвяхів або шурупів проводять за допомогою спеціального пристрою. Швидкість висмикування намагаються тримати постійною, так щоб цвях був витягнутий епротягом 3 хвилин. При цьому фіксується максимальне зусилля, яке відносять до глибини забивання і визначають питомий опір висмикування кріплень. Природно, що для витримування шурупів потрібні більші зусилля, ніж для цвяхів, тому що тут до сили тертя приєднується сила, яку треба прикласти, щоб подолати опір волокон деревини перерізання і розриву. Для висмикування шу-рупів однакового з цвяхами діаметра, але вдвічі меншої довжини, знадобиться вдвічі більше зусилля.

Опір висмикування цвяхів в першу чергу залежить від напрямку. Якщо забивати цвях у торець зразка (вздовж волокон), то зусилля для його висмикування буде на 10-50% менше, ніж для випадку, коли цвях забивають поперек волокон. Різниця між радіальної і тангенціальної поверхнями практично непомітна.

Природно, що цей показник впливає вологість деревини. У вологу деревину і забивати, і висмикувати цвях легше, ніж у суху. Забитий у суху деревину цвях буде тримати надійніше, ніж той, який забитий у сиру. Це пояснюється тим, що пружні деформації при висиханні деревини частково переходять у заморожені, і залишкові напруги та сили тертя, що утримують цвях, зменшуються.

Чим вище щільність деревини, тим більші зусилля потрібні для забивання і висмикування кріплень. Так,
щоб витягнути цвях, забитий в зразок граба (щільність 730кг/м 5), знадобиться зусилля приблизно в 4 рази більше, ніж для цвяха, забитого в сосновий зразок (щільність 440 кг/м ").

травень-червень 2003 року ДЕРЕВО. RU

За своєю природою різні видидерева мають різну твердість. Для виміру твердості паркету користуються методом Брінелля.

Для цього сталеву кульку діаметром 10 мм вдавлюють у поверхню з певною силою та тривалістю. Потім вимірюють вм'ятину, що утворилася, і розраховують величину твердості по Брінеллю. Чим твердіше дерево, тим вище цей показник.

Ятоба – 7,0

Мербау – 4,9

Канадський Клен – 4,8

Рожеве дерево – 4,4

Ясен - 4,0

Вишня – 3,6

Американський Горіх - 3,4

Європейський Клен – 3,0

Береза ​​– 2,6

Дуб- здавна славиться своєю міцністю та витривалістю. Він не поступається іншим деревам за твердістю. Паркет із дуба підтримує характер обстановки. Така стать з роками стає тільки кращою. Дуб - дерево жовте - коричневого кольоруз оригінальним малюнком. Дубова підлога від Керс - чудова, сучасна версія традиційного паркетного покриття. Дуб ідеально вписується в більшість інтер'єрів, і пережив усі зміни та коливання у моді. Дубовий паркетвикликає почуття надійності та розслаблення, і при цьому він незначно реагує на коливання вологості в повітрі.

Береза- Старий об'єкт поклоніння романтиків природи та джерело натхнення для поетів та трубадурів. Це світле, медового кольору дерево з атласним відливом зернистої структури. Сучки роблять Березу привабливою та природною. Березова підлога - підлога, яка говорить за себе своєю чудовою здатністю виділяти і робити яскравішим все, що його оточує. Береза ​​- досить м'який тип деревини, проте досить зносостійкий.

Вишня- Американська вишня має світло-червоний відтінок, зернисту структуру. Це дерево - один із наймодніших матеріалів. Паркет з Вишні дає кімнаті теплий та ексклюзивний вигляд. Вишня підходить для великого простору. Привабливий червоно-коричневий колір вишні стимулює естетику. Вишня за твердістю практично не поступається дубові.

Клен- багато років вважався красивим деревом. Канадський твердий клен - найтвердіший і найміцніший з усіх кленових. Кленова підлога дуже світла, коли вона щойно покладена, і поступово дозріває до приємного медового кольору. Сьогодні Керс пропонує два типи підлог: Канадський Твердий Клен та його європейський «брат», який має світліший відтінок і м'якшу деревину.

Мербау- паркет із червоного дерева. Цей тип має дуже високу зносостійкість і твердість, чим пояснюється його використання в англійських пабах. Оригінальна лакова обробка фірми Керс забезпечить Вашому будинку особливу вишуканість та затишок. Паркет із мербау виглядає дуже елегантно.

Горіх- Виростає повсюдно. Основні регіони: Південна Європа, Азія, Америка.

Заболонь світла, зріла деревина- коричнево-сіра, з темнішими вкрапленнями. Залежно від клімату та ґрунту колір та структура деревини значно змінюються, проте вона завжди дуже декоративна і давно і широко застосовується для обробки інтер'єрів та виготовлення меблів.

Бук- це світле, рівне деревозі світло-червоним відтінком. Структура бука спокійна, ледве вловима. Бук характеризується підвищеною зносостійкістю та твердістю у поєднанні з його світлими тонами. Буковий паркет справляє враження м'якості та підкреслює гармонію в кімнаті. Цей паркет скромний, мовчазний та підходить кімнатам. Де увага звернена на меблі та стіни.

Червоний Дуб- ця порода дерева прийшла до нас із Америки. Це розкішна інтерпретація дуба з більш відвертою, трохи червоною фактурою. Такий паркет надасть Вашому інтер'єру шарму і краси і, при цьому, ідеально поєднується з іншими виробами з дуба.

Ясень- Вважається королівським деревом. Він відомий як твердий та пружний тип деревини. Ясен має веселу та красиву структуру від світло-жовтого до червоно-коричневого кольору. Ясенева підлога має відмінну фактуру, яка привабливим та стриманим чином поєднується з класичним. паркетним візерунком. Підлога з ясена дуже функціональна і фактично твердіша, ніж дубова. Ясен забезпечує відчуття світла та простору. Він міцний, еластичний та міцний.

Ярра- австралійський евкаліпт, темно-червоного кольору деревина. Цей паркет з Австралії є одним із найтвердіших продуктів в асортименті фірми. Він спеціально розроблявся для людей із оригінальним баченням світу. Паркет із Ярри виглядає ексклюзивно та елегантно.

Ятоба- Виростає в тропічній Центральній та Південній Америцівід Мексики до басейну Амазонки. Заболонь сірувато-біла, відносно широка. Зріла деревина має дуже красиві та декоративні тонивід оранжево-коричневого до фіолетового та темно-коричневого.

Деревина важка, міцна, тверда і відносно еластична. Вона важко обробляється, але шліфується та полірується майже до дзеркального блиску. При шліфуванні в окремих випадках може з'являтися фарбування пор деревини від майже білого до жовто-лимонного.