Определение твердости древесины методами Бринелля и Янка
Отличия статических методов от динамических
Для измерения твердости дерева применяются разные типы методов:
- Статистические (по Бринеллю, Роквеллу, Кнупу, Викерсу) представляют собой вдавливание сверхтвердого предмета в поверхность древесины. Этим предметом может служить алмазный конус или металлический шарик; их деформацией можно пренебречь;
- В динамические методах (по Шору, Морину, Бауману, Шварцу, Граве) происходит создание в материале отпечатка шариком при ударной нагрузке;
- В некоторых случаях твердость определяется по сопротивлению абразивному изнашиванию и шлифованию.
Графическая схема измерения твердости древесины по: а) Бриннелю; б) Роквеллю; в) Виккерсу.
Метод Юхана Августа Бринелля
Для того, чтобы определить твердость древесины применяют метод Бринелля. Его результатом является числовой показатель, в России и Европе он указывается на древесине и обозначает ее твердость. Суть самого метода состоит в следующем: в небольшой фрагмент исследуемого материала с силой 100 кг вдавливается небольшой стальной шарик диаметром 10 мм.
При выборе паркетного покрытия имеет смысл ознакомиться с тем, какую твердость по шкале Бринелля имеет выбранный материал. В целях увеличения длительности срока службы при изготовлении качественного паркета обычно используется древесина среднего уровня твердости. Перед тем, как совершить окончательный выбор материала для оформления пола, не будет лишним посмотреть характеристики самых популярных древесных пород.
Подверженность механическому воздействию напрямую зависит от того, насколько высоко значение показателя твердости. Чем оно выше, тем меньше вероятность обнаружить царапины даже после длительной эксплуатации.
В таблице ниже представлены численные значения твердости наиболее распространенных древесных пород по Бринеллю. Эти сравнительные данные позволяют понять, какой вид древесного материала имеет наибольшую твердость. Самые твердые древесные породы являются и самыми дорогими: как правило, это экзотические сорта дреесины.
Таблица твердости древесины по Бринеллю
Можно сказать, что твердость древесного материала отражает его способность сопротивляться внедрению инородного тела определенной формы. Условно можно выделить три группы деревьев: мягкие, твердые и очень твердые. Показатель торцовой твердости мягких деревьев равен 40 МПа. К твердым относится древесина с торцовой твердостью в диапазоне от 40 до 80 МПа. Очень твердые породы дерева характеризуются торцовой твердостью свыше 80 МПа.
Показатель твердости древесного материала обязательно должен быть учтен при обработке фрезером или пилой. Также необходимо учесть и то, что вызывают трудности сучки и наросты: их твердость выше, чем у самого дерева.
Показатель ударной вязкости отражает то, насколько хорошо древесный материал способен поглощать работу при ударе, сохраняя при этом целостность. Для его определения проводятся испытания на изгиб. Шарик из стали диаметром 2,5 см сбрасывают с высоты 50 см на небольшой образец древесины. Величина образца зависит от значения показателя твердости дерева: чем меньше твердость, тем больше площадь. В среднем показатель ударной вязкости лиственных пород деревьев превышает в 2 раза показатель хвойных пород. Имеет смысл принимать его во внимание и в случаях, когда древесина подвергается систематическому истиранию и используется в изготовлении лестниц и перил, оформлении пола.
Метод Габриэля Янка
Метод измерения твердости Янка отличается от Бринелля тем, что для испытания берется стальной шарик немного большего диаметра (11.28 мм вместо 10 мм по Бринеллю) + замеряют не образовавшуюся в результате падения шарика лунку, а силу, с которой необходимо вдавить шарик в древесину, чтобы он углубился в нее на 50% своего диаметра.
В таблице не приведены диапазоны, в которых находится значение твердости различных видов древесины. Значения по шкале Янка заимствованы из англоязычных источников и соответствуют древесине после атмосферной сушки, ее влажность при этом составляет 12%.
Порода дерева и особенности климатических условий местности, в которой оно растет, в конечном итоге являются определяющими факторами для твердости древесины, поэтому даже внутри одного и того же образца породы бывает колоссальный разброс значений. В Европейских странах и в России твердость обычно указывается в единицах по шкале Бринелля, а в США широко используются данные по шкале Janka.
