Породы дерева. Самые прочные деревья в мире

Для определения твердости материалов (в том числе древесины) используют различные методы. Для определения твердости чаще всего проводят испытания по методам Бринелля и Роквелла.

По методу Бриннеля в материал под нагрузкой вдавливают стальной шарик, затем измеряют глубину вдавливания. После этого по формулам вычисляют твердость в единицах, обозначаемых НВ.

При изучении твердости по Роквеллу в материал вдавливается также стальной шарик или (для наиболее твердых материалов) алмазный конус. Твердость, в зависимости от используемой шкалы измерений, обозначается как HRA, HRB и HRC.

По результатам измерений составлен перечень видов древесины по твердости. Ниже приводится перечень пород древесины, от более твердых до самых мягких (по Бринеллю).

Ятоба

Это тропическое дерево имеет очень прочную древесину, ее твердость равна 7НВ. Родина ятобы – влажные тропики Южной и Центральной Америки. Древесина достаточно светлая, сероватая в заболони. Сердцевина имеет красный, красно-коричневый или темный оранжевый цвет, в нем наблюдается желтая, оранжевая и красная полосчатость. Распил дерева темнеет в течение 6 -7 дней и становится кирпично-красным. Ятобу называют «бразильской» или «южноамериканской вишней».

Высота зрелого дерева достигает 40 метров. Древесина идет на изготовления мебели, напольной и паркетной доски. Из ятобы делают элементы декоративной отделки интерьера.

Сукупира

Твердость древесины равна 5.6НВ. Сукупира растет только в тропических лесах Амазонии. Высота зрелого дерева достигает 30 метров. Ядро ствола состоит из красно-коричневой «тусклой» древесины. Внешняя часть, заболонь, более светлая, белесая. В распиле ясно видны желтые полосы паренхимной материи. Текстура сукупиры своеобразна и отличается от структур других пород древесины. Она красива, а маслянистые вещества, содержащиеся в древесине, делают ее устойчивой к разрушению жуками древоточцами и грибами. Используется сукупира для изготовления напольной доски, паркетной доски и мебели. Древесина с трудом поддается распиловке, но хорошо принимает шлифовку и полировку.

Мутения

Твердость древесины мутении — 5НВ.

Это дерево растет во влажных тропиках Западной Африки. Оно вырастает 60 м в высоту. Древесина мутении коричневая, как у грецкого ореха, оливковая с коричневатым оттенком. Особенную красоту материалу придают «лучи» фиолетового цвета. По структуре древесина мутении похожа на древесину тика.

Мутения используется для изготовления напольной доски, мебели и элементов внутренней отделки зданий.

Мербау

Твердость древесины мербау составляет 4.9НВ. Родина мербау – влажные тропики Папуа и Новой Гвинеи и леса юго-востока Азии. Взрослое дерево мербау вырастает до 30 метров. Древесина плотная (вес кубического метра достигает 800 кг), сердцевина окрашена в светлый оранжевый цвет или желтый цвет. Заболонь мербау светло-желтая. Дерево со временем темнеет, становится бронзовым или коричневым, с серебристым отливом. Волокна прямые или извилистые, они создают красивую текстуру. Мербау устойчиво к воздействию влаги и пригодно для декорирования ванных комнат. Из древесины мербау делают паркетную доску, мебель, из нее строят прочные, долговечные здания.

Клен канадский

Существует 200 клена, произрастающего в Евразии и Северной Америке. Древесина канадского клена имеет твердость, равную 4.8НВ.

Клен вырастает в высоту до 20 метров. Древесина его белая, однородная по структуре, с хорошо заметными годичными кольцами. На срезе ясно видны сердцевидные лучи светлой серой окраски. Клен не набухает от воды и хорошо гнется при обработке паром.

Большая часть кленовой древесины идет на изготовление мебели, паркетной доски, оружейных прикладов, фанеры, музыкальных инструментов, шкатулок, резных изделий народных промыслов, старинной деревянной посуды. Клен хорошо режется и легко полируется.

Ярра австралийская эвкалиптовая

Твердость ярры австралийской по Бриннелю — 4.7-5 HB. Дерево вырастает до 35-40 м, до высоты примерно 20 м вообще не имеет сучков, что положительно влияет на качество древесины. Цвет древесины у молодых деревьев разнообразен – от розоватых до насыщенных фиолетовых оттенков. У зрелых деревьев древесина темно-красная. Спил на воздухе темнеет, становясь багрово-красным. Изделия из этого дерева очень красивы, но готовый материал склонен к растрескиванию и изменению формы при сушке. Поэтому обработка пиломатериала ведется после высушивания. Ярра хорошо режется и полируется. Из древесины делают шпон, паркет, мебель, музыкальные инструменты, спортивный инвентарь. В Австралии из нее строят мосты, здания, причалы, телеграфные столбы.

Ярра амазонская

Твердость ярры амазонской около 6НВ, ее родина – Южная Америка. Ярра амазонская имеет темный красноватый или сливовый цвет сердцевины. Заболонь дерева более светлая желтоватая, либо коричневатая. Древесина ярры амазонской темнеет от воздействия воздуха и влаги, ее текстура состоит из мелких волокон, резкой границы между заболонью и сердцевиной не наблюдается. Ярра амазонская обрабатывается тяжело, но хорошо полируется и гнется. Эта древесина используется как материал для строительства зданий и лодок, из нее делают мебель и самые разнообразные вещи.

Розовое дерево

Твердость розового дерева – 4.4НВ, растет оно только в лесах Гватемалы и Бразилии и дает один из самых дорогих видов древесины. Высота взрослого дерева — 25-28 метров. Древесина имеет запах свежих роз и яркую окраску (розовая и темно-красная, полосчатая сердцевина и желтая заболонь). Из стружки розового дерева получают ароматическое масло, которое используется в парфюмерной промышленности и косметологии.

