Свойства древесины

При выборе деревянных изделий важно понимать из какого материала изготовлен предмет. Ведь от свойств древесины зависят как визуальные парметры так и физические свойства изделия. Поскольку основным материалом для производства паркета и паркетной доски служит дерево очевидно, что его свойства зависят от свойств древесины из которой он сделан 

Разберем основные свойства древесины.

Структура дерева в поперечном разрезе

Вначале заглянем внутрь дерева и посмотрим из чего оно состоит.

структура древесины

Декоративные свойства древесины

Декоративные свойства наиболее важны для визуального восприятия материала. Но не забывайте о важности и других свойств дерева. Ведь красивое может превратиться в уродливое, если использовать древесную породу не по назначению или с нарушением условий эксплуатации.

Цвет древесины

 В полостях клеток древесины содержатся красящие, смолистые и дубильные вещества. Именно они придают древесине характерный цвет. Особый цвет в пределах климатического пояса присущ каждой древесине. Породы, произрастающие в различном климате, различаются по цвету – он служит для её распознавания дополнительным признаком.

Цвета некоторых пород древесины

Цвет древесины

Порода древесины

Красные тона

Кемпас (темный, светлый), Махагон (темный, светлый), Мербау (темный, светлый), Падук, Дуссия, Сапели, Ярра

Розовые тона

Груша, Вишня, Бук (темный)

Желтые тона

Акация, Ироко, Меранти (темный, светлый), Гао-ван, Тик, Олива, Мовингу

Коричневые тона

Булиан, Палисандр, Орех африканский, Орех национальный

Светлые тона

Клен канадский, Клен национальный, Бук (светлый), Граб, Дуб, Ясень

Темные тона

Эбен (черное дерево), Дуб мореный, Венге, Зебрано

Блеск древесины

Отражение светового потока называют блеском. Он зависит от расположения и размеров сердцевинных лучей, их количества, а также от плотности древесины. Древесина дуба, лиственницы и бука отличается особым блеском.

Текстура древесины 

При перерезании волокон древесины, её сердцевинных лучей и годичных слоев на разрезе образуется рисунок, который называют текстурой. Она определяет декоративную ценность и зависит от направления разреза, особенностей строения древесины.

Разница в окраске древесины ранней и более поздней, ширина годичных слоев, расположение волокон, наличие крупных сосудов и сердцевинных лучей определяет текстуру. Красива на тангенциальном разрезе текстура хвойных пород, которую дают различия в цвете древесины, образованной в разное время.

Физические свойства древесины

Физико-механические свойства древесины измеряют при влажности древесины 12%.

Влажность древесины  

Процентное соотношение массы влаги, содержащейся в указанном объеме древесины и массы древесины абсолютно сухой, называется абсолютной влажностью.

Степени влажности древесины:

  • Мокрая. Её влажность свыше 100% из-за длительного нахождения в воде.
  • Свежесрубленная. Её влажность 50-100%.
  • Воздушно-сухая. Её влажность около 15-20%. Древесина, хранение котрой осуществлялось на воздухе. Изменяется в зависимости от климата и времени года.
  • Комнатно-сухая. Её влажность не более 10%.

Влажность древесины планок по ГОСТ 862.1-85 при отгрузке потребителю должна быть 9±3 %. Такая влажность является оптимальной с точки зрения сохранения паркетом своих геометрических размеров. Древесина, имеющая более 12% влажности, усыхает, а менее 6% стремится набрать влагу из воздуха и разбухнуть.

Существуют различные способы сушки древесины: горячим воздухом, СВЧ и вакуумная сушка.

Во время сушки важно не только довести влажность древесины до требуемой (9±3 %), но и не создать при этом остаточных напряжений, которые могут в дальнейшем приводить к короблению паркета.

Нормально высушенный паркет будет реагировать на экстремальное изменение влажности в помещении, но изменения, происходящие в нем, не будут носить критических характер – он не будет коробиться, и в нем не будут образовываться трещины.

Плотность древесины 

Выражается в килограммах на каждый кубический метр (кг/м.куб.) и определяется как отношение массы к объему.

