С глубокой древности древесина была основным материалом для строительства и обогрева. Огромные площади лесов давали возможность выбрать из широкого разнообразия пород дерева подходящую для определенного вида использования. Сегодня древесина тоже является самым популярным материалом для использования в разных отраслях промышленности. Без нее не обходится столярное производство, постройка брусовых домов, возведение кровли, постилка полов, изготовление резных скульптур и предметов интерьера.
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.
Физические характеристики древесины
Как и любой строительный материал древесина обладает рядом физических свойств:
Плотность измеряется в г/см3и зависит от породы древесины и ее влажности. Чем выше этот показатель, тем прочнее и тяжелее материал, он более долговечен и менее подвержен гниению.
Самой плотной считается древесина дуба, ясеня, клена и лиственницы, а наименьше плотностью обладают осина, ель и пихта.Влажность древесины говорит о степени ее качества и долговечности. Комнатно-сухая имеет 8 – 12% влаги, воздушно-сухая от 12 до 18%, а атмосферно-сухая 18 – 23%. Если же влажность еще больше, то такую древесину называют сырой.Звукопроводность и теплопроводность важные качества.
Качественная сухая древесина прекрасно удерживает тепло и звук в поперечном направлении. Вдоль волокон теплопроводность снижена, а вот звук вдоль ствола распространяется прекрасно. Это даже является показателем качества и сухости.Стойкость к коррозии, которая выше у хвойной древесины, благодаря наличию в ней смолы.Текстура, цвет, запах и блеск позволяют определить породу древесины и определяют ее декоративнуюценность.
Все перечисленные физические свойства очень важны для использования той или иной породы деревьев.
Свойства древесины различных пород
Структура древесины и толщина ее слоев определяет ее основные свойства.
Свойства древесины зависят от ее структуры и толщины слоев. Структура древесины и толщина ее слоев определяют ее основные физические и механические свойства. Так, самая прочная древесина, обладающая устойчивостью к повреждениям и долговечностью, находится в слоях позднего формирования, называемых заболонью. Это утверждение не относится к лиственнице, у которой ядро вдвое прочнее заболони. Строителям домов из оцилиндрованных бревен нужно знать об этом свойстве, выбирая вид дерева, так как в процессе обработки бревен на станке самая прочная внешняя часть срезается, а оставляется внутренняя, более мягкая часть. Именно неправильный выбор древесины в строительстве может испортить работу и в разы снизить срок эксплуатации объекта.
Существует две основные группы древесных пород: хвойные и лиственные. Рассмотрим характеристики некоторых из них.
Самые известные отечественные хвойные – сосна, кедр, и ель. Очень популярна и легкодоступна древесина сосны. Она имеет ровный ствол, что удобно для распила. Также она имеет большую плотность и прочность, пропитана смолой, которая оберегает ее от загнивания. Из сосны в основном режут доски. Она легко пилится в свежесрубленном состоянии, а при высыхании колется и затрудняет обработку. Сосна является сырьем для получения целлюлозы, кормовых дрожжей. Из нее изготовляют древесноволокнистые плиты, добывают лечебную живицу и биологически-активные вещества.
Кедр по качеству совсем немного слабее сосны. Но он более устойчивый к гниению и не раскалывается при высыхании. Текстура очень нежная, молодая – розовая, поздняя – розово-желтая, незаменима при производстве резных изделий. Из кедровых орешков добывают ценное кедровое масло, скипидар, изготовляют лечебные бальзамы.
Лиственница является эталоном прочности среди хвойных пород. Это отличный материал для строительства. Лиственница втрое прочнее сосны. Из нее делают полы, мебель, шпон. Лиственница очень стойка против гниения. В Сибири из лиственницы сооружают срубы (дома из бревен), устойчивые к неблагоприятным погодным условиям, которые сохраняются многие десятилетия. Текстура лиственницы привлекательна, цвет буроватый, очень хорошо выглядит в лакировании и хорошо поддается обработке.
В лиственных породах первенство по ценности и качеству материала занимает дуб. Дубовый материал прочнее и плотнее сосны, устойчивее от сосны к загниванию. Имеет привлекательную текстуру, хорошую колкость. Поддается самой сложной обработке. Из дуба изготовляют прочный и надежный паркет, оконные рамы и двери. После покраски и полировки приобретает неповторимую красоту. Большой ценностью пользуется мореный дуб – дерево, долгий период находившееся в воде, имеющее темно-зеленый, почти черный цвет. Он также имеет много дубильно-экстрактивных веществ, используемых в медицине для лечения и профилактики различных воспалительных заболеваний, а также для выделки межа и кожи.