Посетители, просмотревшие эту статью, также заинтересовались следующими:
| Название породы | Плотность, кг/м3 | Твердость (коэффициент Бринелля) | Цвет | Свойства | фото |
| Акация | 650-1050 | 3,5-5,4 | заболонь светло-коричневая, ядро-красно-коричневое с черными прожилками | существует много видов акации, которые используются в производстве паркета, мебели, предметов обихода, музыкальных инструментов (гитар), ружейных прикладов |  |
| Береза карельская | 630 | 3,1 | светло-желтоватый с более темными волнистыми переливами | карельская береза — совершенно уникальное дерево с рисунком напоминающим мрамор; множество волнистых переливов светло-желтых оттенков с темными полосками, одним словом, это надо видеть; паркет и мебель из карельской березы смотрятся восхитительно, но материал очень редкий и дорогой |  |
| Береза черная | 670 | 3,1 | нежная цветовая палитра: темные лучи как русла рек врезаются в желтое золото текстуры | паркет из этого вида даевесины будет «бросаться» в глаза, что нужно учитывать при выборе интерьера; массив этого дерева не обладает высокой плотностью и твердостью, следовательно его не стоит использовать в помещениях с очень высокой нагрузкой |  |
| Бук | 650 | 3,8 | светлый, с красноватым оттенком | за счет однородной структуры древесины буковый пол зрительно выглядит спокойным, теплым, даже мягким, хотя бук – твердое прочное дерево; бук хорошо обрабатывается режущим инструментом, хорошо шлифуется |  |
| Вишня | 580 | 3,0 — 3,3 | розово-коричневый, иногда розово-серый | ровноволокнистая с относительно равномерной текстурой древесина; очень декоративная, имеет красивый теплый оттенок, но со времени темнеет; вишня существенно мягче дуба, хорошо поддается всем видам обработки |  |
| Вяз(Карагач) | 560-630 | 3,8 | от серо-коричневого до темно-коричневого с красными прожилками | вяз имеет широкое распространение в Северной Америке и Европе; годичные кольца древесины ярко выражены, благодаря чему вяз считается одной из красивейших европейских пород; из вяза изготавливают мебель, предметы обихода, бумагу |  |
| Граб | 750 | 3,5 | блестящий, жемчужно-белый (или цвета тающего снега),с тонкими песочными нитями | граб — родственник березы, имеет скрученные волокна (свилеватость), что мешает его обработке; годичные кольца выражены слабо; древесина тяжелая, вязкая |  |
| Груша | 700-750 | средняя | имеет розоватый оттенок | текстура древесины тонкая, поры и рисунок годовых колец выражены слабо; сильная тенденция к короблению, поэтому сушка должна производиться достаточно медленно |  |
| Дуб | 700 | 3,7-3,9 | от светло-коричневого до желтовато-коричневого с красивой текстурой на срезе | древесина широко используется для изготовления паркета и досчатых полов; прочная, долговечная, устойчивая к внешним воздействиям древесина; высыхает сравнительно медленно, при ускоренной сушке склонна к трещинообразованию; со временем дуб немного темнеет, что придает оттенок благородной старины длительное время находящемуся в эксплуатации |  |
| Каштан | 600-720 | 3,1 | заболонь — светлая, ядро — темно-коричневое | каштан распространен по всей Европе; текстура древесины напоминает дуб, с четкими тонкими годичными кольцами; однако по физико-механическим свойствам каштан значительно уступает дубу |  |
| Клен | 670 | 4,3 | белый, иногда со слегка желтоватым оттенком; со временем желтеет | клен — изысканный материал для внутренней отделки помещений, создающий подчеркивающе контрастный светлый фон для темной мебели; клен склонен к трещинообразованию, поэтому он требует тщательного соблюдению режима сушки |  |
| Ольха | 420 — 640 | невысокая | золотисто-розовый | древесина мало деформируется при сушке, благодаря чему паркет из нее стабилен к перепадам влажности; ольха не слишком тверда, имеет тонкую структуру |  |
| Орех | 600-650 | 5 | коричнево-серый, с более темными вкраплениями | порода очень декоративна, давно широко применяется для отделки интерьеров и изготовления мебели; орех сравнительно тверд, но достаточно легко обрабатывается; орех устойчив к деформации, трещинообразованию при сушке |  |
| Ясень | 700 | 4,0-4,1 | светлый, слегка желтоватый, с хорошо выраженным характерным рисунком текстуры на срезе | ясень по твердости превосходит дуб, но при этом очень эластичен, поэтому часто используется для спортивных объектов; ясень хорошо поддается механической обработке; древесина склонна к трещинообразованию, поэтому сушка должна поводиться достаточно медленно и тщательно |  |
ударная вязкость, прочность и твердость. Применение древесины :: SYL.ru
В течение нескольких тысячелетий человек использует древесину для многих целей. Она выступает, прежде всего, топливом, а уже после строительным материалом. Из нее изготавливают разные инструменты, неповторимые по красоте предметы мебели и оружие. Из-за сезонных колебаний и в процессе роста ствола образуются годичные кольца, которые позволяют точно определить место произрастания древесины, а также год вырубки.
Состав
При изучении вопроса о древесине обязательно необходимо ознакомиться с ее составом. В ней содержатся органические вещества, в которые входят:
· азот;
· водород;
· углерод;
· кислород.
