Разнообразие видов древесины, их свойства

1. Самое высокое дерево на Земле

Самое высокое дерево на Земле – калифорнийская вечнозеленая секвойя «Гиперион», растущая в национальном парке «Редвуд» в Калифорнии (США). Название гиганту было дано в честь греческого титана Гипериона, так как с древнегреческого языка его имя переводится как «очень высокий».

Его высота — примерно 115,5 метров, на высоте 1,4 м диаметр ствола составляет 4,84 метра, объем древесины — 502 м³.  Великан ежегодно подрастает на 2,5 сантиметра. Гиперион еще очень молод, его возраст предположительно составляет 700-800 лет, что не так много для секвой, которые живут обычно от трех до четырех тысяч лет. Фотографии Гипериона и его точное местонахождение не публикуют. Смотрители парка опасаются, что большой приток туристов нарушит экосистему, в которой веками жила секвойя, кроме того посетители могут повредить мелкие корни дерева, что приведет к его гибели.  

Баньян

Баньяновое дерево (Ficus benghalensis) священно для многих народов Индийского субконтинента, Гималаев, Китая и многих районов Юго-Восточной Азии. Баньяны могут вырастать до необычайных размеров, что делает их одними из самых впечатляющих деревьев в мире. Купол баньяна в ширину может стать настолько огромным, что, согласно легенде, Александр Великий (356−323 годы до н. э.) и вся его армия укрылись под одним деревом.

Самый знаменитый размерами баньян, известный как Великий баньян, расположен в Chandra Bose Botanic Garden, недалеко от Калькутты, в Индии. Он зародился в кроне финиковой пальмы (баньян — эпифит), которая обитала в ботаническом саду всего около 200 лет назад. Баньян разросся так, что сейчас считается самым «размашистым» деревом в мире. В 1925 году удар молнии выжег сердцевину дерева, и теперь оно больше похоже на лес, чем на одно дерево, кроме того, с тех пор оно образовало колонию более чем из 3000 воздушных корней. Нынешняя крона имеет окружность около 1 километра и занимает площадь почти 14 500 квадратных метров (где-то 2/3 Красной площади).

Лесные древесные породы и их отличительные особенности

Леса России разнообразны по своему породному составу. Преобладают хвойные породы. Доля хвойных насаждений уменьшается с севера на юг (%): тайга – 78, зона смешанных лесов – 53, лесостепь – 25, степь – 12. Соответственно увеличивается доля лиственных насаждений: в зоне смешанных насаждений за счет мягких лиственных пород (березы, осины, липы и др.), в лесостепной зоне, кроме того, за счет твердых лиственных пород, среди которых преобладает дуб.

Основную массу хвойных лесов составляют лиственничные леса (более 1/3 всей лесопокрытой площади страны), сосновые, еловые, пихтовые и кедровые. Среди лиственных лесов наиболее распространены березовые леса, занимающие 60 % площади всех лиственных лесов, осиновые – до 13 %, затем дубовые и буковые леса, леса с преобладанием липы. Площадь остальных лесов незначительна.

Древесные растения, используемые для получения древесных материалов, делятся по породам на две группы – хвойные и лиственные. Деревья хвойных пород имеют в России наибольшее распространение, они занимают около 75 % лесных площадей. Отличительная черта деревьев хвойных пород – смолистость, игольчатая и чешуйчатая форма листьев (хвоя), не опадающих (в России — кроме лиственницы) на зиму. Деревья лиственных пород имеют пластинчатые листья различных очертаний, опадающих на зиму. Лиственные породы делятся на две подгруппы в зависимости от твердости древесины: твердые лиственные породы (дуб, бук, ясень, граб и др.), мягкие лиственные породы (липа, осина, ольха и др.). В зависимости от расположения сосудов, проводящих воду и растворенные в ней соли из корней в крону деревьев, лиственные породы можно разделить на кольцесосудистые, у которых в ранней зоне годичного кольца образован ряд из крупных сосудов, и рассеянно-сосудистые, у которых сосуды расположены по годичному слою относительно равномерно.