Розовое дерево прекрасно высушивается, пилится, режется и отлично полируется. Из него делают декоративные ящики и шкатулки для сигар (хьюмидоры), музыкальные инструменты, сувенирную продукцию и деревянные элементы подарочного оружия, декоративные элементы интерьера.

Ясень

Твердость древесины ясеня – 4НВ. Это очень распространенная порода дерева, оно растет повсеместно в Европе и Азии (ясень европейский) и на американском континенте (ясень американский). Зрелое дерево вырастает до 35 и более метров в высоту. Древесина молодых деревьев однородная, светлая, слегка сероватая. У взрослых деревьев цвет сердцевины бурый, коричневый, серый. Некоторые виды ясеня имеют ядро и заболонь красноватых и желтоватых оттенков.

Волокно древесины прямое, а структура дерева относится к крупно сложным и напоминает структуру дуба. Годичные кольца хорошо видны и создают полосчатый узор. Древесные лучи также развиты, особенно в нижней части ствола.

Область применения этого вида древесины велика, из нее делают доски различных размеров, фанеру, мебель, в том числе гнутую, шпон. В Средневековье и в древности из ясеня делали оружие, охотничий инвентарь, осадные боевые орудия и катапульты.

Твердость дуба равна 3.8НВ. Известно 600 видов этого дерева. Древесина у дуба устойчивая к атмосферному воздуху и не гниет при воздействии воды.

Цвет древесины белый, желтоватый, коричневатый различных оттенков, с хорошо выраженными годовыми кольцами. Заболонь у некоторых видов дуба значительно белее ядра.

Дуб, несколько столетий пролежавший на дне водоема, не сгнивает и не разлагается, но становится прочным, очень твердым материалом темно-коричневого или почти черного цвета.

Структура древесины имеет высокие декоративные свойства, хорошо режется и полируется. Дуб — ценная порода дерева, из него делают самые разнообразные вещи: мебель, паркетную доску, деревянные детали вагонов и другого транспорта, бочки.

Мореный дуб – ценный материал для художественной резьбы, изготовления резных панелей, лестниц, перилл, мебели, дверей и наличников, элементов интерьера, деревянной скульптуры. Этот материал до сих пор используют в кораблестроении (лестницы, перила, пол, отделка).

Твердость бука – 3.8 НВ, распространен этот вид в центральной и западной части Европы, высота зрелого дерева достигает 35 метров. Волокно бука ровное и прямое, без свилей и дефектов. Древесина бука имеет желтоватую или розоватую окраску, по структуре это однородный, плотный материал. Зрелые деревья в возрасте более 80-85 лет имеют красную сердцевину. Эта неравномерность исчезает после пропаривания древесины, эта процедура придает буку однородный коричневый, немного красноватый цвет.

Пропаренный бук хорошо гнётся, из него делают мебель в стиле венских стульев, гнутые детали кресел и другой мебели.

Бук хорошо зарекомендовал себя как строительный материал, он является сырьем для производства целлюлозы. Из него также делают доски, шпон, фанеру, мебель, стружку, вискозу. Всего насчитывается около 2оо видов применений этого дерева.

Рябина

Твердость рябины равна 3НВ. Это дерево широко распространено, существует 48 видов рябины.

Древесина рябины используется ограниченно, она значительно уменьшается в объеме при сушке и обладает высокой огнестойкостью.

Заболонь рябины, в зависимости от вида, белая с красным оттенком или светлая желтоватая. Ядро рябины темное, коричневое или красновато-коричневое.

Это дерево не вырубают в промышленных масштабах. Его заготавливают ограниченно для изготовления мебели, сувениров, деревянных рукоятей инструмента.

Яблоня

Древесина яблони мягкая или средней твердости. У яблони коричневато-красная сердцевина и белая, красноватая заболонь. Годовые кольца обычно хорошо выражены, волокна древесины прямолинейные и волнистые. Недостаток древесины яблони состоит в том, что в ней может поселиться древоточец и привести в негодность мебель и прочие изделия. Плотная структура яблони позволяет делать очень тонкую и изящную резьбу.

Груша

Древесина груши плотная и вязкая, твердая и тяжелая по весу. При сушке материал сильно теряет в весе из-за усадки. Цвет древесины ровный, коричневый, с розовым оттенком. Рисунок годичных слоев на срезе почти не виден. После высушивания древесина груши пригодна для изготовления как мебели, мелких предметов, шкатулок и сувениров. В высушенном виде материал не теряет форму, что позволяет делать из него музыкальные инструменты. Несколько десятилетий назад из груши делали кульманы, чертежные принадлежности и детали приборов.

Орех

Орех европейский (грецкий орех) растет в южной части Европы и в Малой Азии. Твердость древесины равна 5НВ. Орех дает дорогую древесину, очень ценимую любителями натуральных материалов. Древесина ореха имеет ровную, параллельную структуру волокон, на отдельных участках волокна создают волнообразные искривления. Более светлой древесиной обладают деревья, живущие в северных участках ареала, южные сорта древесины – темнее и дороже.

Древесина в ядре темно коричневая, либо серая. Заболонь светлая серая, коричневатая, различных оттенков. Древесина грецкого ореха – качественное сырье для производства мебели, паркета и шпоны, скульптур, сувениров. Готовые изделия из ореха может испортить жук древоточец.

Орех американский обладает теми же свойствами, что и грецкий орех, но твердость его древесины меньше и равна 4НВ.

Вишня (черешня)

Твердость древесины вишни (черешни) – 3.5 НВ. В деревообработке используется как европейская, так и американская вишня. Дерево вырастает до высоты 25 метров. Из древесины вишни производят шпон и мебель ограниченными партиями, рукояти инструмента, сувениры, игрушки. Изделия из вишни должны использоваться внутри помещения, так как атмосферные осадки способствуют гниению и разрушению дерева. Жуки древоточцы тоже могут испортить древесину.

Материал ядра у вишни темный, коричневый, иногда с красным оттенкам. Заболонь светлая желтоватая. На срезе хорошо просматриваются годичные кольца. Структура древесины тонко и мелко полосчатая. У американской вишни заболонь более темная, чем у европейской.

