Плотность древесины – одна из самых значимых ее физических характеристик, которая во многом определяет пригодность породы к тем или иным работам. Каждый плотник, столяр, токарь и резчик по дереву замечал разницу между липой и ясенем, а также то, как его инструмент справляется с ними. Опытные мастера, только покрутив в руках деревяшку, могут предположить, как она будет гнуться, стоит ли браться за ее обработку ручными резцами и какие нагрузки сможет выдержать получившееся изделие. На все это влияет плотность, но что это за показатель такой, и как он определяется?
Как рассчитывается плотность дерева (кг/м3)
Плотность для любого материала – это соотношение объема и массы, вернее, показатель сколько массы помещается в конкретный объем. В случае с древесиной этот показатель рассчитать не так просто, так как он зависит от структуры дерева.
Древесина – это неоднородный материал, который состоит из пористых волокон. В порах может содержаться вода или воздух, а это уже существенно влияет на вес древесины и ее плотность.
Очевидно, что вода значительно тяжелее дерева, а воздух – наоборот, легче. Поэтому сухое дерево будет значительно легче, а значит менее плотным, чем влажное.
Влажность древесины зависит от многих факторов:
- Влажности воздуха;
- Условий хранения;
- Срока, когда было срублено дерево;
- Структуры волокон самого дерева;
- Возраста дерева;
- Наличие смол в дереве, так как они препятствуют впитыванию влаги;
- Абсорбции древесины, то есть свойства конкретной древесины впитывать влагу.
Так свежесрубленное дерево всегда будет более влажным, чем даже бревно, которое лежало на земле рядом с ним. Перед тем, как поступить в какую-либо обработку дерево проходит специальную сушку.
Но даже после сушки показатель влажности древесины, а значит и плотность может меняться. Поэтому плотность замеряется у сухой древесины.
Различают несколько видов влажности:
- Влажное дерево с показателем влаги более 50% — это все свежесрубленные стволы. Замерять плотность у таких материалов нет смысла.
- Сырое дерево с влажностью в пределах 35-50% будет сырым. Это, как правило, срубленные стволы, которые пролежали некоторое время в естественных условиях.
- Полусухое дерево с насыщенностью влагой в пределах 25-35%. Это материалы, которые содержатся в естественных условиях при сухой погоде под навесом.
- Сухое дерево имеет содержание воды от 12 до 25%. Это древесина, высушенная в помещении или промышленным образом. Она редко деформируется и ее легко транспортировать.
- Абсолютно сухое дерево, показатель влаги в котором менее 12%. Такое дерево высушивается промышленным образом, и именно оно используется для строительства и производства мебели и поделок. Именно у такой древесины замеряется расчетная плотность, которая потом учитывается в любых показателях.
Для определения параметра плотности применяют следующий метод: массу умножают на влажность, это число делят на объем и снова умножают на влажность. Плотность при этом исчисляется в нескольких параметрах:
- Граммах на см в кубе;
- Килограммах на метр в кубе.
Важно! Древесина с высокой абсорбцией всегда будет более плотной, так как после сушки она в любом случае забирает влагу из атмосферы и напитывается ею.
Дуб
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.
На что влияет плотность дерева
Плотность древесины влияет на значительно большее количество факторов, чем это может показаться сначала.
На что влияет плотность древесины:
- Объемный вес материала, что важно для транспортировки и складирования материала, а также для расчета конечного веса изделия. Например, дом из дубового бруса и из березы потребует разного фундамента.
- Теплопроводность. Чем меньше плотность, тем ниже теплопроводность, так как волокна древесины содержат больше воздушной прослойки. Так для обустройства бани важны менее плотные сорта.
- Горючесть материала. Менее плотная древесина горит лучше, так как она содержит больше кислорода внутри себя. Так береза и ель сгорит быстрее, чем дуб или бук.
- Подверженность гниению. Чем плотнее материал – тем меньше в нем будут распространяться бактерии и грибки. Для плотной древесины влажность волокон – это норма. Именно по этой причине часто древесину вымачивают в соленой или дистиллированной воде, из-за чего она становится более стойкой.
- Стабильность. Более плотный материал стабилен при изменениях влажности воздуха – он не раздувается при повышении влажности и не трескается при резком снижении.
- Возможность обработки. Более плотная древесина сложнее подвергается резьбе.
Плотность древесины поможет сделать верный выбор породы для определенных целей. Например, разгрузочные работы имеют разную стоимость в зависимости от сорта дерева, что обусловлено плотностью и весом. Стоимость создания резных изделий также зависит от сорта и плотности материала.
Какие дрова самые лучшие для топки?
Самыми оптимальными по характеристике теплотворности считаются дубовые дрова, за ними идут березовые, осиновые и сосновые.
- Дуб содержит мало смол, но выделяет много угарного газа. Терпкий аромат горящих дубовых поленьев тонизирует организм.
- Березовые дрова горят долго, ровно, но имеют много смолистых веществ и откладывают сажу в дымоходе.
- Хвойные породы также используют реже из-за высокого содержания смолы.
- Использовать дрова из тополя не рекомендуется, так как он выделяет неприятный горький запах и дает мало тепла.
Лучше всего использовать дрова лиственных пород дерева, удельный вес которых высокий. Желательно, чтобы дрова были сухие, а не свежеспиленные. Напомним, что покупая влажные дрова, вы платите больше за вес, но получаете меньше тепла.
Виды плотности древесины
Все породы дерева условно делятся на три основные группы по своей плотности. При этом учитываются различные сорта видов деревьев и структуру их волокон.
Плотность древесины зачастую влияет и на ее ценность. Более высокую цену имеют плотные породы, как наиболее долговечные. Но при этом и среди недорогих материалов можно подобрать себе подходящий вариант с учетом его свойств в быту.
Малая
Малой плотностью обладают прежде всего те деревья, которые очень быстро растут и неприхотливы к почвам. Малая плотность древесины составляет от 300 до 540 кг на куб. метр. В эту группу входят такие сорта деревьев:
- Ель – 400-500
- Сосна – 400-500
- Ольха – 380 — 500
- Орех – 450 — 600
- Ива – 460
- Липа – 320- 560
- Пихта – 390 — 430
Часто невысокой плотностью обладают сорта, которые растут в северных широтах.
Средняя
Этот вид древесины обладает золотой серединой. Такой материал не слишком тяжелый, но и не слишком нежный. Он обладает низкой теплопроводностью, хорошо обрабатывается и при этом не сильно горит.
К этой группе относятся деревья, обладающие плотностью в пределах 540 – 750 кг на метр кубический:
- Береза – 600
- Бук — 700
- Вяз – 670-710
- Каштан — 560
- Кедр – 580 – 770
- Кипарис – 600
- Ясень – 660-700
Как видно, некоторые виды деревьев могут иметь разную плотность, в зависимости от сорта.
Высокая
Высокой плотностью древесины обычно обладают виды деревьев, которые произрастают в южных широтах. Деревья с высокой плотностью оболони и ядра обычно растут очень долго, из-за чего считаются весьма ценными. Их плотность – выше 740 кг на метр кубический.
К таким видам древесины относятся:
- Акция – 830
- Бамбук – 870
- Венге – 900
- Граб — 820
- Дуб – 900
- Лиственница – 950 — 1020
- Олива – 900
- Сандал — 900
- Слива – 800
- Эбеновое дерево — 1100
Зная стандартную плотность древесины, можно выбрать необходимую породу для строительства, создания мебели, отделки разных помещений, в том числе и влажных.
При этом удастся не переплачивать как за само дерево, так и за его транспортировку, разгрузку или обработку.
