Выбор прочности — Экспертный гид по твердым породам для строительства и изготовления мебели

Какая древесина подойдет для изготовления мебели и других предметов интерьера, а какая – для внешнего и внутреннего оформления стен? Что лучше выбрать, будет зависеть от характеристик каждой конкретной породы. В этой статье мы рассмотрим один из показателей, который влияет на сферу применения материала. Речь пойдет о твердости дерева.

Что такое показатель твердости и как его измеряют

Под твердостью или прочностью подразумевают механические свойства древесины, а точнее – ее способность сопротивляться разрушению, вызванному внешним воздействием. Чем выше прочность, тем более мощную нагрузку дерево способно перенести.

Популярный способ, с помощью которого измеряют прочность древесины, называется «метод Бринелля». Вот в чем его суть. Металлический шарик диаметром в 10 мм вдавливают в пиломатериал при помощи пресса. Во время процесса сила надавливания регулируется – она сопоставима с массой в 100 кг. Далее измеряют глубину созданного шариком отпечатка и по специальной формуле высчитывают показатель твердости. Единица его измерения – 1 НВ.

От чего зависит твердость древесины

На величину этого показателя влияют несколько факторов.

• Влажность. Дерево, выросшее в сухих условиях, тверже растений с болотистых почв.
• Возраст. Молодые представители флоры более мягкие и податливые в сравнении со взрослыми деревьями.
• Условия произрастания. Замечено, что прочность древесины из северных широт значительно превышает этот показатель южных «собратьев».
• Участок дерева, выбранный для заготовки. Сердцевина уступает коре по твердости.
• Способ распила. Различают торцевой, тангенциальный и радиальный распил.

Важно понимать, что и воздействие на деревянные изделия бывает разным. К примеру, прочность древесины на сжатие вдоль волокон значительно выше, чем при условии приложения силы на сжатие поперек волокон.

Преимущества и недостатки твердых пород дерева

 Как известно, безупречных материалов не существует. Всегда будет в чем-то «плюс», а в чем-то «минус». Это же касается и твердых пород. В чем заключаются их сильные и слабые стороны?

 Достоинства:

• изделия не требуют дополнительных пропиток;
• панели отличаются износостойкостью и долговечностью;
• изготовленные предметы обладают неповторимой текстурой.

Знаете ли вы? Существует такое понятие, как упругость древесины. Так называют способность изделия возвращаться в исходную форму после устранения нагрузки. Чем плотнее материал, тем он более упругий.

 Недостатки:

• твердую древесину невероятно трудно обрабатывать;
• изделия отличаются высокой стоимостью;
• они с трудом могут называться универсальными – такое сырье подходит не для всех типов мебели и напольного покрытия.

Степень твердости деревьев, хара́ктерных для России

Механические свойства древесины разных видов заметно отличаются. Нередко представители лиственных пород более крепкие. Узнаем, какую прочность древесины имеют распространенные в России деревья, часто используемые в строительстве и в быту.

Лиственница. Среди хвойных пород она является бесспорным лидером, хотя показатель ее прочности по Бринеллю равен 2,6 балла. Древесина имеет уникальное свойство – ее твердость увеличивается при прямом контакте с водой. Она не склонна к гниению. Однако материал нелегко поддается обработке по причине высокой вязкости.

Дуб. В представлении многих это дерево – эталон прочности. По шкале Бринелля дуб набирает 3,8 балла. Материал устойчив к влаге, не подвергается гниению, по склонен к деформации. Легко поддается обработке: дуб удобно резать и полировать. Отдельными характеристиками обладает мореный дуб – это деревья, которые провели несколько лет на дне водоема. Сфера применения дубовой древесины – изготовление бочек, предметов мебели, производство паркета.

Ясень. Удивительно, но его предел прочности оценивается в 4,0 НВ. Это больше, чем у дуба, но по структуре они схожи. Ясень отличается вязкостью, высокой прочностью, ему не свойственно появление трещин. Легко обрабатывается инструментами. Служит сырьем для мебели, досок различного назначения и фанеры.

Граб. Его оценка – 3,7 балла по Бринеллю. Он прочен почти так же, как дуб. Но граб имеет свои особенности в строении волокон, поэтому обрабатывать его не всегда легко.

Далее распределим породы дерева по твердости. Информация по каждой разновидности представлена в таблицах.

Мягкие

Сразу стоит отметить, что мягкая древесина находит свое применение не в строительстве и отделке, а в сфере декора. Из нее легко изготовить резные статуэтки, красивые аксессуары для интерьера, сувенирную продукцию. Какие же деревья относятся к наиболее мягким?

Средней мягкости

Каждое из перечисленных ниже – это вполне прочное дерево, способное выдерживать умеренные нагрузки.

Твердые

Твердые породы дерева могут быть задействованы в разных сферах, в том числе для производства мебели и решения многих строительных задач, и даже в некоторых областях промышленности.

Твердое дерево не только красиво выглядит в изделиях, оно также обеспечивает их долговечность и износостойкость.

