Технологические, физические и механические свойства древесины

Обработка

Для столярных работ стараются использовать не смолистую сосновую древесину. Обработка древесины с высоким содержанием смолистых веществ трудна, так как инструмент забивается смолой. На него налипают смолистые древесных отходы и мешают в работе. Шлифовать такую древесину проблематично, шлифовальная бумага сразу же забивается смолистою пылью.

Сосновая древесина с низким содержанием смолистых веществ легко обрабатывается ручным и механизированным инструментом. Строгание вдоль волокон не вызывает трудностей, а вот резание поперек волокон неудовлетворительное, получить чистый торцевой срез трудно. Древесина очень хорошо поддается операциям шлифовки, поверхность по качеству лучше, чем у дуба или ясеня.

Поддается окраске морилками и протравами, но иногда смола оказывает отрицательное воздействие на такие операции. Легко окрашивается лаками и красками, но древесина имеет высокую влагопроницаемость, что приводит к повышенному расходу таких материалов.

Что такое плотность материала

Определяется значение по классической формуле P = m/V, где m — масса, а V — объем. Плотность дерева принято указывать в кг/м3, либо в г/см3. Для кругляка применяется специальный коэффициент, с учетом неровности поверхности и правильности диаметра. На практике чаще приходится сталкиваться с уже обработанными пиломатериалами, у которых правильная геометрия профиля. Так плотность бруса несложно рассчитать, вспомним школьные уроки геометрии. Длина умножается на сумму сторон сечения. Взвесив заготовку, узнается ее вес. Более точное значение получится при замерах бруса в штабелях, упакованных пачках.

Технические и эксплуатационные возможности древесины абаша

У древесины абаши уникальные технические характеристики:

• плотность до 420 кг/м3;
• выдерживает нагрузку при сжатии до 280 кг/см2;
• на изгибах выдерживает нагрузку до 528 кг/см2.

После термической обработки при температуре 230 °C древесина меняет цвет и не гниёт.

Сушка

«Африканский клён» очень критичный к условиям сушки, но при этом сохнет быстро. Если проводят сушку без хорошей циркуляции воздушного потока, то заготовки поражает патогенная микрофлора. Перед сушкой древесину выдерживают не менее двух суток.

У спиленного дерева присутствует специфический запах, но в процессе сушки он пропадает.

Высушенная древесина приобретает новые качества:

• Устойчивость к прямому контакту с паром и водой.
• Малый вес. Для сравнения: сухой кубический метр абаши весит не более 420 кг, тогда как у древесины из дуба вес 700 кг.

Сортность

Древесина абаши отличается высокой сортностью. Изготовленные из неё изделия не имеют сучков и дефектов. У них однородная текстура и цвет, поэтому они выглядят очень привлекательно.

Все изделия из абаши относят к экстра классу. Лиственница, кедр и ольха при отделочных работах полностью сочетаются с древесиной «африканского клёна».

Плотность и эксплуатационные характеристики

О том, что именно может повлиять на степень рыхлости сосны, поговорим чуть позже. Для начала же давайте разберемся с тем, как конкретно эксплуатационные характеристики пиломатериалов зависят от их плотности. Влияют особенности структуры древесины на ее рабочие характеристики следующим образом:

• Чем выше этот показатель, тем меньшей теплопроводностью отличается древесина.
• У пиломатериалов небольшой плотности и прочность ниже. Но при этом во время усушки они гораздо меньше растрескиваются.
• Чем плотнее сосна, тем больше в ней содержится смолы. Следовательно, тяжелая древесина лучше сопротивляется влаге.
• Чем плотнее сосновый материал, тем легче он обрабатывается.

От чего может зависеть степень рыхлости

Итак, у разных групп сосновых пиломатериалов плотность может быть неодинаковой. От чего же конкретно зависит этот показатель? Прежде всего, от влажности досок и бревен. Именно качество просушки — основной параметр, указывающий на степень рыхлости любой древесины, в том числе и такой, как сосна. Плотность ГОСТ у пиломатериалов не регулирует. Определяют степень пригодности сосны для выполнения строительных и столярных работ именно по ее влажности. Согласно нормативам, этот показатель не должен превышать 10-12 %. При этом степень влажности свежесрубленного дерева зависит в основном от места его произрастания. Древесина сосны, выращенной в низине, будет более сырой и менее рыхлой, а следовательно, сушить ее придется дольше.