Береза

Твердость древесины березы европейской — 3НВ, карельской (скандинавской) — 3.5НВ. Древесина березы прочная, однородная, белого либо желтоватого цвета. У европейской березы древесина белее, чем у карельской.

Американская береза отличается распространением свилей, в отличие от древесины европейских видов.

Береза упругая и хорошо поддается любым инструментам для точения и резьбы. Структура древесины очень нежна и красива, особенно контрастен и оригинален рисунок у карельской березы после морения.

Древесина березы широко используется в самых различных отраслях. Она хороша для изготовления светлой мебели и музыкальных инструментов, рукоятей, сувениров и игрушек. Из березы делают веретена, катушки и шпульки для наматывания нитей в текстильном производстве.

Твердость древесины вяза — 3НВ. Насчитывается 35 видов этого дерева. В высоту вяз вырастает до 40 метров. Заболонь у вяза светло-коричневая, сердцевина дерева значительно темнее. Она хорошо развита у зрелых деревьев. На срезе заметны годичные кольца и сердцевина хорошо отделяется от заболони.

Вяз хорошо принимает полировку и обработку любым инструментом. Это прочная, хорошо гнущаяся древесины, из нее получаются качественные дуги и ободы, мебель, фанера, предметы интерьера транспортных средств. Вяз – любимое дерево городских озеленителей.

Каштан (конский)

Древесина каштана светлая, почти белая, со слегка волнистой структурой. Она мягкая, однородная и вязкая. Каштан устойчив к поражению грибами и воздействию жуков древоточцев. Из этого материала получается красивая паркетная доска и мебель. Древесины каштана хорошо принимает полировку и любую обработку.

Твердые хвойные породы — лиственница и можжевельник

Лиственница

Твердость древесины лиственницы — 2.6НВ. Ствол дерева имеет ядро темной красноватой окраски. Заболонь лиственницы более светлая, желтовато-красная. Заболонь отделяется от ядра четкой границей, годичные кольца на срезе дерева видны хорошо.

Лиственница прекрасно противостоит процессам гниения. Дома, построенные из этого дерева, стоят сотни лет, пиломатериал дает незначительную усадку.

Древесина лиственницы вязкая, и ее обработка – трудоемкий и не быстрый процесс. Воздействие воды в разы повышает твердость лиственной древесины и ее сопротивляемость процессам разрушения (вымоченная древесина «твердая, как камень»). Плотины, столбы и мосты из этого материала служат десятилетиями. Из лиственницы строят дома, изготавливают доски, мебель, скульптуры для открытого воздуха.

Можжевельник – твердая порода хвойного дерева, включающая 70 видов. Для можжевельника характерен своеобразный хвойный запах древесины, который сохраняется в готовом изделии на годы. Ядро дерева имеет темно-коричневую, бурую окраску. Заболонь древесины светлая, зеленовато-желтая или светло-желтая. Это плотная, крепкая порода, которая хорошо принимает любую обработку и полировку, не дает сколов при резке(вручную и на токарном станке) и распиливании. Используется древесина можжевельника ограниченно, для изготовления небольших предметов, игрушек и сувениров.

Посетители, просмотревшие эту статью, также заинтересовались следующими:

В сферах строительства и производства на смену традиционным расходным материалам приходят технологичные пластики в различных исполнениях. Они отличаются высокими технико-физическими качествами, что позволяет им уверенно заменять и древесину, и даже металл. Тем не менее, у древесного сырья есть немало преимуществ, обусловленных низкой стоимостью закупки и экологической чистотой. Слабым же местом данного материала считается прочность. Для повышения этого показателя производители задействуют специальные методы обработки, позволяющие увеличить жесткость, плотность и в целом стойкость к механическим повреждениям. Однако, твердые породы древесины изначально располагают данными свойствами, зачастую избавляя от необходимости проведения особых термических обработок.

Особенности твердых пород дерева

Обычно качества таких пород оцениваются по трем показателям - плотности, твердости по Бриннелю и по жесткости поперечного реза. В среднем плотность такой древесины составляет порядка 1200-1400 кг/м 3 . Что касается твердости по Бриннелю, то эта величина может достигать 3,5 кгс/мм 2 , а жесткость поперечного реза - 80 МПа. Опять же, эти показатели характерны для привычных для российских условий деревьев, а экзотические породы могут иметь значительно превосходящие характеристики. Какие породы древесины относятся к твердым в умеренном поясе? Обычно выделяют дуб, бук, ясень и некоторые виды граба. Важно учитывать, что наряду с положительным качеством в виде твердости такие деревья также отличаются и отрицательными свойствами. Уже говорилось, что в целях повышения эксплуатационных качеств пиломатериал может подвергаться дополнительной обработке. Иногда для получения особых физических характеристик подобным операциям подвергается и твердая древесина. И здесь проявляется серьезная проблема, поскольку многие породы из-за высокой плотности не выносят процессов шлифовки, пропитки и особенно сушки. Часто образуются трещины, сколы и другие проявления деформации структуры.

Классификации твердых древесных пород

Выделяют породы, произрастающие в умеренном поясе, и экзотические деревья. Также существует классификация на лиственные и хвойные породы. Хотя большинство твердых пород все же относятся к лиственным, среди хвои тоже встречаются разновидности с повышенными характеристиками плотности и жесткости. Что касается пород умеренного пояса, то к ним можно отнести клен, самшит, бриар и упомянутый граб. Здесь же наиболее распространены и хвойные твердые породы древесины. Какие из них обладают наиболее выраженными показателями твердости? В данном случае внимания заслуживает лиственница, тис, можжевельник и лоусон. Встречаются твердые породы и среди привычных фруктовых деревьев - в этой категории выделяется лесная яблоня, кислица, груша, рябина и некоторые виды грецкого ореха. Что касается экзотических пород, то они демонстрируют наиболее высокие показатели твердости и плотности. Здесь особый интерес вызывает красное и лимонное эвкалипт и т. д. Теперь стоит рассмотреть подробнее самые твердые породы деревьев.