Элементарный химический состав у разных пород остается почти одинаковым. Абсолютно сухой материал будет содержать углерод в объеме 49,5 %, 6,3 % водорода и 44,2 % кислорода с азотом. Последний содержится в материале в объеме 0,12 %. Элементарный химический состав древесины в области ветвей и ствола почти не отличается. Условия произрастания тоже никак не влияют на содержание основных элементов.
Помимо органических веществ, в древесине имеются минеральные соединения, которые дают при сгорании золу. Количество упомянутого элемента достигает 1,7 %. У отдельных пород объем золы может быть выше и составляет 3,5 %. У одной и той же породы количество золы будет зависеть от части дерева, условий произрастания и возраста, а также положения в стволе.
Больше золы получается при сжигании листьев и коры, а стволовая древесина дуба дает примерно 0,35 %. Древесина ветвей содержит больше золы, чем древесина ствола. В составе золы соли щелочноземельных металлов. Если речь идет о древесине сосны, то в золе, а также в золе березы и ели содержатся соли кальция в объеме 40 %.
По химическому составу ранняя и поздняя древесины почти одинаковы, это относится к содержанию гемицеллюлозы, лигнина и целлюлозы. Ранняя древесина содержит больше веществ, которые растворяются в эфире и воде. Это особенно свойственно лиственнице.
По высоте ствола химический состав меняется мало. В составе дуба не обнаружено почти ощутимых различий по высоте. У осины, ели и сосны в возрасте спелости обнаружено незначительное увеличение содержания целлюлозы.
Механические свойства
Рассматривая механические свойства древесины, вы выделите не только твердость, прочность и ударную вязкость, но и влажность. Последняя может быть относительной или абсолютной. Для практических целей особую важность имеет относительная влажность. Она показывает степень пригодности материала к технологической операции.
Для склеивания лучше использовать материал с влажностью до 6 %. Механические свойства древесины указывают на то, что классифицировать ее можно по относительной влажности на категории. Материал бывает:
· сырым;
· воздушно-сухим;
· полусухим;
· сухим.
Мокрая древесина, абсолютная влажность которой превышает 100 %, образуется при долговременном нахождении в воде. Воздушно-сухая с абсолютной влажностью в пределах от 15 до 20 % образуется при долговременном хранении на воздухе. С увеличением влажности материал становится сложно использовать в производстве. Сырые заготовки хуже склеиваются, а по мере высыхания в изделиях могут появиться щели и трещины. Для предотвращения таких проблем древесина предварительно сушится.
Среди механических свойств древесины следует выделить гигроскопичность. Она представляет собой способность поглощать влагу из внешней среды. Для снижения скорости поглощения влаги поверхность покрывается лаками, эмалями и масляными красками. Максимальная влажность, которую можно достичь при поглощении влаги составляет 30 % при 20 °C. Это значение не зависит от породы.
Нельзя не упомянуть еще и о пористости. Для разных видов этот параметр будет обладать своим значением, но средний разбег составляет 34-80 %. Если рассматривать плотность, то можно выделить плотность древесины и древесного вещества. В последнем случае среднее значение равно 1,54 г/см3.
Дополнительно о механических свойствах: ударная вязкость
Ударная вязкость древесины – это способность материала к поглощению энергии при нагрузке. Свойство обеспечивается пластичностью и вязкостью. Когда испытания проводятся по данной стандартизованной методике, используется маятниковый копер. Он обеспечивает движение бойка, скорость которого составляет 6 м в секунду. Это позволяет определите отношение работы на излом образца к площади поперечного сечения.
Если проводить сравнение мягких лиственных пород с хвойными, у первых ударная вязкость больше в 1,5 раза, тогда как у твердолиственных – в 2,5 раза. Так, для сосны описываемый параметр составляет 41, для граба – 99, для липы – 58 кДж/м2. Если увеличивать скорость нагрузки, то сопротивление изгибу будет возрастать. Иногда описываемое свойство определяется с увеличением высоты падения молота. Если подвергать ударному изгибу модифицированную древесину, то она будет иметь пониженное сопротивление.
Прочность
Прочность древесины – это способность материала сопротивляться разрушению под воздействием нагрузок. Это свойство является одним из основных среди механических. Оно зависит от физического состояния и строения материала. При проведении испытаний прочность древесины определяется максимальным напряжением, которое материал выдерживает без разрушения.
У разных пород описываемая характеристика отличается. Например, у лиственницы при сжатии вдоль волокон предел прочности составляет 64,5 МПа. У сосны и ели – 48,5 МПа и 44,5 МПа соответственно. Если происходит скалывание вдоль волокон, то предел прочности у лиственницы будет равен 9,9, у сосны – 7,5, у ели – 6,9 МПа.
Сжатие древесины
Сжатие древесины может быть направлено вдоль или поперек волокон. В первом случае деформация выражена в укорочении образца. Разрушение начинается с продольного изгиба волокон, которое во влажных образцах из вязких и мягких пород проявляется как выпучивание боков и смятие торцов.