Зависит такой показатель, как плотность, также и от конкретной породы. Наиболее прочными и тяжелыми разновидностями являются обыкновенная и карельская сосна. Плотность у древесины этих пород высокая, так как она отличается мелкослойностью.

Еще один фактор, оказывающий влияние на плотность пиломатериала, — это возраст срубленного дерева. Так, к примеру, древесина, привезенная из Сибири, обычно тяжелее заготовленной в европейской части. Дело в том, что в этом регионе под вырубку идут в основном очень старые деревья.

Особенности конструкции из древесины

Для строительства дач, коттеджей, а также частных домов используется стандартный брус с толщиной 100-150 миллиметров. Брус изготавливают из хвойных пород, которые имеют оптимальное соотношение теплопроводности и стоимости. Толщина стены из хвойного дерева должна быть около 45 сантиметров для снижения проводимости, а брус имеет толщину около 15 см. В чем же дело? Сегодня в строительстве не используется только один материал, ведь это не выгодно.

Полезная таблица для тех, кто собирается возводить постройки из древесины.

Более рационально делать относительно тонкие стены с утеплением. Особенно оно требуется в холодных регионах, где температура -20°C является обычным делом. Помимо подходящего для частных домов показателя теплопроводности, древесина обладает и другими полезными свойствами, которых нет у бетона, кирпича:

• Обрабатываемость;
• Упругость;
• Износостойкость.

Характеристики и свойства

Влияние климата

Обратите внимание, что теплый влажный климат будет способствовать увеличению межкольцевого расстояния, а это приводит к рыхлости дереву в целом – тепловая емкость и прочность такого бруса будет куда меньше, чем у пород с малым расстоянием между годовыми кольцами, а усадка куда выше. У деревьев из средней полосы склонность к растрескиванию более высокая, чем у северных пород

Кстати, древесина устойчива к нападению насекомых, а также к поражению грибком и гниению. Годичные кольца ярко выражены. Древесина обладает устойчивостью к деформации, прекрасно удерживает крепления (шурупы или гвозди). В столярном деле работать с сосной приятно, удобно, так как она прекрасно поддается резке, обработке фуганком/рубанком и ее несложно склеивать.

Ее часто используют для строительства домов, внутренней и внешней отделки, а также в создании лестниц, дверей, окон и опорных столбов. Кроме того, такую древесину часто используют для изготовления игрушек. Кроме того, из сосны делают контейнеры, бочки, ящики и прочие емкости, делают предметы мебели.

Даже после сушки древесина остается тяжелой, и все из-за того, что для возможности использования сосны в работе подходит древесина, у которой после усушки остается влажность больше, чем 10%. Средняя плотность при этом больше 0,5 тон/м3.

Влажность

Заболонь растущего дерева имеет высокую влажность, доходящую до 120%. Ядро имеет более низкую влажность (в 2,5-3 раза меньше влажности заболони) и практически не меняется по высоте дерева.

В разное время значение и влажность древесины различная. Утром показатель влажности выше на 25-30% по сравнению со средней и достигает максимума. В течение этот показатель постепенно понижается до минимального (на 30-35% ниже среднего уровня). В вечерние и ночные часы наблюдается увеличение влажности.

Плотность

Древесина хвойный пород деревьев, в том числе и у сосны, имеет невысокую плотность. Средняя плотность сосновой древесины (при влажности 12%) колеблется от 500 до 520 кг/куб.м. Пределы плотности находятся в диапазоне от 350 до 800 кг/куб.м.