Красное дерево

В России данная порода наиболее популярна, так как ее можно приобрести в свободной продаже. Это тропическое дерево, которое характеризуется высокой твердостью, а также оригинальной фактурой на срезе. Свежеспиленная древесина отличается желтовато-красным оттенком, но с течением времени он сменяется более темными тонами, что придает материалу благородства. Соответственно, потребитель ценит не только технические, но и декоративные свойства этого дерева. Надо отметить, что с точки зрения выраженных декоративных качеств к твердым породам древесины относятся также бакаут и самшит. Причем эти породы используются не только в качестве отделочных материалов, но и могут заменять отдельные декоративные детали в ювелирной продукции и технических устройствах. Но красное дерево к тому же отличается и легкостью механической обработки. Плотность этой породы не так высока по сравнению со многими твердыми материалами тропического происхождения, поэтому данное сырье очень востребовано на мебельных фабриках.

Железное дерево

Если сверхпрочные пластики могут заменять железо благодаря своей прочности, то данная порода не только способна в некоторых областях занимать место стойкого к механическим нагрузкам элемента, но при этом отвечать и повышенным требованиям в плане экологической стойкости. Под понятие железного дерева входит целая группа пород, которые преимущественно растут в странах азиатского региона и в Австралии. Классическим представителем группы является персидская парротия. Данный вид распространен в реликтовых лесах, где местные жители еще с древних времен мастерили из него рукоятки для ножей и топоров. В наши дни «железная» древесина твердых пород деревьев находится под охраной ЮНЕСКО. Эта порода, в частности, имеет и эстетическую ценность, что обуславливает большой интерес к ней со стороны рынка.

Мербау

Это не самая твердая, но по совокупности других эксплуатационных качеств, можно сказать, наиболее практичная порода. Раньше использовали в строительстве морских судов. Это обусловлено тем, что материал отличается стойкостью к влаге и к тому же не рассыхается. Поэтому мербау можно хранить долгое время, после чего подвергать термическим обработкам и применять в строительстве. Как уже отмечалось, деревья, относящиеся к твердым породам древесины, наподобие граба или бука, практически не переносят дополнительной обработки. Но мербау стойко выносит традиционные способы воздействия с целью повышения отдельных эксплуатационных качеств.

Белая акация

Самая твердая порода в России, которая ценится не только за прочность, но и за устойчивость к процессам биологического разрушения. Кроме того, акация этого вида хорошо полируется и не трескается в ходе длительной эксплуатации. При соблюдении мер профилактической обработки древесина также не подвергается мелким механическим повреждения. К слову, по техническим характеристикам этот вид превосходит такие твердые породы древесины, как дуб и ясень.

Бакаут

Показатель твердости этого дерева один из самых высоких во всем мире. Достаточно сказать, что материал оптимально справляется со своими задачами при использовании в виде подшипников, втулок и кронштейнов. В военном флоте древесину этой породы часто использовали и в качестве материала для палубы. Но как пиломатериал бакаут ценится и по другим причинам. Он не поддается деформирующим процессам под влиянием сторонних негативных факторов. Это могут быть и химические, и физические воздействия, которые не оказывают разрушающего влияния на структуру. Существуют и другие твердые породы древесины, которые также проявляют стойкость к экстремальным нагрузкам. Но уникальным качеством именно бакаута является сбалансированное сочетание большой массы и плотности.

Применение твердых пород дерева

Большая часть данного материала используется в строительстве. Древесина в том или ином виде может применяться как основа для конструкций, так и в качестве отделки. Используют отдельные породы также в сферах машино- и приборостроения. Из них выполняют отдельные функциональные элементы с расчетом на долгосрочное использование - причем это могут быть и временные расходные детали, и долговечные части конструкций. Это основные, но не все сферы, в которых применяют высокопрочные породы древесины. Мягкие, твердые породы, а также со средними показателями плотности могут использоваться и в медицинских целях. В данном случае твердость не так важна. Дело в том, что многие экзотические породы содержат уникальные по своим качествам смолы. Приготовление лечебных смесей для внутреннего и наружного применения, в частности, позволяет бороться с заболеваниями суставов, дыхательных органов и т. д.

Заключение

Производители стройматериалов прекрасно знакомы с правилом, по которому повышение одного технико-эксплуатационного свойства почти всегда влечет минимизацию других качеств. Отчасти этот закон распространяется и на твердые породы древесины, которые по некоторым характеристикам проигрывают мягким видам. Процессы биологического разрушения, физической деформации, а также искажение текстуры - главные недостатки мягких пород, используемых в долгосрочном формате. Но с другой стороны, такая древесина имеет преимущество в виде подверженности к дополнительным обработкам. Конечно, в обеих категориях есть свои исключения, но мягкая структура из-за низкой плотности все же более расположена к формированию новых свойств искусственным путем.

Прочность и твердость лесоматериалов определяется несколькими методами. Эксперты давно составили перечень всех деревьев по плотности. Благодаря результатам этой проверки мастера используют лесоматериалы строго по назначению.

Прочность пород древесины

Первую строчку этого списка занимает акация белая, широко распространенная на территории Европы. Бразильская вишня, или ятоба, занимает вторую строчку по твердости. Изделия из этого дерева обладают красивой структурой. На территории Центральной Америки можно встретить амарант. Лесоматериалы отличаются плотной и гибкой древесиной. Сырье отличается красно-фиолетовым оттенком и интересной структурой. Прочнейшая древесина амаранта сложно обрабатывается, но именно из него выпускают элитные предметы мебели.

Далее в перечне расположился ясень, за ним дуб. Пиломатериалы этих видов очень тяжелые и прочные. В нашем государстве наибольшей твердостью отличается береза Шмидта. От нее отлетают пули, в воде она идет ко дну за несколько секунд, отличается свойством самоконсервирования. Изделия из нее не гниют и прочнее чугуна.