Из березовой древесины, обладающей белым цветом, изготавливают в основном мелкие предметы. Она очень легко обрабатывается в сыром виде, но при высыхании обычно коробится. Морение и полировка придают березе особой красоты.
Рябина – высокопрочный и огнестойкий рабочий материал. Из рябиновой заболони мастера изготовляют рукоятки для молотков и топоров, табуретки, лавки и другие бытовые прочные предметы.
Осина легко обрабатывается, у нее белая, или чуть зеленоватая древесина. По уровню прочности почти как дуб. Из древесины осины производят спички, игрушки и всевозможные нужные мелочи.
Липа – хороший материал для декоративного промысла. Чертежные и школьные доски, офисная мебель, парты и даже карандаши изготавливают из липового дерева. Липовая древесина розовато-белая, очень мягкая, устойчива к растрескиванию, деформации. Очень легко обрабатывается.
Груша – очень прочный и надежный материал для обработки и полировки, но при неаккуратной обработке колется. Грушу часто используют как подделку красного дерева. Имеет тяжелую структуру. Из груши изготовляют различные мелкие приборы, так как она не деформируется при высыхании.
Древесина яблони имеет оригинальную желто-розовую расцветку. Используется только в сухом состоянии, так как в противном случае очень коробится. Из яблони получаются добротные столярные изделия, из нее производят деревянную часть музыкальных инструментов, разные мелкие сувениры.
Ясень – строением похож на дуб, но немного светлее. Устойчив к ударным нагрузкам, гибкий, не расщепляется. Эти качества сделали его незаменимым в изготовлении хоккейных клюшек и теннисных ракеток.
Орех грецкий – очень прочный и надежный материал. На нем чаще останавливают выбор при изготовлении мебели. Это объясняется красивым узором текстуры. Из ореха изготавливают фанеру, деревянные компоненты охотничьих инструментов, резные отделочные компоненты для мебели. Должного внимания заслуживает древесина старого ореха, обладающая неповторимой красотой.
Обработка
Березовая древесина хотя и плотная, но она прекрасно обрабатывается любым инструментом, как ручным, так и механизированным. Обработка на строгальных станках, ручными фрезерами, точение на токарных станках позволяет получать чистые поверхности высокого класса чистоты. При этом вероятность образования сколов на изделиях очень низкая, а при определенных навыках сведена к нулю.
Резание стамесками или ножами как вдоль волокон, так и поперек, позволяет получать очень чистые срезы. Главное условие для этого — острый инструмент. По этим характеристикам березовая древесина превосходит даже липовую.
Благодаря тому, что береза очень мелкопористая и плотная она хорошо поддается шлифовальным операциям. Получаемые при этом поверхности очень гладкие, имеет шелковистый мягкий блеск.
Обработанная поверхность древесины берёзы
Процесс склейки заготовок из березовой древесины не вызывает трудностей, клей крепко сцепляется с древесиной, образуя прочные соединения.
Протравы и морилки отлично окрашивают древесину, при этом легко получается имитация под красное дерево или орех. Лаковые покрытия, политуры легко ложатся на березовую древесину, образуя качественные внешние покрытия.
Ценные породы древесины
Ценные породы имеют более широкое предназначение, чем обыкновенные. Они обладают интересной, красивой фактурой, имеют широкую цветовую гамму, оригинальный узор, высокую плотность. Цветовая гамма древесины используется дизайнерами-строителями для создания декоративных предметов интерьера. Ценные породы намного дороже строительных пород из-за перечисленных художественных качеств.
Редкой и ценной породой дерева является самшит, обладающий приятным, желто-серым цветом древесины. Он имеет большую прочность, которую можно сравнить с прочностью кости. Из самшита изготовляют деревянные части музыкальных инструментов, гравировальные доски, резные изделия, пуговицы. Гравировка по самшиту получается изящной и ровной, что положительно сказывается на ее качестве.