Проницаемость

Для древесины сосны характерны большие значения влагопроницаемости и воздухопроницаемости. Определение значений этих показателей производят путем созданием на одной стороне образца избыточного давления в 0,1 МПа. Для ядра это значение составляет 2,6 куб.мм/кв.см/с, для заболони — 56,2 куб.мм/кв.см/с. Можно отметить, что аналогичный показатель для дубовой древесины не превышает 0,13 куб.мм/кв.см/с.

Имея такие высокие показатели влагопроницаемости сосна легко пропитывается различными антисептиками и защитными составами.

Тепловые свойства

По своим теплопроводным характеристикам древесина сосны значительно превышает металлы (в частности, алюминий) и незначительно — поливинилхлорид. Вот почему окна, изготовленные из сосны, по своим показателям превосходят окна из алюминиевого профиля.

Какой материал лучше?

Каждый вид древесины имеет свои особенности и преимущества. Хвойные пиломатериалы чаще используются для создания несущих конструкций и отделки зданий из-за своей долговечности и прочности. Лучше всего для этого использовать лиственницу.

Лиственные пиломатериалы больше подвержены гниению из-за отсутствия смол, но их разнообразие текстур несколько выше. Их чаще используют для внутренней отделки здания, где выбор материала зависит от его цвета и текстуры.

Выбор древесины зависит и от финансовых возможностей. Долговечные и надежные вида дерева, как дуб, стоят дорого, но экономить на пиломатериалах не рекомендуется.

Плотность дерева при температуре 20 °С

Приведена таблица плотности дерева различных пород при температуре 20°С. Плотности дерева в таблице дана в размерности 103·кг/м3, то есть в тоннах на метр кубический.

Указана плотность следующих пород: дерево сухое, атласное, пробковое дерево, бальза, бамбук, бук, береза, вишня, гикори, груша, дуб, ель канадская, железное (бакаут), ива, камедное, кедр, кизил, клен, красное (Гондурас, Испания), липа, лиственница, можжевельник, ольха, орех, осина, остролист, пихта, платан, рожковое, самшит, сандаловое, слива, сосна (белая, обыкновенная), тик (индийский, африканский), тополь, эбеновое дерево (черное), эльм, яблоня, ясень.

Плотность сухого дерева в таблице указана в некотором диапазоне, она зависит от породы и места вырубки. Например, плотность сосны имеет диапазон от 370 до 600 кг/м3; плотность дуба равна 600…900 кг/м3; плотность ели 480-700 кг/м3; плотность березы 510…770 кг/м3. Следует отметить, что плотность дерева хвойных пород имеет величину соотносимую с древесиной лиственных пород.

По данным таблицы видно, что при нормальных условиях самой минимальной плотностью обладает пробковое дерево (бальза), плотность которого равна 110…140 кг/м3, а деревом с высокой плотностью является железное дерево (бакаут) и эбеновое дерево (черное). Плотность этого дерева равна 1110…1330 кг/м3, что даже больше плотности воды.

Отчего зависит плотность

Структура древесного волокна у представленных на рынке пород разнообразна. Для пиломатериалов, сделанные из одинаковых видов леса допускают расхождения по плотности. Зависит это от следующих факторов:

• Влажность. Способность впитывать воду в различной степени способны все породы древесины. Некоторые виды волокна в сыром виде практически удваивают массу, относительно сухого материала. Соответственно и плотность такого дерева возрастает;
• Место произрастания. Имеет значение климатическая зона, особенности грунта, количество и качество естественного освещения;
• В пределах одного вида различают отдельные подвиды, изменяющие свои характеристики вследствие природных факторов. Различия не превышают нескольких процентов по плотности при одинаковой влажности.

Главной причиной увеличения плотности является влажность. По этой причине сырая древесина менее ценна и обходится дешевле. Естественная сушка — длительная процедура, не менее года в сухом теплом помещении. В промышленных масштабах столько времени тратить на эту операцию нерентабельно, поэтому повсеместно используют принудительную процедуру удаления излишней влаги. В сушильных камерах различных конструкций время сокращается в десятки раз. Базовым показателем влажности принято считать значение 12%. Такой материал относят к сухому лесу. Превышение указанного порога автоматически делает пиломатериал влажным.