У кольцесосудистых пород древесины (дуба, ясеня, каштана, вяза, ильма, карагача, бархатного дерева, фисташки) очень хорошо заметны годичные слои. У рассеянно-сосудистых с крупными сосудами (грецкого ореха, хурмы) и мелкими (березы, бука, самшита, ольхи, осины, клена, платана, тополя, ивы, рябины и груши) нет резкого различия между ранней и поздней зонами древесины, поэтому границы между годичными слоями выражены слабо. Более подробно о строении древесины различных пород и ее применении можно узнать из работ Б.Н. Уголева, Т.К. Курьяновой.

Просмотров: 2 691

Степень твердости дерева

По твердости деревья условно делятся на три основных группы – мягкие, твердые и очень твердые. Для изготовления паркета не используются мягкие породы, так как они не прочны и очень подвержены повреждениям. Даже если вы уроните на такой пол какой-то тяжелый предмет, на нем останется вмятина, которую невозможно будет удалить.

• очень мягкая: верба, тополь, осина, пихта, ель, белая сосна,
• мягкая: берёза, ольха, липа, лиственница, красное дерево,
• средней твёрдости: вяз, орех, черная сосна
• твёрдая: дуб, ясень, яблоня, груша, вишня, тиковое дерево,
• очень твёрдая: дуб, граб, бук, тис, белая акация, палисандр,
• твёрдая как кость: эбонитовое дерево, кокос, гвояковое дерево.

Твердость древесины по шкале Бриннеля

Для производства качественных изделий из дерева мастеру требуется определить твердость породы. Для ее определения традиционно применяется метод Бриннеля. Суть метода заключается в вдавливании 10 мм шарика в поверхность заготовки с силой 100 кг. По характеру повреждения и диаметру образовавшейся лунки и определяют величину твердости. Соответственно, древесина с более высоким коэффициентом твердости гораздо надежнее и крепче пород с меньшим показателем.

Учитывать следует и изменения в твердости, происходящие во время работы с заготовками. Так, например, твердость породы дерева меняется в зависимости от типа его распила (при радиальном распиле древесина тверже, чем при тангенциальном). Поэтому в данной таблицы собраны исключительно средние показатели.

Измерение твёрдости древесины производится в Европе и Америке по разным шкалам – Бринеллю и Янку соответственно, вот пример вариант применяемый у нас, шкала Бринелля.

Порода дерева	Твердость по Бринеллю	Плотность, кг/м3	Тенденция к изменению цвета	Устойчивость к гниению
Осина	1,7	510		5 — низкая
Сосна	2,5	520	Темнеет
Лиственница	2,6	500	Приобретает оттенок серого
Ольха	2,7	420	От бело-желтого до желтого	5 — низкая
Береза	3	600	Становится глубже в красновато-желтый оттенок	5 — низкая
Зебрано	3	750	Незначительно темнеет
Макоре	3	640
Платан	3	550	Незначительно светлеет
Вишня	3,2	580	От светло-розового, до глубокого красноватого тона
Ильм	3,4	700
Береза карельская	3,5	750
Гевея	3,5	1000
Ирокко	3,5	700	Темнеет до коричневого
Каслин Орех	3,5	700	Темнеет до табачно-коричневого
Клен	3,5	600
Орех	3,5	630	Темнеет, приобретает чуть золотистый оттенок
Палисандр	3,5	700	Приобретает темно-синие оттенки
Пальма	3,5	550
Яблоня	3,5	550
Тик	3,6	800	Незначительно темнеет
Гикори	3,7	815
Граб	3,7	750
Дуб	3,7	750	Становится глубже	2 — высокая
Каштан	3,7	700	Темнеет
Бук	3,8	650	Светлеет	5 — низкая
Тауари	3,8	720	Темнеет до темно-коричневого с розовым или золотистым оттенком
Кедр	4	370
Кемпас	4	880	Темнеет
Сапели	4,1	650	Темнеет
Ясень	4,1	700	Незначительно светлеет
Венге	4,2	900	Темнеет до кофейно-коричневого
Груша	4,2	680	Краснеет
Дуссия	4,5	122	Темнеет до красновато-коричневого
Рокфа	4,5	950	Темнеет до шоколадно-коричневого
Сукупира	4,5	850	Темнеет, приобретает чуть золотистый оттенок
Тигровое дерево	4,7	970	Темнеет до оранжевого
Бамбук	4,8	650	Становится глубже
Клен Канадский	4,8	720	Становится глубже
Мербау	4,9	840	Темнеет и приобретает насыщенный оранжево-коричневый оттенок
Орех Американский	5	660	Незначительно светлеет
Ярра (эвкалипт)	5	900	Темнеет
Окан	5,3	960	Темнеет до красно-коричневого
Падук	5,4	750	Темнеет
Ипе	5,9	960	Незначительно темнеет
Кумару	5,9	950	Незначительно темнеет
Лапачо	5,9	960	Незначительно темнеет
Олива	6	880	Незначительно темнеет
Акация	7,1	800	От бело-желтого до бело-розового
Ятоба	7,7	840	Темнеет до красных оттенков
Эбен	8	1100	Темнеет