Средний предел прочности при сжатии вдоль волокон древесины составляет 500 кг/см2. Если же сжатие происходит поперек волокон, то прочность оказывается ниже в 8 раз. В этом случае не всегда есть возможность установить момент разрушения материала и определить величину разрушающего груза.
Твердость
Такая характеристика, как твердость будет зависеть от породы. Древесина по этому параметру классифицируется на отдельные группы, среди них:
· материалы средней твердости;
· мягкая древесина;
· очень мягкая;
· очень твердая;
· твердая;
· твердая как кость.
Твердость древесины определяется в Америке и Европе по разным шкалам. В России используется шкала Бринелля. У осины описываемый параметр составляет 4,1, у полевого клена – 4,2. Самая высокая твердость свойственна падуку, в данном случае она составляет 8.
Суть метода определения твердости заключается в вдавливании шарика в поверхность с силой 100 кг. По диаметру лунки и характеру повреждения определяется твердость. Если древесина имеет более высокий коэффициент твердости, то она окажется крепче и надежнее пород с меньшим показателем.
Знакомясь с механическими свойствами древесины, вы сможете понять, что изменения в твердости будут происходить во время работы с заготовками. Например, твердость будет меняться в зависимости от распила. Используя радиальный распил, вы почувствуете более высокую твердость, чем при тангенциальной обработке материала.
Дополнительно о твердости
Это свойство говорит о способности материала сопротивляться внедрению тела определенной формы. У торцевой части твердость выше по сравнению с боковыми поверхностями у лиственных пород на 30 %, а у хвойных – на 40 %.
Все древесные породы по степени твердости разделяются на мягкие, твердые и очень твердые. У последних торцевая твердость превышает 80 МПа. К таким можно отнести:
· железную березу;
· белую акацию;
· кизил;
· фисташки;
· самшит.
Твердость обладает существенным значением при обработке режущими инструментами. Это касается и тех случаев, когда материал подвергается истиранию при устройстве лестниц и полов.
Древесина обладает еще и определенным уровнем износостойкости. Это указывает на способность сопротивляться износу и постепенному разрушению поверхностных зон. Это может произойти при трении. Испытания показали, что износ с боковых поверхностей больше, чем у основания торцевого разреза. С увеличением твердости и плотности износ уменьшается. У влажной древесины он больше, чем у сухой.
Способность к удержанию металлического крепежа
Довольно важным свойством является способность материала удерживать крепления по типу скоб, шурупов и гвоздей. При забивании гвоздя возникают упругие деформации, обеспечивающие силу трения, которая препятствует выдергиванию. Усилие при этом в отношении гвоздя в торце меньше того, что прилагается к гвоздю, забитому поперек волокон.
Область использования
Рассматривая области применения древесины, вы выделите то, что описываемый материал был первым видом топлива, который открыли древнейшие люди. Сегодня описываемое сырье используется для получения:
· древесного угля;
· щепы;
· дров;
· древесных гранул;
· древесной пыли;
· брикетов.
Спрессованный и измельченный материал обладает более высокой плотностью, что повышает коэффициент его полезного действия. Такое биотопливо выгодно отличается от дров ведь перевозить его рационально, но не всегда удобно и может быть опасно, так как оно воспламеняется и крошится.
Ценная древесина используется в строительстве, мебельном производстве, в авиа- и судостроении, а также при производстве бумаги. Этот материал ложится в основу:
· строительных лесов;
· перекрытий;
· потолков;
· срубов;
· опалубки;
· ферм;
· стен;
· дверей;
· окон.
Применяется древесиной еще и в качестве отделочного материала. Она поставляется на рынок в виде:
· вагонки;
· плинтусов;
· паркета;
· фанеры;
· уголков;
· галтелей;
· паркетных щитов.
Переработка
Переработка древесины может осуществляться одним из нескольких способов, среди них:
· химико-механический;
· механический;
· химический.
Механическая технология переработки предусматривает изменение формы строганием, пилением, лущением, фрезерованием, точением, сверлением, раскалыванием, резьбой и измельчением. При механической обработке есть возможность получить товары народного потребления и промышленного назначения.
Древесина может быть подвергнута механическому истиранию, что позволяет получить волокнистые полуфабрикаты. Переработка древесины может вестись по химико-механической технологии. Это позволяет получить промежуточный продукт из материала, однородного по размерам и составу. Поверхность покрывается связующим веществом.
Под воздействием давления и температуры происходит реакция полимеризации связующего, в результате этого промежуточный древесный продукт склеивается. При такой переработке получаются:
· цементно-стружечные плиты;
· древесностружечные материалы;
· столярные изделия;
· фибролит;
· арболит.
Химическая переработка осуществляется методом термического разложения и воздействия: растворителей кислот, щелочей, кислых солей, сернистой кислоты. Эта технология называется пиролизом или термическим разложением. Сырье нагревается при высокой температуре без доступа кислорода. Это позволяет получить продукты в разных состояниях, среди них:
· газообразные;
· жидкие;
· твердые.