В далеком XVIII веке в Россию стали завозить древесину из далеких субтропических стран. Пиком моды была мебель, изготовленная из красного дерева махагони, а работы выполняли мастера-краснодеревщики. Такой мебелью были обставлены палаты царских дворцов, а позже и жилища богатой знати. Дерево махагони имеет белую заболонь и контрастное красно-коричневое ядро, что создает очень интересное сочетание и благодатную почву для проявления художественной фантазии мастеров.
Не меньшей популярностью обладало черное эбеновое дерево, имеющее белую заболонь и глянцево-черное ядро. Такие цвета дерева создавали неповторимый художественный контраст, что очень привлекало мастеров-художников, которые мастерили сувениры и всевозможные декоративные изделия. Еще его использовали для производства клавиш для фортепиано, деревянных духовых инструментов, инкрустации. Плотность древесины составляет 1000 кг на 1 куб.м.
К ценным породам относятся также отечественные породы. Это орех, ясень, дуб, ольха, вишня и другие. Список можно продолжить редкими породами деревьев, растущими на отдаленных территориях. Это секвойя, эвкалипт, тис, палисандр и другие.
Все эти породы служат для изготовления предметов интерьера, произведений искусства, дизайнерских украшений, что позволяет наполнить нашу жизнь позитивной энергетикой, положительными эмоциями и чувством умиротворения.
Механические характеристики древесины
Механические свойства различных пород древесины более важны. Ведь именно они влияют на прочность и долговечность строений или изделий из дерева. Механическая прочность – это способность оказывать сопротивление к различным статическим и динамическим воздействиям из вне.
Прочность того или иного материала зависит от направления действия нагрузки. В связи с этим принято различать прочность на скалывание или сдвиг, изгиб и сжатие. Любая древесина имеет большую прочность вдоль волокон нежели поперек них.
Испытание прочности деревянногобруска по направлению нагрузки
Стоит отметить, что влажная древесина становится менее прочной. Это же наблюдается у легкой и рыхлой породы.
Пластичность – эта то свойство, которое позволяет создавать гнутые детали из дерева. Более пластичные породы сохраняют форму, полученную при определенном длительном воздействии.
Влажность и температура очень сильно повышают этот показатель, поэтому для изготовления изогнутых деталей древесинуподвергают воздействию горячей воды или пара. Высокой пластичностью может похвастаться бук, вяз, дуб, ясень. Этого нельзя сказать о хвойных породах, так как структура их волокон слишком прямолинейная.
Твердость древесины – это способность сопротивляться различному внедрению в нее инородных тел. Бывают твердые породы деревьев, такие как: бук, клен, лиственница, дуб, ясень, вяз (самыми твердыми являются самшит и акация) и мягкие, такие как: липа, ольха, ель, сосна. Уровень износостойкости древесины напрямую зависит от ее твердости.
Лиственные твердые породы деревьев
К ним относятся такие деревья, как дуб, клён, береза или ясень. В строительстве их применяют реже. Береза имеет больше прочность на изгиб, по сравнению с сосной (99 МПа). Дополнительно древесина из березы более легкая и устойчивая к различным поражениям. Нередко для изготовления рукояток разнообразных инструментов используют именно березовый брусок. Также он нашел свое применение при строительстве каркасов для мягкой мебели. Березовый пиломатериал отличается светло-белым оттенком.
Древесина из дуба очень плотная (800 кг/м3) и твердая, по сравнению с другими породами. Благодаря таким характеристикам дуб часто используют в сфере промышленности. Дубовая древесина активно используется при создании декоративных элементов интерьера, разнообразных музыкальных инструментов, а также элитной дорогой мебели.
Дубовый пиломатериал отличается разнообразной цветовой гаммой – от темно-коричневых до светлых оттенков. Стоимость такой древесины выше, по сравнению с сосновой, поскольку период роста дуба значительно больше (лесные ресурсы обновляются намного дольше), к тому же он обладает уникальными эксплуатационными характеристиками.
Определение
Лиственные породы древесины произрастают в условиях умеренного климата, со стандартным сезонным чередованием – весна, лето, осень, зима.
Деревья в лиственных лесах достигают высоты 25-30 метров. Преимущественно распространены в северном полушарии планеты (Северная Америка, западная и восточная Европа, восточные регионы Азии), но также встречаются и в южном (Чили, Аргентина).
Лиственные леса могут расти обособленно, а могут входить в состав смешанных лесов.