Влажность оказывает влияние на плотность Более тяжелая (плотная) древесина обычно обладает и большей прочностью.

Таким образом, очевидна тесная связь плотности и прочности. Количество в единице объема древесинного вещества и есть плотность древесины.

По плотности  древесину можно разделить на 3 группы:

ПородаПлотность, кг/м3
Низкая плотность (легкая) 
Бальса150
Пихта сибирская390
Ель450
Ива460
Осина510
Сосна520
Липа530 
Средняя плотность 
Конский каштан560
Орех грецкий640
Береза650
Вишня660
Лиственница660/td>
Тиковое дерево670
Бук680
Дуб700
Свитения (махагони)700
Платан700
Плотные породы 
Ясень750
Слива800
Пекан (кария)830
Самшит960
Хурма эбеновая-Эбен (Черное дерево)1080

Плотность древесины имеет большое практическое значение. Более плотная древесина хуже пропитывается антисептиками, менее подвержена истиранию на таких местах как полы, лестницы, перила.

Механические свойства древесины

Способность древесины противостоять воздействию нагрузок характеризуется механическими свойствами. Деформативность, прочность, ударная вязкость, твердость древесины относят к её механическим свойствам. 

Прочность 

Сопротивление древесины разрушению и разрыву связей между частицами под воздействием механических нагрузок называют  рочностью.

Порода дерева, влажность, плотность, наличие пороков, направление действующей нагрузки определяют прочность и предел прочности – напряжение, при котором происходит нарушение целостности древесины.

Основными видами механического воздействия считают сжатие, скалывание, изгиб, растяжение.

Растяжение

При растяжении, направленном вдоль древесного волокна средний показатель предела прочности составляет около 130 МПа.

Строение древесины на прочность при таком растяжении оказывает существенное влияние. Снижение прочности может возникнуть даже при незначительном отклонении от расположения волокон, предусмотренного природой.

При растяжении поперек волокон прочность очень мала. Она составляет в среднем 6,5 МПа . От предела прочности, которым обладает древесина при растяжении вдоль волокон, это примерно 1/20 часть.

Сжатие 

При сжатии поперек волокон древесина обладает примерно в 8 раз меньшей прочностью, чем при сжатии вдоль. Деформация в виде  некоторого укорочения испытываемого образца наблюдается при сжатии вдоль волокон.

Твердость древесины

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

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

  • мягкие— сосна, ель, тополь, липа, осина
  • твердые— лиственница, береза, бук, вяз, клен, ясень
  • очень твердые— акация белая, эбен, эвкалипт, кизил, самшит

На диаграмме приведены средние показатели твердости по методике Бринелля

шкала твердости пород дерева по Бринеллю

Твердые породы древесины более износостойкие по сравнению с мягкими. Твердость древесины имеет существенное значение при обработке ее режущими инструментами: фрезеровании, распиловке.

Линейное расширения древесины

Древесина обладает свойством поглощать и отдавать влагу из окружающей среды. Ее влажность изменяется при изменении влажности и температуры окружающего воздуха. Скорость изменения влажности древесины зависит от породы. Например, изменение равновесной влажности древесины на 2% (с 9% до 11%) для дуба произойдет за 40 суток, а для бука - за 12 суток.

При изменении влажности древесины происходит и изменение линейных размеров деревянных планок, характеризуемых коэффициентом линейного расширения. Коэффициент линейного расширения выражается в % от ширины планки.

Используя данный коэффициент, можно расчетным путем определить теоретическую деформацию паркетной укладки (реальная деформация, как правило, оказывается меньше расчетной).

На рисунке  представлены данные об изменении ширины планки в зависимости от породы древесины при изменении влажности на 1%

линейное расширение некоторых пород древесины

Деформация древесины 

происходит неодинаково в различных направлениях. Изменение размера древесной планки в продольном направлении в 10 раз меньше, чем в поперечном.

При влажности в помещении  40-65% существенных линейных изменений у качественно высушенного паркета происходить не будет, т.е. от качества сушки зависит, как будет себя вести паркетный пол при его эксплуатации, насколько долговечным он будет.