Гидравлический пресс против самого прочного дерева

Плотность древесины

Прочность древесины напрямую связана с еще одним параметром – ее плотностью. Плотностью принято называть соотношение массы и объема материала. Измеряется плотность в кг/м3. Чтобы сравнение было объективным, в расчет принимают древесину с влажностью 12%. Выделяют три большие группы материалов:

• с малой плотностью (до 510 кг/м3) – тополь, липа, осина, каштан, орех, ива;
• со средней плотностью (550–740 кг/м3) – лиственница, береза, груша, платан, яблоня;
• с высокой плотностью (более 750 кг/м3) – акация, граб, самшит, кизил.

Знаете ли вы? Предел прочности древесины, то есть максимальная нагрузка, которую она выдерживает, зависит и от уровня влажности. Если повышается количество связанной влаги (она присутствует в клеточных оболочках), прочность дерева снижается. Однако, когда достигается верхний порог гигроскопичности (это около 30%), дальнейшее повышение влажности не влияет на прочность.

Стабильность древесины к воздействию влаги

Условно разные породы древесины можно разделить на несколько групп по их отношению к воздействию влаги:

1. Абсолютно стабильная – не поддается деформации при значительных колебаниях влажности (тик, ироко).
2. Стабильная – почти не деформируется при небольших перепадах влажности (американская вишня, дуб, кедр, мербау, европейский орех, тис, шелковица).
3. Относительно стабильная – допускает небольшие изменения при незначительных перепадах влажности (береза, лиственница, махагон, оливковое дерево, палисандр, эвкалипт, ятоба).
4. Средне-стабильная – поддается деформации при незначительном колебании влажности (акация, бамбук, венге, вяз, груша, ель, клен, пихта, сукупира, черешня, яблоня, ярра).
5. Нестабильная – претерпевает значительные изменения при малых колебаниях уровня влажности (бук, граб, полевой клен, липа, ольха, осина, тополь, черемуха).

Где стоит использовать твердые породы

Учитывая механические свойства древесины твердых пород, ее используют для решения многих задач.

• Строительство: возведение домов из деревянных брусьев или обшивка внутренних и наружных стен вагонкой.
• Укладка напольного покрытия: производство прочного паркета или ламината.
• Изготовление мебели: всевозможные шкафы, комоды, кровати, кухонные столы – это далеко не полный перечень вариантов.
• Создание узкопрофильных предметов: шахматные фигуры, трости, сувениры, музыкальные инструменты.

Кроме того, из самых прочных материалов производят детали для заводского оборудования. Их используют для возведения мостов и изготовления шпал для железной дороги.

Какие породы самые твердые в мире

Твердость древесины по шкале Янка кг/см2

Если не ограничиваться видами, растущими в российских лесах, можно составить внушительный список деревьев, поражающих своей твердостью.

Абсолютный лидер в категории «твердые породы древесины» – это эбеновое дерево. Его показатель по шкале Бринелля составляет 8 баллов. Эбен чаще всего применяют в мебельной промышленности.

Следующую позицию в этом рейтинге занимает ятоба. Дерево растет в тропических лесах Южной и Центральной Америки. Прочность древесины по Бринеллю – 7 баллов. Ятоба может довольно быстро расти и достигать в высоту до 40 метров. Спустя примерно неделю после спиливания заготовка приобретает стабильный кирпично-красный цвет.

Ярра амазонская набрала 6 НВ. Доски из этого дерева получаются достаточно гибкие, но придать им идеальную форму проблематично. Такие панели нередко используют при изготовлении лодок. Также ярра достойно проявит себя в строительстве жилых домов во влажных условиях.

Удивительно устойчиво к биологическому поражению и красиво по своей текстуре дерево сукупира. Оно содержит много эфирных масел, которые и защищают древесину от поражения насекомыми. Показатель прочности приближается к 5,6 баллам. Сукупира легко поддается шлифовке и полировке, поэтому паркет из нее бесподобен.

В южных регионах Европы и Малой Азии произрастает европейский орех. Его оценка по Бринеллю – 5 НВ. Древесина благородного оттенка применяется для изготовления элитной мебели. Однако орех нуждается в дополнительной обработке – он уязвим к поражению древоточцами.

Необычный представитель африканского континента – мутения. При разрезе ствола ярко видны лучи фиолетового цвета, которые образуют уникальный древесный рисунок. С течением времени изделия из мутении приобретают приятный блеск. Ее используют для настила полов и производства мебели. По шкале твердости оценивается в 5 баллов.

Мербау с твердостью в 4,9 балла не боится воздействия воды, не разбухает и не рассыхается. Его древесиной, которая относится к экзотическому виду, можно обшить ванную комнату. Неплох и паркет из мербау. Долговечным будет даже жилой дом из этой породы.

Африканский венге оценивается в 4,2 НВ. Содержит минеральные компоненты и масла, которые затрудняют процесс обработки. Тем не менее его устойчивость к гниению и эстетичный внешний вид перекрывают эти недостатки.

Невозможно перечислить все виды деревьев, которые применяются человеком для тех или иных целей. И все же данный обзор показал, что в мире есть немало представителей флоры с отменными эксплуатационными характеристиками. Сфера их использования очень широка, есть возможность подобрать материал под любой вкус и бюджет.