Макроскопическое строение древесины

Если на срезе заметно строение штамба невооруженным взглядом, то говорят о таком понятии, как макростроение древесины. Бывает, что не вся плоскость среза окрашена равномерно: ближе к центру она может быть темнее, а дальше — светлее. Темная часть, самая прочная, созданная из мертвых клеток ткани, является ядром, а светлая — заболонью. Клетки ядра отмирают из-за закупорки проводящих сосудов смолой. Породы древесины с такой окраской называют ядровыми (дуб, сосна, ясень, лиственница). Если срез окрашен равномерно, то такие породы являются безъядровыми (ольха, береза).

Каждый год жизни отмечается на стволе увеличением слоя древесины определенного размера, который зависит от возраста, условий жизни растения, скорости роста. Такие слои называют годичными кольцами. Они особенно ярко видны на спилах хвойных пород.

Годичное кольцо содержит два таких слоя ткани, как:

1. Ранний мягкий. Возникает в первой половине годичной вегетации. Имеет светлую окраску. Находится у центра ствола.
2. Поздний твердый. Создается во второй половине годичного роста. Отличается темной окраской. Располагается ближе к коре.

По каналам ранней ткани транспортируются питательные элементы к вершине и обратно. Зона позднего слоя защищает растение от механических повреждений. В комле находятся самые узкие кольца. Из-за плохих условий произрастания они могут иметь волнистость, что повышает декоративность древесной массы. Древесный материал с самыми узкими кольцами считается лучшим.

От коры по радиусу к центру растения протягиваются светлые линии, используемые для перемещения питательных элементов. Эти линии называются сердцевинными лучами. Лучи характерны для всех пород. Они отчетливо видны на срезах. Ширина лучей меняется в пределах 0,05 — 1 мм. Их размер непосредственно зависит от условий жизни растения. Сердцевинные лучи ответственны за текстуру древесной массы. Некоторые из них прерываются далеко от сердцевины. Такие лучи называются вторичными в отличие от первичных, которые доходят до нее.

На поперечном разрезе лиственных пород замечаются небольшие отверстия, которые являются сосудами растения. Они поставляют дереву воду и питание. Если в раннем слое лежат крупные сосуды, а в позднем — мелкие, то такой сосудистый рисунок соответствует кольцесосудистой материи (дуб, вяз, ясень). Она отличается прочной древесной массой. Равномерное расположение сосудов по годичному кольцу соответствует мягкой рассеяннососудистой ткани (береза, осина). Весной с некоторых деревьев (береза, сахарный клен) собирают сок, перерезая их сосуды.

Для строения хвойных пород характерны протоки, наполненных смолой. Это смоляные ходы, которые свойственны лишь некоторым хвойным деревьям. Например, пихта и можжевельник их не имеют. Смоляные ходы разных направлений создают одну смолоносную систему.

Самый центр ствола занимает сердцевина, рыхлая масса, пронизывающая растение снизу доверху. Быстро поддается разложению. Она создается в начале жизни дерева. На срезе сердцевина представляется в виде отметины, как правило, круглой формы диаметром 2 — 5 мм. Лиственные породы имеют сердцевину большей площади, чем хвойные. Наибольшую сердцевину имеет бузина.

Тонкий слизистый слой клеток, лежащих в области между корой и древесиной, именуется камбием. Он вырабатывает микроэлементы для роста древесной ткани, принимая от луба питательные элементы. Начинаясь весной, процесс синтезирования новых клеток заканчивается осенью. Этим объясняется слоистое строение древесной массы.

Твердость

Твердостью называется способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. На степень твердости оказывает влияние влажность древесины.