Наибольшее практическое значение из них имеет древесный уголь.
Использование в целлюлозно-бумажном производстве
Если вас интересует вопрос о том, что делают из древесины, то вы можете ближе ознакомиться целлюлозно-бумажным производством. Оно предусматривает получение картона и бумаги, где используются волокнистые полуфабрикаты. Они представлены целлюлозой и древесной массой.
Для нужд такого производства используется примерно 93 % целлюлозы. Остальная часть выступает сырьем для химической переработки на ацетатное или искусственное вискозное волокно, бездымный порох, пластмассу, кинопленку, целлофан и другие продукты.
Переработка для получения древесноволокнистых плит
Если вы все еще интересуетесь вопросом о том, что делают из древесины, то должны знать, что в процессе переработки получаются плиты, которые нашли свое применение в малоэтажном стандартном домостроении, судо- и автомобилестроении, при производстве контейнеров, мебели и ящиков. Древесное сырье предварительно измельчается в мелкую щепу, что позволяет получить древесноволокнистые плиты.
Описание основных сортов хвойных пород и их применение
Хвойная древесина включает кедр, который является высокодекоративной культурой. Он применяется в ландшафтном дизайне, а характеристики этих пиломатериалов делают дерево самым востребованным в строительстве. Кедр является естественным антисептиком, поэтому в доме, выстроенном из этого сырья, будут отсутствовать бактерии.
Лиственница является листопадным хвойным деревом, наиболее прочным из распространенных хвойных лесоматериалов. Предел прочности составляет 105 Н/мм2. Благодаря этому сырье популярно при производстве досок для пола, вагонки и террасной доски. Издавна из лиственницы строили корабли. В ней высоко содержание смол, она обладает внушительной крепостью, поэтому сохраняет первоначальные характеристики под воздействием влажности.
Сосна уступает лиственнице по прочности – 100 Н/мм2. Но иногда это становится преимуществом, ведь обработке материал подается легче. Сосна – это универсальное сырье, из которого изготавливают половую доску, имитацию бруса и евровагонку.
Прочность ели ниже и составляет 80 Н/мм2. Но она отличается высокой пластичностью, поэтому распространена при производстве профилированных лесоматериалов. Сосна и ель имеют повышенную смолистость, которая играет защитную роль. Древесина не подвергается воздействию влаги, жучков и грибков. Это сырье обладает высокой податливости и легко обрабатывается.
Сосновые и еловые пиломатериалы выбираются для изготовления сложных и небольших конструкций по типу балконов и перил. Незначительная плотность позволяет пропитать брус и доски составом для увеличения прочности и долговечности. Если построить из ели или сосны загородный дом, то он будет готов простоять до 50 лет. Тогда как если использовать кедр, то срок службы здания увеличится в два раза.
Область использования легкого древа
Самой легкой древесиной является бальза. Она относится к семейству мальвовых и произрастает в Южной Америке. Из этого сырья был построен плот норвежского путешественника, на котором он совершил путь через тихий океан. Сверхлегкая древесина используется в авиационной промышленности в качестве материала для звуко- и теплоизоляции.
Применяется бальза в судостроении и судомоделировании. Сырье ложится в основу досок для серфинга. Используется для изготовления:
· макетов;
· декораций;
· оборудования для спасения на водах;
· поплавков.
Легкость обусловлена быстротой роста. К пяти годам дерево становится взрослым. Крупные растения обладают прочной и легкой древесиной, которая считается самой легкой в высушенном состоянии. В свежесрубленном виде древесина тяжелая, так как содержит до 95 % воды. Материал быстро высыхает и становится плотным, довольно крепким и легким. При сравнении с популярной сосной конструкции из бальзы получаются более прочными, жесткими и легкими.
Бальза легко поддается обработке, но требует для этого специального инструмента с малым углом заострения и тонким лезвием. Окрашиванию детали из древесины подаются плохо, что особенно касается красок и лаков. Возможно использование смеси и на водной основе или составов в виде спиртовых протрав.
В заключение
В обыденной жизни древесина – это внутренняя часть дерева под корой. Для древесины наиболее важными и основными являются свойства по типу механических, физических и химических. Среди физических следует выделить влажность и внешний вид, а также тепловые и звуковые свойства. Древесина – это материал с анизотропными свойствами, которые не являются одинаковыми по направлению относительно волокон. Так, усушка вдоль волокон меньше, чем поперек.
Твердость древесины по Бринеллю — крупнейший поставщик деревянных напольных покрытий, межкомнатных и входных дверей, предметов интерьера, мебели и светильников премиум-класса
21
АВГУСТА
2016
Твердость древесины по Бринеллю
При выборе доски для паркета в первую очередь следует обращать внимание на твердость древесины – ее определят методом Бринелля. От того, насколько твердое дерево, зависит прочность напольного покрытия – его устойчивость к вдавливанию каблуков и других предметов, царапинам, стиранию и прочим повреждениям.