Твердые сорта лесоматериалов используются в различных областях. К примеру, бразильская вишня отличный материал для создания тростей, мебели, паркета. Прочность паркета из акации выше дубового, и с годами приобретает более красивую текстуру. После обработки паром сырье можно легко согнуть, поэтому она так популярна при создании венских стульев.

Из «железных деревьев» делают гвозди и подшипники. К ним относится: береза Шмидта, амазонское дерево, азобе и несколько других.

Легкая прочная древесина

Бальза дерево, имеющее очень легкую и прочную древесину, растет на территории Южной и Центральной Америки. Многие считают, что самое легкое дерево-пробковое. Однако они сильно ошибаются - практически в 2 раза легче бальза. Плотность досок этого дерева равняется 120-160 кг/м3, а пробковых - свыше 210 кг/м3. Изделия из бальзы в 9 раз легче воды, и в 6 раз - дуба.

Стоит отметить, что свежесрубленное дерево довольно тяжелое, потому что в составе лесоматериалов много клеток клетчатки, которые наполнены клеточным соком. Если древесину не просушить сразу после рубки, она сгниет за несколько дней.

Эти деревья отличается колоссальной скоростью роста: за полгода после прорастания семян они достигают 3,5 м в высоту и 25 см в диаметре.

Вырубка производится в 6-10 лет. В это время дерево вырастает 25-30 метров в высоту, а диаметр ствола составляет 1 м (бывает до 6 м).

После вырубки лесоматериалы просушивают в вертикальном состоянии. Во время сушки клетчатка теряет влагу и деформируется, клетки сжимаются. Бальсовые лесоматериалы очень пористые, губчатые, но не хрупкие - 6% влаги в них остается.

Еще один плюс такого сырья заключается в легкости обработки. Мастера ценят его за то, что при малом весе сооружения получаются довольно жесткими - жестче, чем у дуба или сосны. Губчатое строение позволяет успешно использовать этот материал как шумо- и звукоизолятор. На территорию Европы дерево попало относительно недавно. Массовый экспорт начался во время второй мировой войны, когда им заменяли пробковое дерево.

Сегодня из бальсы делают:

• лопасти ветрогенераторов
• спортивное оборудование
• декорации, макеты
• авиамодели
• набивку подушек из волокон.

Предел прочности древесины

Известно, что определенные качества пиломатериалов проявляются под эффектом механической работы. Это:

• прочность
• деформативность
• технологические и эксплуатационные свойства.

Параметры механических качеств лесоматериалов вычисляют при помощи:

• растяжения
• сжатия
• изгиба
• сдвига.

Прочность - возможность лесоматериалов не разрушаться под действием механической работы. Она прямо пропорциональна строению и физическому состоянию сырья. Проверка на прочность осуществляется стандартными способами на здоровых и небольших (сечение 20X20 мм) экземплярах при статических нагрузках на особых аппаратах. По итогам большей части процессов регистрируется максимум прочности, который является максимальным напряжением, не разрушающим сырье.

Прочность при сжатии вычисляется на экземплярах призматической конфигурации. Экземпляр медленно нагружают до признаков деструкции. После этого по силоизмерителю испытательного аппарата рассчитывают по особой формуле. Средняя величина максимума прочности на сжатие по волокнам для всех российских сортов при влажности сырья 12% достигает 50 МПа.и В ходе проверки лесоматериалов на статический изгиб используют экземпляры в виде бруска небольшого размера. Средняя величина максимума прочности достигает 100 МПа.

Механическая прочность древесины

Во время не продолжительных нагрузок в пиломатериалах появляются главным образом упругие деструкции, исчезающие после снятия нагрузки. Этот показатель также вычисляется специалистами по особым формулам.

По той причине, что в составе лесоматериалов преобладают полимеры с продолговатыми цепными молекулами, то их деформативность находится в непосредственной зависимости от времени нагрузки. Изучением механических качеств пиломатериалов занимается наука реология. Она изучает общие закономерности деструкции лесоматериалов при нагрузках, учитывая временной фактор.

Коэффициенты прочности лесоматериалов при долгих непрерывных нагрузках необходимо изучать, потому что они применяются в строительных сооружениях. Характеристикой этого качества специалисты называют максимум длительного сопротивления. Он почти для всех типов нагрузки равняется 0,5 - 0,6 уровня максимума прочности при непродолжительных статических нагрузках.

В ходе составления проекта стройконструкций из лесоматериалов мастера в расчётах пользуются не максимумами прочности малых экземпляров лесоматериалов, а намного меньшими коэффициентами - расчётными сопротивлениями.

Удельная вязкость - это характеристика способности сырья поглощать работу во время удара не разрушаясь. Ее определяют в ходе испытаний на изгиб. Этот показатель у хвойных лесоматериалов в два раза слабее, чем у лиственных.

Твёрдость - это предел сопротивления пиломатериалов вдавливанию более твёрдых тел. Для определения твёрдости применяют аппарат с пуансоном, наконечник которого вдавливается на глубину радиуса. По окончанию процедуры в сырье остаётся след. По размерам следа определяют твердость. Ударная твёрдость вычисляется при помощи сбрасывания металлического шара диаметром 25 мм с высоты 50 см на экземпляр.

Свойство пиломатериалов сопротивляться износу носит название - износостойкость. Давно известно, что износ боковых частей намного выше, чем торцевых разрезов. С повышением твердости, уменьшается износ. Влажные лесоматериалы более подвержены износу, чем просушенные.

Пожалуй, самым уникальным качеством пиломатериалов можно назвать способность удерживать крепежные материалы такие как, гвозди, саморезы, скобы. Во время забивания гвоздя в сырье создаются упругие деструкции, обеспечивающие необходимую силу трения. Именно она мешает выдернуть гвоздь. С повышением плотности, увеличивается сопротивление лесоматериалов выдергиванию крепежного материала.

