Особенности материалов твёрдых пород дерева и сфера их применения

Когда речь заходит о твёрдых породах дерева, в первую очередь обычно вспоминают дуб и бук. Но в разных отраслях деятельности применяю и более твёрдую древесину. Такие материалы отличаются высокими ценами и в основном используются в производстве дорогой мебели, так как обладают долговечностью и отличными прочностными и декоративными характеристиками.

Как измеряется степень твёрдости древесины

Если взять в руки бруски одинаковых размеров, сделанных из сосны и из дуба, то сразу почувствуется разница в их весе. Плотная структура дуба наделяет материал более высоким удельным весом. Оставить вмятину на поверхности дубового изделия можно с помощью твёрдого острого предмета, сосновая же поверхность деформируется даже от нажатия ногтем.

Но степень твёрдости древесины определяется не по тактильным ощущениям, она имеет свои конкретные числовые показатели. За основу экспертных измерений берутся испытания, проводимые по методу Бринелля. С помощью этого метода определяется твёрдость не только древесины, но и других материалов. Суть испытания заключается в том, что в поверхность испытуемого материала с определённым усилием вдавливают стальной шарик. Затем соотносят диаметр оставленной круглой вмятины с прилагаемым усилием. Если же нужно определить твёрдость самой стали, то применяют шарик из более плотного карбида вольфрама.

В испытаниях с древесиной используют стальной шарик диаметром 10 мм, который вдавливают в материал с силой, соответствующей массе в 100 кг. В шкале Бринелля твёрдость древесины указывается в кгс/мм².

От чего зависит степень твёрдости древесины

Нельзя сказать, что определённые климатические характеристики создают благоприятные условия для произрастания только лишь твёрдых пород дерева. В одном климатическом поясе растут и мягкий тополь, и строительная сосна, и дорогой твёрдый дуб. Плотная внутренняя структура образуется у тех пород дерева, что формируются в течение более продолжительного периода времени. Но условия произрастания тоже влияют на прочность древесины.

Твёрдость одной и той же породы дерева может зависеть от:

• Возраста растения.

Молодая и более влажная древесина обладает меньшей плотностью.

• Температурного климатического фона.

В холодных условиях деревья растут медленней.

• Ветровых нагрузок.

Постоянные ветровые нагрузки создают внутреннее напряжение в структуре волокон, что снижает стабильность геометрических форм.

Неодинаковой прочностью обладают и разные участки одного дерева. Плотность материала по наружной окружности спила выше, чем в сердцевине. Если рассмотреть конструкции из деревянных деталей, то изгибающим нагрузкам любая древесина лучше сопротивляется вдоль волокон, чем поперёк.

Достоинства и недостатки материалов твёрдых пород дерева

В сравнение с мягкой древесиной, достоинствами твёрдых пород дерева являются:

• высокая прочность и износостойкость;
• лучшие показатели по влагостойкости и устойчивости к гниению;
• долгий рост способствует образованию интересной структуры волокон, что добавляет материалу отличные декоративные свойства.

Недостатки:

• Повышенная твёрдость материала хороша в изделиях, но в обработке такая древесина требует более частой заточки или замены режущей оснастки.
• Стоимость у дуба, бука, акации или палисандра намного выше, чем у простой строительной сосны.

Степень твёрдости некоторых пород дерева

Если кто-то считает, что самой твёрдой древесиной обладает дуб, то он сильно ошибается. По шкале Бринелля твёрдость дуба составляет 3,7-3,9 кгс/мм², у акации этот показатель равен 7,1 кгс/мм²

Прекрасными декоративными свойствами обладает древесина южноамериканской ятобы. По данным из разных источников её твёрдость составляет от 5,6 до 7,7 кгс/мм².

В производстве паркета часто применяют такие породы дерева, о которых в России многие люди даже и не слышали:

• Кумару – 5,9 кгс/мм²
• Сукупира – 4,5 кгс/мм²
• Гикори – 4,2 кгс/мм²

А вы знаете, что гикори, которое росло в Северной Америке ещё до наступления ледникового периода теперь можно увидеть в Крыму и на Кавказе?