Формула плотности

Каким же образом определяется степень рыхлости такого пиломатериала, как сосна? Плотность этой древесины, точно так же, как и любой другой, вычисляется путем деления массы бревна или доски на их объем. То есть формула выглядит таким образом: p=m/v. По плотности вся древесина делится на три большие группы:

• малоплотная (p < 0,5) :
• средней плотности (0,5<р<0,7) ;
• плотная (р>0,7).

Довольно-таки высокая степень рыхлости — это то, чем характеризуется такая порода древесины, как сосна. Плотность пиломатериалов этой разновидности меньше 0,5, следовательно, относятся они к первой группе.

Что такое плотность древесины?

Древесиной высокой плотности называют породы, структура волокон которых тесно сжата – то есть концентрация древесных клеток на квадратный сантиметр бруска выше, чем у менее плотной породы. Плотная древесина, как забитый людьми автобус – сопротивляется любому движению внутри, поэтому с ней сложнее работать. Чтобы прогнозировать податливость деревяшки до того, как она сточит под корень режущую кромку инструмента, нужно уметь определять ее плотность.

Некоторые бруски, вопреки привычным представлениям о древесине, стремительно тонут в воде. Кстати, это один из способов определения плотности — погружение в воду, но мы не советуем этим увлекаться, так как есть и менее радикальные методы. Все-таки, дерево не очень любит влажность.

На уроках физики нам рассказывали, что плотность – это соотношение массы тела к его объему. Если взвесить деревянный брусок, и получившееся значение разделить на перемноженные между собой величины его сторон, мы узнаем его плотность. Получается, что, сделав тоже самое с идентичным по размеру бруском другой породы, мы определим, какое дерево плотнее. Но не все так просто.

Древесина – крайне неоднородный материал. Она состоит из волокон древесного вещества и сети пустот разных размеров, которые формируются под влиянием множества факторов. По этим пустотам, как по каналам, разносятся вода и минералы, впитываемые корнями из земли.

Присмотритесь к этому торцевому сечению дуба — годичные кольца идут волнами и на разном расстоянии друг от друга, поры то тут, то там срастаются в сплошную линию, да еще и сердцевинные лучи идут с нарушенной геометрией. Очевидно, что это неоднородная масса:

В зависимости от условий, которые оказывали воздействие в момент нарастания волокон, даже находящиеся рядом части одного дерева могут быть в разной мере испещрены проводящими каналами. В сухой древесине они более или менее опустошены либо наполнены неиспаряемыми маслами, поэтому чем их больше, тем меньше масса бруска, а значит, тем меньше его плотность. Отличия могут быть значительными даже у образцов из одного дерева, что уж говорить о разных деревьях одной породы, которые росли в разных условиях? Эталона не существует, поэтому показатели довольно приблизительны и могут заметно варьироваться.

Раз уж мы упомянули сухую древесину, следует оговориться, что мы рассматриваем только материал, высушенный до влажности около 12%, чтобы не учитывать воду, которой все равно не останется в заготовке, пригодной к работе.

Итак, чем меньше в древесине пор в соотношении с древесным веществом, тем большую она имеет плотность. Хоть в мербау, например, пористость с торцевой стороны можно увидеть невооруженным глазом, а липа на первый взгляд кажется однородной, волокна первой породы туго стянуты друг с другом, в то время как структура липы рыхлая, с большим количеством воздуха в крошечных зазорах. Поэтому плотность не всегда определяется визуально, и она зависит не только от количества пор, но и от связки волокон между собой.

Слева на фото торцевой срез липы, справа — мербау. Хоть величина каналов у мербау значительно больше, липа полностью усыпана ими, что снижает ее плотность. К тому же, в порах мербау попадаются следы кремнезема и масел, которые увеличивают ее вес и, соответственно, удельную плотность:

Хвойные растения в ландшафте сада

Универсальность хвойных растений дает возможность использовать их во многих ландшафтных композициях. Размеры дачного участка не являются для этого преградой, так как на маленькой территории высаживаются компактные формы хвойных пород, которые в определенных ситуациях смотрятся более выигрышно в сравнении с крупномерами. Они высаживаются в японских мини-садиках, на альпийских горках, а также в качестве горшечных растений в мобильном озеленении мощеных двориков, патио, террас.