По этому параметру все древесные породы при 12 %-ной влажности можно разделить на три группы:

• мягкие – торцовая твердость 40 МПа и менее (сосна, ель, кедр, пихта, можжевельник, тополь, липа, осина, ольха, каштан);
• твердые – торцовая твердость 40,1–80 МПа (лиственница, береза сибирская, бук, дуб, вяз, платан, рябина, клен, лещина, орех грецкий, хурма, яблоня, ясень);
• очень твердые – торцовая твердость более 80 МПа (акация белая, береза железная, граб, кизил, самшит, фисташка, тисс).

Твердые породы древесины более износостойки по сравнению с мягкими. Это имеет существенное значение при обработке режущими инструментами: фрезеровании, распиловке. А также при устройстве полов, лестниц, перил, поскольку при эксплуатации древесина подвергается истиранию. В производстве паркета и паркетной доски из массива применяют породы с твердостью не ниже средней.

Видимые пороки древесины: фото и описание

Все виды пороков древесины — это недостатки отдельных участков, снижающие качество и ограничивающие возможность использования материала. Ниже вы можете ознакомиться с фото и описанием пороков древесины, самых характерных для большинства пород деревьев.

Сучок — часть ветви, заключенная в древесине ствола. Они ухудшают внешний вид, нарушают однородность, а иногда и целостность древесины, затрудняют ее механическую обработку.

Трещины — разрывы древесины вдоль волокон шириной не более 0,2 мм (сомкнутые) или более 0,2 мм (разошедшиеся). Эти видимые пороки древесины нарушают её целостность, снижают прочность.

Пороки строения древесины ухудшают внешний вид изделий (свилеватость, глазки, кармашек, засмолок, пятнистость, крень и внутренняя заболонь), затрудняют механическую обработку древесины и отделку изделия (кармашек, засмолки), снижают прочность древесины (завиток, крень, глазки).

Свилеватость — извилистое или беспорядочное расположение волокон древесины.

Глазки — не развившиеся в побег почки.

Засмолки – порок древесины хвойных пород. Это участки древесины, которые достаточно сильно пропитаны смолой.

Крень — порок строения древесины, который произошел из-за сжатия зоны ствола и сучьев. Это кажущееся резкое утолщение поздней древесины годичных слоев.

Ложное ядро — неравномерно окрашенное, темное пятно, границы которого обычно не совладают с годичными слоями.

Пятнистость — окраска заболони в виде пятен и полос без понижения твердости древесины.

Химические окраски — это ненормально окрашенные, равномерные по цвету участки в срубленной древесине, возникающие благодаря развитию в них химических и биологических процессов. В большинстве случаев их возникновение связано с окислением дубильных веществ. Химические окраски отрицательно воздействуют на внешний вид древесины, но не снижают ее физико-механических свойств.

Биологические повреждения возникают в результате жизнедеятельности дереворазрушающих бактерий и грибов, которые не только изменяют цвет и внешний вид древесины, но иногда разрушают ее.

Механические повреждения и дефекты обработки — повреждения при обработке древесины инструментами и механизмами.

Кармашек — полость, забитая смолой или камедью.

Как видно на фото, этот порок древесины, как правило, располагается внутри или между годичными слоями:

Лес – легкие планеты

Примерно треть всей суши занимают леса. Растениям необходима энергия света, чтобы синтезировать органические вещества. Этот процесс называется фотосинтезом. Побочным его продуктом является кислород.

Только благодаря растениям мы можем дышать, т.к. именно они производят 99% кислорода, и лишь 1% поступает из мантии нашей планеты. Ночью, когда процесс фотосинтеза невозможен, деревья и другие растения начинают потреблять кислород, но расходуют они его в меньших количествах, чем производят.

Выработкой кислорода занимаются не только деревья, но и все растения, населяющие нашу планету, в том числе и микроскопические водоросли, образующие фитопланктон.

Ель

Среднее значение плотности древесины ели при стандартной влажности 12% — 445 кг/м3.

Общая площадь еловых лесов в России составляет около 70 млн. га. Живёт ель 250-300 лет.

Древесина ели белая, со слабым желтоватым оттенком, малосмолистая.  Ель относится к породам малой плотности. По прочностным свойствам несколько уступает сосне. Гнётся несколько лучше, чем древесина сосны.