Чтобы определить твердость по Бринеллю экспериментальным путем, в древесину вдавливают стальной шарик, при этом четко рассчитывая силу, замеряют размеры полученного углубления и соотносят их с коэффициентом Бринелля. Тем прочнее дерево, чем этот показатель выше.
От чего зависит твердость древесины
В нашей таблице вы можете найти приблизительные значения, приведенные для каждой породы дерева. Однако следует помнить, что все показатели не точны – дерево одного и того же вида может иметь разные значения, поскольку на твердость влияют еще и следующие факторы:
-
условия произрастания: уровень влажности, температурный режим – деревья на холоде растут медленнее, для защиты крона делается плотнее, соответственно, сама древесина становится более твердой и прочной;
-
возраст дерева – с возрастом плотность древесины увеличивается, поэтому для наиболее прочных изделий и напольных покрытий мастера стараются использовать деревья «постарше»;
-
место вырезки древесины – в некоторых деревьях ствол имеет различную плотность: у сердцевины она может быть выше, а к коре уменьшаться, и наоборот;
-
способ распила пола – в зависимости от того, как был выполнен распил ствола дерева для производства паркетной доски, она может быть более или менее твердой.
Распил древесины производится тремя способами: радиальным, тангенциальным и поперечным. При радиальном распил осуществляется вдоль, по перпендикуляру к годичным кольцам дерева, которые на поверхности доски имеют почти прямой угол. Такой способ позволяет добиться наиболее высоких показателей твердости. Тангенциальный распил также выполняется продольно, однако не по перпендикуляру, соответственно, на лицевой поверхности образуются своеобразные узоры из годичных колец. При поперечном распиле дерево разделяется перпендикулярно к стволу и направлению волокон.
Твердость измеряется в HB – расшифровывается как Hardness Brinell (твердость Бринелля). В таблицах чаще всего не указываются единицы измерения, иногда можно встретить показатель МПа. 10 МПа – это 1 НВ, также равняется 10 Н/кв.мм.
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.
К мягким породам относятся хвойные – ель, сосна, кедр и пихта – а также липа, ольха, тополь и осина. Их коэффициент твердости достигает 38,6 МПа.
Деревья средней степени твердости с показателями до 82,5 МПа – это береза, бук, ясень, клен, карагач, лиственница и некоторые фруктовые.
И наконец, самые твердые породы, из которых изготавливают террасные доски и другие прочные покрытия, имеют значение от 82,5 МПа и выше. К ним относятся граб, акация, береза, кизил и самшит.
Разумеется, существуют и другие породы древесины, которые применяются для производства паркетных планок, но вышеперечисленные используются наиболее широко. Показатели других деревьев, в том числе, таких экзотических, как мербау, гикори, кумару, сукупира, вы можете найти в нашей таблице.
| Порода дерева | Твердость по Бринеллю | Плотность, кг/м3 | Тенденция к изменению цвета |
| Акация | 7,1 | 800 | От бело-желтого до бело-розового |
| Бамбук | 4,8 | 650 | Становится глубже |
| Береза | 3 | 600 | Становится глубже в красновато-желтый оттенок |
| Береза карельская | 3,5 | 750 | |
| Бук | 3,8 | 650 | Светлеет |
| Венге | 4,2 | 900 | Темнеет до кофейно-коричневого |
| Вишня | 3,2 | 580 | От светло-розового, до глубокого красноватого тона |
| Гевея | 3,5 | 1000 | |
| Гикори | 3,7 | 815 | |
| Граб | 3,7 | 750 | |
| Груша | 4,2 | 680 | Краснеет |
| Дуб | 3,7 | 750 | Становится глубже |
| Дуссия | 4,5 | 122 | Темнеет до красновато-коричневого |
| Зебрано | 3 | 750 | Незначительно темнеет |
| Ильм | 3,3-3,5 | 650-750 | |
| Ипе | 5,9 | 960 | Незначительно темнеет |
| Ирокко | 3,5 | 700 | Темнеет до коричневого |
| Каслин Орех | 3,5 | 700 | Темнеет до табачно-коричневого |
| Каштан | 3,7 | 700 | Темнеет |
| Кедр | 4 | 370 | |
| Кемпас | 4 | 880 | Темнеет |
| Клен | 3,5 | 600 | |
| Клен Канадский | 4,8 | 720 | Становится глубже |
| Кумару | 5,9 | 950 | Незначительно темнеет |
| Лапачо | 5,9 | 960 | Незначительно темнеет |
| Лиственница | 2,6 | 500 | Приобретает оттенок серого |
| Макоре | 3 | 640 | |