Пиломатериалы дуба и ясеня намного легче согнуть, чем, к примеру, из бука. Хвойные сорта характеризуются еще меньшей способностью к загибу. Гнуть лесоматериалы гораздо легче при обработке паром. Такие условия делают сырье более податливым и дают возможность в результате формирования замороженных деструкций при дальнейшем охлаждении и высушивании под нагрузкой закрепить новую форму образца.

Для сравнения качеств лесоматериалов разных сортов специалисты пользуются удельными коэффициентами механических свойств, т.е. коэффициентами их механических качеств, пропорционально единице плотности.

Эти показатели пиломатериалов очень важны, если от предмета или сооружения требуется повышенная прочность при низком весе. Все это обязательно учитывается в транспортном машиностроении, строении воздушных судов, кораблестроении.

Сегодня твёрдость дерева определяется с помощью нескольких методов. Существуют рейтинги всех деревьев по плотности. Исходя из твердости, определяют, где и какую древесину использовать.

Самые твердые породы дерева

Согласно полученным данным о твердости, составлен список наиболее твердых деревьев. В него вошла акация белая. Это дерево в больших количествах растет в Европе, куда попало из Северной Америки.

Бразильская вишня, по-научному называемая ятоба, находится на втором месте по твердости. Надо отметить, что с растениями рода «вишня» это дерево не имеет ничего общего. В Южной Америке растет сукупира. Ее древесина не только практична, но еще и декоративна, так как имеет вкрапления светлых прожилок, которые контрастируют с красновато-коричневой древесиной. Известно что грибки и вредители сукупире не страшны. Несмотря на то что, древесина плохо поддается обработке, она хорошо шлифуется.

Есть такая древесина из разряда твердых, как африканская мутения. Необычно то, что по структуре она схожа с тиком, а по цвету напоминает орех. В Центральной Америке есть дерево амарант, обладающее плотной, но гибкой древесиной, имеющей красно-фиолетовый оттенок и крупную выразительную структуру. Амарант тяжел в обработке и лакировке, тем не менее из его древесины изготавливают единичные аксессуары и дорогую мебель.

Мербай – еще один вид твердой древесины. Она удобна в обработке, легко поддается полировке и устойчива к влаге. Эти свойства делают ее идеальной для производства паркета, оформления ванных комнат. Всем известный канадский клен, растущий в Северной Америке, по-другому называется клен сахарный. Это твердое дерево является символом Канады.

Ярра – австралийский эвкалипт. По причине схожести его древесины с махагони, дерево называют еще и австралийским махагони. Твердой считается древесина розового дерева. Его родина - Бразилия. Это незаменимый материал для изготовления музыкальных инструментов и мебели для презентабельных объектов.

Самое твердое дерево в России

Россия богата лесами. Береза Шмидта - житель заповедника «Кедровая падь», находящегося в Приморье, является самым твердым в стране. Эта береза – один из представителей, так называемых железных деревьев. Из-за чрезвычайно твердой древесины, пули от нее отскакивают, она моментально тонет в воде, обладает свойством самоконсервирования, не гниет и превышает по прочности чугун. Считается, что из этого дерева можно изготавливать подшипники для машин.

Свое название береза получила в честь открывшего ее ботаника по фамилии Шмидт. Это дерево растет по склонам оврагов у выхода скал, так как любит каменистую почву. У березы всегда наклонное состояние ствола. Обычно он гребенчатый и не превышает в обхвате восьмидесяти сантиметров. Железная береза достигает в высоту двадцати пяти метров, но крона начинается только на высоте восьми метров. Эти деревья считаются долгожителями. В среднем береза Шмидта живет около трехсот пятидесяти лет.

Что делают из твердого дерева?

Твердые деревья применяются во многих областях, в зависимости от породы. Так из бразильской вишни, которую называют ятоба, изготавливают трости, кии для бильярда, мебель, паркет. А вот в кораблестроении эту древесину не используют, так как она портится в морской воде.

Древесина акации имеет желтый оттенок. Она была известна еще краснодеревщикам, так как не гниет и не изнашивается. Из древесины акации делают паркет, считающийся прочнее дубового, причем с годами он становится красивее.

Древесину марбау, благодаря ее повышенной твердости, используют во время строительства общественных зданий, а так же делают из нее паркет. Она используется при оформлении влажных помещений, так как не боится воды.

Из прочной древесины ясеня ранее изготавливали не только орудия охоты, но и боевые орудия, делали копья и дубинки. Известно, что при обработке паром древесины бука, она легко гнется. Это свойство незаменимо при изготовлении мебели округлой формы, в том числе венских стульев. Из бука производят приклады ружей, ткацкие челноки и даже музыкальные инструменты. Кроме того, из бука делают фанеру и тару, известно о буковом паркете и измерительных инструментах.

Дерево с самой прочной древесиной

Достоверно известно, что самая прочная, другими словами «железная» древесина у деревьев, которые так и называются – «железные деревья». Она настолько прочна, что порой превышает по этому показателю железо. Из нее можно делать даже гвозди и детали машин. Таких видов деревьев несколько и растут они в разных частях планеты. Вот несколько примеров этих чудо-деревьев.

Береза Шмидта, чья древесина в полтора раза прочнее чугуна, произрастает в Приморском крае, в Бразилии растет еще один обладатель железной древесины – это амазонское дерево, в Африке такой представитель называется азобе. Taxus (или тисс) тоже относится к железным деревьям, он абсолютно не подвержен гниению, его так же называют «негной-дерево». Азербайджан и Иран – родина железного дерева под названием темир-агач, а в Северо-Иранских и Закавказских лесах растет персидская парротия.

Деревья являются рекордсменами не только в прочности, но и в размерах. По данным сайт, самое большое дерево в мире достигло в высоту более 150 метров.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен

В дереве заключены неограниченные возможности для создания форм, рассчитанных на рельеф, силуэт, движение, пространственную композицию. При изготовлении изделий из дерева или резьбе по дереву важно пралильно выбрать породу дерева для лучшей передачи характера поделки. Ниже приводятся свойства и характеристики различных пород дерева.