Ель – дерево исключительное по своим свойствам. Одним из таких свойств является музыкальность.  Из ели с древнейших времён делаю музыкальные инструменты, в том числе струнные. Новгородские гусли средневековой Руси чаще всего делали из ели. Древесина мягкая, лёгкая, употребляется как строительный материал (доски, брусья), для мелких поделок, для переработки в древесную массу. Используется для производства продуктов лесохимического производства – бумага, картон, целлюлоза. Применяется также в декоративном садоводстве и паркостроении.

1+

Кипарис мексиканский

Уже по названию можно догадаться, что этот вид дерева произрастает в Мексике. Высота кипариса может достигать 30–40 метров. В справочной литературе можно встретить и другие названия этого вида семейства Кипарисовых — Кипарис лузитанский и Кипарис португальский.

Кипарис одно из красивейших деревьев на Земле имеет пирамидальную форму с раскидистой, густой кроной. Деревья очень плохо переносят сухой воздух и холод. Из-за оригинальной формы дерево часто используют как предмет украшения ландшафтов.

В Древней Греции юноша, по имени Кипарис убил случайно своего любимого оленя. И долго горевал. С тех пор в дни траура в Греции у дверей вывешивают веточку кипариса. У многих народов в традиции высаживать его на кладбищах.

Это дерево рекордсмен по толщине ствола. В XIX веке зафиксирован экземпляр с толщиной ствола семнадцать метров и возрастом 400 лет. Действительно, и сейчас многие кипарисы имеют диаметр ствола 16 метров, доживают до 2 000 лет.

Ценная древесина

Говоря о различных видах, стоит упомянуть ценные породы, отличающиеся твердостью, красотой фактуры и другими положительными качествами, но встречающиеся реже, чем другие виды деревьев в каком-то конкретном регионе. К ценной древесине относят дуб, орех, ольху, карельскую березу, клен и многие экзотические виды. Они традиционно используются при отделочном декорировании, а также при изготовлении мебели и в судостроении.

Из отдельных пород вишни, например, получаются замечательные инкрустированные сувениры (табакерки и другие привлекательные поделки). А мелко нарубленная щепа яблони традиционно применяется для копчения мяса и рыбы. Груша очень популярна среди резчиков по дереву, из нее делают паркет, мебель, панно, сувениры.

Ход занятия

 — Послушайте, я вам загадаю загадки,  а вы попробуйте их отгадать.  

   Его зимой и летом мы видели одетым.

   А осенью с бедняжки сорвали все рубашки.

       Но зимние метели в меха его одели.

       Кто скажите это?

                                         (Дерево)  

       Низок, сладок и пахуч,

       А ягоды сорвешь – все руки обдерешь.

                                        (Кустарник)

— Ребята, сегодня к нам на занятие пришел Мишка. Только посмотрите, какой он грустный.

–Что случилось Мишка?

(Подносит игрушку к уху, делает вид, что Мишка что-то шепчет.)

–Ребята, оказывается, Мишка никак не может понять что такое дерево и что такое кустарник. Давайте, поможем Мишке разобраться, какое же растение называют деревом, а какое   – кустарником.

–  Как вы думаете, что такое дерево? (Растение, у которого есть корни, один ствол и листья).

–Правильно! А  что же такое кустарник? (Растение, у которого  есть корни, много стеблей и листьев)  

 — Посмотрите, у меня есть две схемы. Что на них изображено? (Дерево и куст). Правильно. По этим схемам сразу можно догадаться, что  деревья и кустарники  чем – то похожи, а чем- то отличаются.

— Как вы думаете, чем похожи деревья и кустарники? (У деревьев и кустарников есть корни и листья, цветы, плоды)

— Скажите, пожалуйста, чем же отличается дерево от кустарника? (У дерева один ствол, а у кустарника много… стеблей).

–Вот, Мишка, теперь ты знаешь, что такое дерево и что такое кустарник.

  Но на прощание, ребята, давайте сделаем Мишке подарок, нарисуем ему дерево и куст, чтобы он не забыл о том, что сегодня узнал на нашем занятии.