| Мербау | 4,9 | 840 | Темнеет и приобретает насыщенный оранжево-коричневый оттенок |
| Окан | 5,3 | 960 | Темнеет до красно-коричневого |
| Олива | 6 | 880 | Незначительно темнеет |
| Ольха | 2,7 | 420 | От бело-желтого до желтого |
| Орех | 3,5 | 630 | Темнеет, приобретает чуть золотистый оттенок |
| Орех Американский | 5 | 660 | Незначительно светлеет |
| Падук | 5,4 | 750 | Темнеет |
| Палисандр | 3,5 | 700 | Приобретает темно-синие оттенки |
| Пальма | 3,5 | 550 | |
| Платан | 3 | 550 | Незначительно светлеет |
| Рокфа | 4,5 | 950 | Темнеет до шоколадно-коричневого |
| Сапели | 4,1 | 650 | Темнеет |
| Сосна | 2,5 | 520 | Темнеет |
| Сукупира | 4,5 | 850 | Темнеет, приобретает чуть золотистый оттенок |
| Тауари | 3,8 | 720 | Темнеет до темно-коричневого с розовым или золотистым оттенком |
| Тигровое дерево | 4,7 | 970 | Темнеет до оранжевого |
| Тик | 3,6 | 800 | Незначительно темнеет |
| Эбен | 8 | 1100 | Темнеет |
| Яблоня | 3,5 | 550 | |
| Ярра (эвкалипт) | 5 | 900 | Темнеет |
| Ясень | 4,1 | 700 | Незначительно светлеет |
| Ятоба | 7,7 | 840 | Темнеет до красных оттенков |
Какая древесина твердая? Твердость древесины, таблица, инфографика. Блог Идеи Монблан Декор
Твердость древесины — один из показателей, который принято учитывать при оценке паркета. Причины понятны — чем тверже доска, тем труднее ее повредить: оставить царапину или вмятину от упавшего предмета.
Какая древесина сама твердая?
Мы отобрали 25 пород и сравнили их по так называемой шкале Бринелля. Чем выше показатель — тем прочнее доска. Как видно из инфографики и таблицы: «традиционные» дуб и ясень — далеко в конце списка. А впереди экзотические породы, твердость которых обусловлена особенностями климата, в котором они произрастают.
Прессованный бамбук — возглавляет список с большим отрывом. При этом, в списке древесины эта порода находится условно, поскольку является по сути тростником. Но мы включили бамбук в таблицу, поскольку бамбуковый паркет распространен и является синонимом самого крепкого деревянного пола.
Если же не брать бамбук в расчет, то самой твердой древесиной окажутся эвкалипт, оливковое дерево и кумару. Ясень тверже дуба, но он только на 16-м месте. Дуб — 18-й по твердости.
Твердость древесины: инфографика
Твердость не равно долговечность
Вообще говоря, изначальная твердость древесины — это, лишь, один из показателей и он не всегда означает долговечность. Например лиственница по своим изначальным характеристикам — одна из самых мягких пород, но становится твердой со временем — под действием воды или при продолжительной повышенной влажности.
Еще более характерный пример: красный канадский кедр. У этой древесины минимальная плотность и прочность, поэтому в качестве паркета ее использовать нет смысла, однако ее характерная особенность — чрезвычайная долговечность, поэтому ее используют во внешней отделке зданий. Кроме того, из-за отсутствия смол и той же низкой плотности красный канадский кедр почти не нагревается, а потому его используют при отделке бани или сауны.
Твердость древесины, сравнительная таблица
| Дерево | Плотность по шкале Бринелля |
| Бамбук прессованный | 14,5 |
| Ярра (эвкалипт) | 6,0 |
| Оливковое дерево | 6,0 |
| Кумару | 5,9 |
| Акация Азиатская | 5,0 |
| Ормозия | 5,0 |
| Амарант | 5,0 |
| Кемпас | 4,9 |
| Бамбук горизонтальный | 4,7 |
| Гикори | 4,3 |
| Боссе | 4,2 |
| Венге | 4,2 |
| Зебрано | 4,2 |
| Мербау | 4,1 |
| Одум | 4,1 |
| Ясень | 4,1 |
| Палисандр | 4,0 |
| Дуб | 3,8 |
| Бук | 3,8 |
| Клен | 3,6 |
| Каслин | 3,4 |
| Тик | 3,4 |
| Ильм | 3,4 |
| Орех | 3,0 |
| Береза | 2,9 |
Что такое метод Бринелля?
Метод Бринелля, по которому определяется твердость древесины, заключается в следующем. Берется стальной шарик диаметром 10 мм и вдавливается в поверхность с определенной силой и продолжительностью. На основе глубины получившейся вмятины и рассчитывается твердость по Бринеллю.
Твердость древесины — это… Что такое Твердость древесины?
- Твердость древесины
61. Твердость древесины
E. Wood hardness
F. Durete du bois
Способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел
Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.