ХВОЙНЫЕ ПОРОДЫ ДЕРЕВЬЕВ

Сосна. Принадлежит к мягким породам, древесина прямослойная с желтоватым оттенком, плотная и прочная, среднеусыхающая. Она легко обрабатывается, если не очень смоляниста, относительно хорошо склеивается, но плохо отделывается и окрашивается. Мало пригодна для мелкорельефной резьбы. Часто используется для резных украшений домов.
Ель. Древесина мягкая, легкая, блестящая, отличается исключительно равномерным распределением волокон, хорошо колется. Она легче сосновой, не так смолиста и уступает ей в прочности. Из еловой древесины делают скрипки и другие струнные инструменты, потому что ни одно дерево не дает такого резонанса, как ель.

Лиственница. Ее древесина не имеет равных. Она очень тяжела, прочна, трудна в обработке, зато долговечна. В Германии, Польше, других странах Европы постройки из лиственичных бревен стоят более 500 лет. Ценное качество лиственницы - она не гниет от сырости. Здания города на воде возводились на сваях из лиственницы еще в средние века и стоят ныне. Лиственница идет и на паркет - прочный, красивый, от природы красноватый, он не нуждается в окраске.
Тисс. Ядровая порода с узкой желтовато-белой заболонью, резко ограниченной от буровато-красного ядра; годичные слои извилисты, хорошо заметны на всех разрезах. Древесина плотная, твердая, тяжелая, почти не гниет. Хорошо обрабатывается, окрашивается и полируется. Это один из лучших материалов для столярных, отделочных и токарных работ. Удивительно красива древесина тисса по цвету - розовая, красная, пунцово-фиолетовая до глубокой черноты. Благодаря цвету и волнистости годичных слоев имеет красивую текстуру на тангенциальных разрезах. Тисс входит в ту сотню древесных пород, что называют "красным деревом". На стволах тисса нередко образуются капы больших размеров, древесина которых очень ценится как отделочный материал и для изготовления мелкой пластики.
Можжевельник обыкновенный (кустарник). Ядровая порода без смоляных ходов, имеющая неширокую заболонь розовато-белого цвета и светлое желтовато-бурое ядро, нередко отграниченное от заболони. Годичные слои волнистые, заметные на всех срезах: ранняя древесина переходит в позднюю постепенно. Сердцевидные лучи не видны. Древесина тяжелая, прочная, твердая, мало усыхает, стойкая к гниению, долго сохраняет приятный запах, хорошо обрабатывается режущим инструментом, легко подкрашивается и полируется. Срезы получаются чистыми и глянцевитыми, с очень красивой текстурой. Засохший можжевельник - ствол, ветви, корни - отличный материал для резных, токарных и столярных работ. Такая древесина намного красивее на срезе, чем у живого дерева. Ее не нужно специально сушить, так как она уже выдержана годами в лесу. Древесина можжевельника с успехом применяется для очень тонкой и , различных художественных изделий, украшений.
Древесина кедра, пихты по своей структуре близка к древесине сосны и широко используется для резных работ. Полосатая текстура древесины хвойных пород хорошо смотрится на гладких полированных поверхностях: панно, фоновых досках и панелях в виде косого спила, вазах, тарелках, светильниках из досок с , в других изделиях с контурной резьбой, когда решающим в форме является не рельеф, а силуэт.

ЛИСТВЕННЫЕ ПОРОДЫ ДЕРЕВЬЕВ (кольцесосудистые)

Дуб. Древесина прочная, плотная, имеет выразительную текстуру, усыхает средне, мало растрескивается и коробится, практически не подвержени гниению. Выдержанный долгое время в воде дуб приобретает черный цвет и становится очень твердым. Из мореной древесины дуба в прошлом делали дорогую мебель. Дуб легко поддается крашению и тонированию в протравах, отделке мастиками. Обработка дубовой древесины требует большой силы и отлично заточенного инструмента. Дуб широко применяется для резьбы, точения, облицовывания, мозаичных работ.
Ясень. Древесина отличается высокой прочностью и вязкостью, малой склонностью к растрескиванию, хорошей способностью к изгибу. Легко обрабатывается, незначительно изменяется в объеме при высушивании, отлично полируется. Широкая заболонь имеет прекрасный светло-желтый цвет, красивый рисунок волокон. В сочетании с темно-бурым ядром она смотрится очень эффектно. Древесина ясеня ценится наравне с красным деревом. Ясеневой фанерой отделывают мебель, музыкальные инструменты. Наросты на ясене - капы - используют для изготовления небольших по размерам, но ценных поделок.
Вяз. Древесина его с желтовато-белой заболонью и темно-бурым ядром имеет красивую структуру, крепка, тверда, упруга, хорошо поддается изгибу, вязка и долговечна. Применяется в столярных работах. Высоко ценятся для токарных поделок наплывы на вязах - капы.
Акация белая. Ядровая порода с очень узкой заболонью желтоватого цвета, резко отграниченной от зелено-серого или желтовато- серого ядра. Зона ранней древесины занята кольцом крупных сосудов; мелкие сосуды в поздней древесине образуют группы в виде точек, черточек или коротких извилистых линий. Древесина с красивой текстурой и цветом. По физико-механическим свойствам значительно превосходит дуб и ясень. Стойка к гниению.
Шелковица. Древесина с очень узкой и желтовато-белой заболонью, резко отделяющейся от красновато-бурого ядра; на свету темнеет и становится темно-бурой. Сосуды образуют на срезе группы светлых точек, сердцевинные лучи узкие, но хорошо заметные. Древесина твердая, тяжелая, с красивой текстурой, цветом и блеском.
Яблоня. Древесина твердая, тяжелая, однородного строения, достаточно вязкая, обладает высокой прочностью и износоустойчивостью. Высушить ее не просто, так как она сильно усыхает, но зато изделие потом никогда не трескается и не коробится. Древесина хорошо окрашивается, прекрасно шлифуется, полируется и поддается лощению. Пропитанная льняным маслом или олифой, приобретает большую прочность и глубокий темно-коричневый цвет. Оригинальной текстурой отличается древесина яблонь, растущих винтообразно, комлевой части ствола и корней. Режущие инструменты оставляют на древесине гладкий глянцевый срез. Особенно хороша древесина яблони для тонкой резьбы миниатюрной скульптуры.
Рябина. Древесина красновато-бурого цвета, трудно обрабатывается, но обладает высокой прочностью, тяжелая, твердая. Свежесрубленную рябину следует сушить осторожно, в щадящем режиме, так как она сильно усыхает. Изделия из рябины хорошо окрашиваются, протравливаются, шлифуются и полируются, приобретая красивый шелковистый блеск. Плотная и однородная древесина рябины - отличный материал для токарных и резных работ. Прочная, с выразительной свилеватой текстурой древесина рябины раньше широко применялась для резных и долбежных изделий (детали ткацкого станка, чаши, ложки, ковши). Корень рябины - прекрасный материал для скульптуры, ветви - достаточно гибкие для плетения.
Черемуха. Древесина тяжелая, крепкая, плотная и гибкая, боится влаги и при высыхании не коробится и не растрескивается. Хорошо протравливается, окрашивается, полируется. Молодая древесина белого цвета, старая - красно-бурого, имеет запах миндаля. Хотя древесина черемухи усыхает мало, сушить ее следует осторожно, тогда она не будет растрескиваться и коробиться. Благодаря однородности строения отлично режется во всех направлениях, при лощении приобретает стекловидный блеск. Всегда пользовалась успехом у столяров, токарей, резчиков по дереву.
Орешник. Издавна использовался для мелких токарных, столярных, резных работ. Из него вытачивали и вырезали шахматы, пеналы, карандаши, челноки, чубуки трубок, рукоятки инструментов. Тонкие, гибкие витви шли на плетение, обруча, удилища.
Сирень. Древесина с красивой текстурой, при окраске слабым раствором соляной кислоты приобретает пурпурный цвет.
Древесина крушины, жимолости, боярышника твердая, похожая на кость, не растрескивается, хорошо полируется.