 —   Посмотрите, как я буду рисовать дерево — тополь: сначала я нарисую ствол (он у дерева большой, толстый) и его мы рисуем двумя  прямыми  линиями их одной точки  сверху вниз,  а теперь буду рисовать ветки – их у него много, они  наверху переплетающиеся.  Сейчас  я  буду рисовать   куст  — сирень, веточки у него  тонкие, переплетающиеся, стеблей у него много и они маленькие их мы рисуем снизу вверх.

 —   Я предлагаю вам взять черный или коричневый карандаш и вместе со мной в воздухе изобразить дерево (дети изображают) и куст (дети изображают).

     Физ. минутка   (про дерево)

Ветер тихо дерево качает.

Вправо влево наклоняет.

Раз – наклон и два — наклон,

Зашумело   дерево листвой. (Дети имитируют движения)

— Получились красивые деревья. Подумайте, как  можно изобразить куст (ответы детей). У куста несколько стволов – значит надо встать двум или трем ребятам  вместе – это будут стволы. И поднять руки – это будут ветки. Попробуем?

(Воспитатель помогает близстоящим детям изобразить куст)

Самостоятельная работа: 

Дети садятся на свои места. Звучит мелодия «Звуки природы». Дети начинают рисовать, а воспитатель помогает им наводящими вопросами   и советами, показом приемов изображения  тем, кто в этом нуждается. Помогает  детям выбрать наиболее удачную композицию, правильно дать пропорциональное соотношение дерева и кустарника. Воспитатель дает советы увеличить размер, если рисунок слишком мелкий, нарисовать  больше веточек, подкрепляя советы жестикуляцией в непосредственной близости от изображений. В случае необходимости он может на демонстративном листе показать разницу в способах изображения куста и дерева.

— Ребята давайте поиграем

  Физ. минутка.

Ветер тихо клен качает,

Влево вправо наклоняет.

Раз наклон и два наклон

Зашумел листвою он.

 — Ребята, все вы молодцы, все хорошо поработали, все старались, помогли Мишке разобраться,  какое   растение называют деревом, а какое   – кустарником.

 —  Мишка, а чей  рисунок тебе понравился больше?

(Анализ работ.)

 — Все рисунки получились красивыми и интересными. А теперь мы с вами подарим ему наши рисунки,  поблагодарим его за то, что он к нам приходил, и пригласим его к нам еще прийти в гости.  

Подготовила:

воспитатель –

Кожина Т. Л.

2017г

Кедр ливанский

Ещё один представитель семейства сосновые. Хвойное дерево при определённых условиях может вырасти до 40–50 метров. Диаметр самых высоких деревьев при этом достигает 2,5 метра.

Произрастает этот красавец с четырёхгранной тёмно-зелёной хвоей на склонах ливанских гор. Он как бы прячется от людей. Осваивая труднодоступные места на высоте 1 000–2 000 м над уровнем моря. Человечество открыло этот вид кедра в 1683 году. Самые старые посадки датируются XVII веком. Эти деревья популярны среди садоводов юга Европы. Именно здесь сохранились эти старые насаждения кедров.

Кедр является символом Ливана, изображение этого дерева красиво расположилось на гербе и флаге этой африканской страны.

Самое печальное, что в местах естественного произрастания почти уничтожен в результате хозяйственной деятельности человека. На сегодня сохраняется лишь шесть рощ, где произрастает ливанский кедр.

Кстати, о животных, которые находятся на грани исчезновения читайте в нашей статье.

Лиственница

Плотность сибирской лиственницы составляет 620-725 кг/м3 при влажности до 12%.

Лиственница – род древесных растений семейства сосновых, одна из наиболее распространённых пород хвойных деревьев. Это единственный род  хвойных, у которых хвоя опадает на зиму.

Древесина  лиственницы характеризуется повышенной по сравнению с дубом прочностью. Кроме особой прочности и стойкости к внешним воздействиям она характеризуется хорошим цветом и структурой.

Обладая высокими физико-механическими свойствами, вместе с тем требует определённого технологического подхода при её обработке. Пильные полотна при пилении сильно засмаливаются. Она трудно обрабатывается обычным инструментом, но хорошо шлифуется и окрашивается. Длительное воздействие воды приводит к заметному повышению твёрдости.

Стоимость изделий или конструкций из лиственницы выше, чем из сосны, но изделия значительно долговечнее.

От чего зависит твёрдость древесины

Показатели плотности отличаются для каждой породы дерева, но имеется ряд общих факторов.