- твердость горной породы
- твердость лакокрасочного покрытия
Смотреть что такое «Твердость древесины» в других словарях:
твердость древесины — Способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. [ГОСТ 23431 79] Тематики древесина (строение и свойства) Обобщающие термины физико механические свойства древесины и их показатели EN wood hardness FR durete du bois … Справочник технического переводчика
Статическая твердость древесины — 62. Статическая твердость древесины E. Wood static hardness F. Durete statique du bois Твердость древесины при постепенном внедрении более твердых тел Источник: ГОСТ 23431 79: Древесина. Строение и физико механические свойства. Термины и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Ударная твердость древесины — 63. Ударная твердость древесины E. Wood shock hardness F. Durete de choc Твердость древесины при мгновенном внедрении более твердых тел Источник: ГОСТ 23431 79: Древесина. Строение и физико механические свойства. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Твердость — свойство материалов сопротивляться пластической деформации или хрупкому разрушению в поверхностном слое при местных контактных силовых воздействиях. Источник: РД 03 380 00: Инструкция по обследованию шаровых рез … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Твердость — – свойство материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Например, по шкале МООСа все природные минералы делятся на 10 групп по твёрдости. [Словарь архитектурно строительных терминов] Твердость… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Твердость абразивного инструмента — Твердость абразивного инструмента – свойство связки оказывать сопротивление прониканию в абразивный инструмент другого тела. Примечание. В зависимости от значений показателей твердости различают степени твердости абразивного инструмента.… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Твердость горной породы — – параметр характеризующий сопротивляемость поверхностного слоя горной породы разрушению или деформированию. [ГОСТ Р 50544 93] Рубрика термина: Свойства горной породы Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Твердость покрытия — – способность высохшей пленки покрытия сопротивляться механическим воздействиям: удару, вдавливанию, царапанию. [ГОСТ 28246 89] Рубрика термина: Общие, краски Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Ударная твердость — 5. Ударная твердость По ГОСТ 23431 79 По ГОСТ 16483.16 81 Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Вес древесины — имеет большое значение при исследовании ее качеств, так как в связи с ним находятся весьма важные ее технические свойства: твердость, прочность, теплотворная сила, степень усушки и разбухания и др. 1) В. древесины зависит от В. чистой древесной… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Твердость древесины
Навигация:
Главная → Все категории → Древесина
По степени твердости породы делят на три группы: мягкие. (торцовая твердость 40 МПа и менее): сосна, ель, кедр, липа, осина, тополь; твердые (торцовая твердость 40,1…80 МПа): лиственница, береза, бук, вяз, клен, ясень, яблоня, дуб; очень твердые (торцовая твердость более 80 МПа): граб, кизил, самшит, тис.
Твердость древесины определяют двумя методами: статическим и ударным. В обоих случаях твердость оценивают путем вдавливания сферического индентора в испытуемую древесину.
Статический метод. Сущность метода заключается в определении нагрузки, необходимой для внедрения сферического индентора в древесину на заданную глубину (ГОСТ 16483.17—81). Испытания проводятся на образцах в виде прямоугольных призм поперечным сечением 50×50 мм и длиной не менее 50 мм. При этом необходимо указывать, твердость какой поверхности древесины измеряют (торцовой, радиальной или тангенциальной), так как значения твердости по разным поверхностям заметноразличаются (торцовая твердость выше на 30-40% твердости, радиальной и тангенциальной).
Для испытания используют испытательную машину с наибольшей предельной нагрузкой 50 кН и приспособление (рис, 16.6), состоящее из корпуса, внутри которого свободно движется пуансон с наконечником, имеющим сферический индентор 4 с радиусом (5,64± 0,01) мм. Глубина погружения индентора фиксируется индикатором часового типа 2 с погрешностью измерения не более 0,01 мм.
Образец помещают в приспособление, располагая сферический индентор на пересечении диагоналей верхней грани образца. После чего приспособление устанавливают в испытательную машину и снимают показания с индикатора. Затем на пуансон подают нагрузку так, чтобы сферический индентор вдавливался с постоянной скоростью (3…6 мм/мин) в древесину. В момент погружения индентора на глубину 5,64 мм измеряют усилие по силоизмерителю испытательной машины.
Рис. 16.6. Приспособление для определения твердости древесины:
1 – пуансон; 2 — индикатор; 3 – корпус; 4 – сферический индентор; 5 – образец древесины
Ударный метод. Сущность метода заключается в измерении площади проекции отпечатка от удара шарика, свободно падающего с заданной высоты, и вычислении ударной твердости, как отношения потенциальной энергии шарика к площади проекции отпечатка.
Для испытаний используют образцы в виде прямоугольных призм сечением 20×20 мм и длиной вдоль волокон 150 мм и специальный прибор. Образец 5 с наложенной на него копировальной бумагой устанавливают на прибор и закрепляют устройством 4 для прижима образца. Стальной шарик 2 диаметром 25 мм пускают свободно падать через держатель 3. Высота падения шарика 500 мм.
Похожие статьи:
Прочность древесины
Навигация:
Главная → Все категории → Древесина