Так как большинство хвойных растений медленно растут, они являются прекрасным материалом для создания вечнозеленых изгородей. Саженцы одного вида формируют одинаковую крону, благодаря чему стричь «колючую» живую ограду намного проще, чем лиственные кустарники. Кроме этого, туи и можжевельники используются в топиарном искусстве: из них получаются геометрические фигуры идеальной формы: шар, куб, конус, пирамида, колонна.

Топиарная стрижка туи

Миксбордеры с хвойной растительностью привлекательны летом, в демисезонье и зимой. Карликовые ели и сосны высаживаются в центре композиции, как акцентирующие детали, а стелющиеся формы можжевельников используются для заполнения свободного пространства между розами, гортензией и другими красивоцветущими кустарниками.

Среднерослые хвойные применяются при создании фона для красочных миксбордеров и других видов цветников. Посаженные вдоль границы участка, они формируют живописную свободно растущую изгородь высокой плотности, через которую не только невозможно что-либо разглядеть, но даже трудно пробраться, не поранившись.

Что важно знать о хвойных композициях в ландшафтном дизайне

Полноценно композиция воспринимается на расстоянии, соответствующем двум ее высотам. Участок до хвойника засаживается газоном, на фоне которого многие вечнозеленые деревья и кустарники смотрятся ярко, контрастно, не сливаясь с окружающей флорой.

Принципы ландшафтного дизайна из хвойных:

• Контрастность формы и цвета помогает получить интересные визуальные эффекты. Пирамидальные хорошо смотрятся в комбинации с шаровидными. В группе рекомендуется использовать растения с разным цветом листьев, хвои. В ансамбле из 3 элементов – 2 оттенка, из 5 составляющих – 3.
• Симметричность композиций придаст территории более декоративный вид, асимметрия – гармоничность и естественность.

Варианты стрижки вечнозеленыхИсточник yandex.ru

При планировании многоэлементного объекта следует учесть размер взрослого дерева. Если для декоративной группы выбрано место в центральных зонах участка, а не у забора, значит, ее можно будет рассматривать со всех сторон. В центре сажают самые высокие деревья, около них – те, что пониже, и в последующих рядах высота растений должна уменьшаться. Таким образом все компоненты группы будут дополнять, а не закрывать друг друга.

Разные виды хвойных деревьевИсточник sravniprofi.ru

Если у центрального элемента хвоя серебристого оттенка, рядом лучше разместить дерево или кустарник с яркой темной листвой или хвоей. Сезонная яркая растительность добавит цвет.

Грамотное обустройство ландшафта с вечнозеленой хвоей

Дизайн придомовой территории – искусство, основанное на особых правилах. Принципы построения ландшафтных композиций сообразуются с законами природы, что позволяет создать гармоничное пространство. При разработке элементов ландшафта следует выбрать:

центр композиции – основной акцент, который будет притягивать к себе внимание;
второстепенные компоненты, подчиненные центру.

Например, композиционным фокусом может служить пруд, альпийская горка, декоративный водопад. Остальные составляющие второстепенные. Это выражается в более скромных размерах и оформлении.

Необычные формы, подчеркивающие индивидуальностьИсточник artfile.ru

Как можно разместить центр композиции:

• в центре участка;
• в глубине;
• у входа в дом.

На просторных участках сложной формы можно сделать несколько сильных второстепенных акцентов. Для всех них необходимо продумать точки обзора – места, откуда элементы ландшафта будут восприниматься наилучшим образом.

Двор, утопающий в хвойных растенияхИсточник pinterest.com

Ландшафтный дизайн с хвойными растениями можно дополнить системой освещения. Это позволит любоваться композицией из хвойных в вечернее время. Перед установкой фонарей следует учесть изменения, которые будут происходить в связи с ростом зеленых насаждений.