Даже одно дерево может иметь разную степень прочности, если оно растёт в условиях высокой или низкой влажности

Факторы, влияющие на степень твёрдости дерева:

• возраст породы, чем старше древесина, тем более высокие характеристики прочности она имеет. Молодое дерево влажное, а старое иссушается и становится прочнее;
• климат и география произрастания. В холодном климате деревья прочнее, потому что растут крайне медленно;
• способ, которым было распилено дерево. Существуют определенные методики для усиления прочности при распиле;
• участок, в котором обрезан ствол. Плотность коры всегда выше, чем у сердцевины дерева.

Плотность древесины

Как известно, плотность древесины и уровень влажности напрямую связаны. Поэтому, для сравнения все заготовки приводят к единому показателю уровня влажности — 12%. Принято считать, что тяжелая древесина обладает повышенным запасом прочности, в то время, как легкая считается менее надежной. По влажности древесина подразделяется на три группы:

• Породы с малой плотностью (сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ива, орех, каштан);
• Породы средней плотности (лиственница, тис, береза, бук, вяз, груша, дуб, ильм, карагач, клен, платан, рябина, яблоня, ясень);
• Породы высокой плотности (акация, береза, самшит, фисташка, кизил);

Качество и твердость древесины определяется по нескольким критериям. Ниже мы подробно рассмотрим каждый из них:

• Износостойкость. Этим понятием обозначается способность древесины сопротивляться коррозии и износу, вызванному трением материала. Износ уменьшается с повышением твердости заготовки, а также ему свойственно неравномерное распределение по поверхности заготовки. Чем ниже влажность дерева — тем выше показатель износостойкости.
• Ударная вязкость. Понятие ударной вязкости означает возможность древесины поглощать удар. Ее уровень определяется про испытании заготовки на прочность с помощью сбрасывания на железного шарика. В среднем, лиственные породы показывают в 2 раза лучший результат, чем хвойные.
• Гибкость древесины. Очевидно, что это понятие обозначает способность древесины гнуться. Хвойные сорта обладают низкой способностью гнуться, в то время, как кольцесосудистые (ясень, дуб) обладают гораздо более высокой способностью. Гибкость древесины важна, в главную очередь, при изготовлении отдельных деталей, где дерево приходится мочить или разогревать, а после придавать ему особую форму.
• Деформативность. Для древесины характерно некое редкое свойство: при некоторых уровнях нагрузки в заготовке образуются небольшие деформации, пропадающие вместе с нагрузкой. Основной показатель деформативность — упругость, повышающаяся вместе с уровнем влажности изделия. При высыхании часть заготовок теряет упругость и природную гибкость дерева, а вместе с ней и способность сопротивляться деформациям.

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что качество паркета определяется по принципу «чем выше твердость дерева, тем выше надежность паркета», а сама твердость выражается значением Бринелля, то есть разностью твердости различных сортов древесины. С другой стороны, ни одна порода дерева не в состоянии выдержать постоянные точечные нагрузки от ножек тяжелой мебели и подобного, а само качество паркета влияет лишь на его долговечность и внешний вид.

Твердость пород древесины

Твёрдость лесоматериалов — это их способность сопротивляться внедрению более твёрдых тел, к примеру, гвоздей, саморезов.

Твёрдость дерева различается в разных направлениях среза. Выделяют такие типы твёрдости:

• торцовая. Этот тип твердости определяется при помощи вдавливания металлического штока, который имеет полусферический конец диаметром 11,28 мм. Шток вдавливают на глубину радиуса 5,64 мм постепенно на протяжении 2-х минут. Размер отпечатка равен 1 квадратному сантиметру и, поэтому твёрдость измеряется в кг/см2
• радиальная
• тангенциальная.

Боковая твёрдость у хвойных сортов лесоматериалов, чаще всего, на 40% ниже торцовой, а у лиственных сортов, примерно на 30%. Тангенциальный тип твёрдости, к примеру, дубовых, буковых или ильмовых лесоматериалов выше торцевого почти на 5 -10 %. Большая часть сортов древесины имеет примерно одинаковую тангенциальную и радиальную твёрдость.

Для того, чтобы создать из древесины изделие высокого качества необходимо определить твердость используемого сорта дерева. Чаще всего для определения твердости пользуются методом Бриннеля. Смысл этого способа состоит во вдавливании металлического шарика диаметром 10 мм в поверхность заготовки с силой 100 кг. По типу деформации и диаметру получившегося углубления определяется величина твердости.

Кроме этого опытные мастера обязательно принимают во внимание изменения в твердости, которые могут произойти во время работы с заготовками. К примеру, показатель твердости лесоматериалов изменяется в зависимости от типа его распила

Химический состав древесины и коры

Ткань древесной массы создана из клеток. Поэтому все химические компоненты располагаются в клеточных оболочках. Древесина состоит из минеральных и органических компонентов. К минеральным (неорганическим) веществам относятся элементы, которые остаются после сгорания древесной ткани (зола). Их величина составляет 1% от общей массы. По химическому составу эти элементы представляют собой смесь разных солей, растворимых (натрия, калия) и нерастворимых (магния, кальция, железа) в воде.

Остальную часть занимают органические составляющие, занимающие 99% общей массы. Их элементный состав содержит 49 — 50% углерода, 43 — 44 % кислорода, 6 % водорода и 0,1 — 0,3 % азота.

Органические вещества представлены в виде двух групп:

1. Структурные компоненты, образующие структуру клетки (целлюлоза, холоцеллюлоза, гемицеллюлоза, лигнин).
2. Экстрактивные вещества — компоненты, которые можно извлечь из древесины растворителями (экстрагировать). Они не входят в состав клеточной стенки. К ним относятся эфирные масла, красители, дубильные вещества, жиры, пектины. Древесина обязана им запахом, цветом, вкусом, сопротивлению гниению и болезням. Экстрактивные элементы составляют 3 — 5% от общей массы органических компонентов.

Химический состав лиственных пород отличается от хвойных большим содержанием структурных компонентов (гемицеллюлозы), но меньшим содержанием лигнина. В зависимости от географического места произрастания, возраста растения химический состав может меняться в пределах одной породы.

Химический состав коры отличается повышенным содержанием экстрактивных веществ, лигнина и пониженным содержанием целлюлозы. Доля неорганических веществ в общем количестве составляет 10-15 %, это в 10 раз больше, чем в древесине. Преобладающими элементами золы являются кальций (82-95 %), калий, магний.

Кора — ценное растительное сырье:

1. Дубильные вещества незаменимы при выделке кож.
2. Экстрактивные компоненты находят применение в медицине.
3. Кору используют в качестве топлива.
4. Измельченная кора служит основой корокомпостов в сельском хозяйстве.

Разные химические составы коры и древесины приводят к необходимости перерабатывать их раздельно.

Что это такое?

Древесиной называют природное сырье, которое используют для производства разного рода изделий и сооружений. Если говорить об этом материале с точки зрения физики, то древесина – это растительная ткань, состоящая из клеток, которые с высокой плотностью прилегают друг к другу. Из-за этого структура дерева плотная и упругая. Клетки дерева (как и любые другие живые клетки) имеют оболочку. В ней содержится целлюлоза, благодаря которой дерево так прочно. Клетки имеют форму трубки – длинной и узкой, поэтому им дали название волокон.

Древесина обладает свойством удержания тепла. Это происходит благодаря наличию пустот между клетками – именно они задерживают тепло и накапливают его. Непостоянные показатели прочности и веса связаны с тем, какой размер имеют волокна. Чем они более толстые, тем более прочной является древесина.

Рубить дерево проще в направлении, в котором расположены волокна. Обрабатывать легче древесину тех пород, в которых они располагаются параллельно. Кленовые деревья поддаются обработке сложнее, так как в структуре клена имеется тесное переплетение клеток-волокон. Но не только целлюлоза содержится в клетках древесины. В них есть еще очень сложное и загадочное вещество, называемом лигнином. Благодаря ему волокна соединяются между собой. Химическую формулу лигнина ученым вывести пока не удалось, настолько сложной она является.

Дерево имеет уникальные и отличающие его от других материалов оттенок и запах. И то и другое возникает благодаря присутствию в составе смол, масел, в хвойных породах – камеди и иных веществ. Эти же элементы помогают древесине бороться с гниением. Древесина делится на два типа пород – лиственные и хвойные. Обе группы очень большие. Выделяется отдельная группа – однодольные деревья, к ним относят пальму, бамбук.