ЛИСТВЕННЫЕ ПОРОДЫ ДЕРЕВЬЕВ (рассеяннососудистые)

Липа. Древесина мягкая, светлая, достаточно вязкая. Благодаря однородности строения отлично обрабатывается во всех направлениях вручную и на токарном станке, хорошо держит форму. Широко применяется для изготовления предметов, украшенных рельефной ажурной и скульптурной резьбой (однако мелкую резьбу из липы стараются не делать). Липа не растрескивается, хорошо склеивается, окрашивается, удовлетворительно полируется.
Осина. Древесина мягкая, светлая, непрямослойная, но легко обрабатывается, при строгании задирается. Хорошо режется стамеской, легко полируется поперек волокон. Влажную древесину трудно пилить вдоль волокон. По цвету осина бывает чисто белая или зеленоватая, что немаловажно при выполнении мозайки (маркетри) и инкрустации (интарсии). Она не боится влаги, не коробится и не трескается. Не колется от удара, хорошо лущится, надежно склеивается. Из нее делают легкие игрушки, посуду, другие мелкие предметы и украшают их резьбой. Выдержанная в течение нескольких лет осина отлично шлифуется и полируется.
Ольха. Древесина легкая, мягкая, среднеусыхающая, дает незначительное коробление при сушке, хорошо режется, склеивается, окрашивается и полируется. Используется для резных работ, а также для имитации черного и красного дерева, грецкого ореха. Природный цвет ольхи - от белого до бледно-коричневого, на воздухе быстро изменяется до красно-бурого.
Тополь. Древесина легкая, мягкая и формоустойчивая, хорошо обрабатывается и склеивается, удовлетворительно отделывается. Малостоек против гниения. Цвет - от беловатого, желтовато-бурого до красно-коричневого. Текстура красивая, крупнослойная. Из всех разновидностей тополя ценится тополь серебристый.
Ива. Ядровая порода с широкой белой заболонью, нерезко отграниченной от буровато-розового ядра. Древесина рыхлая и оттого легкая, свежая, очень мягкая, используется на мелкие хозяйственные постройки. Ива хороша для плетения корзин, мебели, циновок. Тальник, краснотал, белотал, чернотал, верба, ветла, ракита, шелюга - вот далеко не полный перечень народных названий различных видов ивы.
Береза обыкновенная. Древесина средней плотности и твердости, однородна по строению, прочна, достаточно вязкая, легко режется во всех направлениях, очень хорошо сверлится, склеивается, полируется и окрашивается. Недостатки - подверженность растрескиванию, короблению, сильной усушке, поражению червоточиной и загниванию. Древесина березы бородавчатой и пушистой отличается высокой прочностью, по твердости стоит на границе между мягкими и твердыми породами.
Береза карелская. По внешнему виду не отличается от обыкновенной, но древесина у нее совсем другая: светло-охристая по цвету, она густо "разрисована" небольшими темными включениями, которые на перламутровом фоне создают муаровый перелив. Сочетание изломанных сердцевидных лучей и волнистых годичных слоев дает в разрезе красивую крапчатую поверхность. Древесина вязкая, хорошо режется, почти не крошится.
Бук. Безъядровая порода. Древесина белого цвета с желтовато-красным оттенком; годичные слои хорошо видны на всех разрезах; сердцевидные лучи широкие и узкие. Отличается высокой прочностью, красивой текстурой на радиальном разрезе, но малостойка к гниению. По механическим свойствам - плотности, прочности, твердости - бук близок к дубу. В пропаренном состоянии хорошо поддается изгибанию. Благодаря красивой текстуре используется для производства строганного шпона, паркетной фризы, музыкальных инструментов, в мозаичных работах, резьбе, имитации розового и красного дерева, грецкого ореха.
Грецкий орех. Одна из немногих пород, обладающая богатой цветовой и тональной гаммой и многообразием текстуры. Цвет - от светлых коричневато-сероватых тонов до серо-коричневых, почти черных. Древесина умеренно твердая, усыхает не сильно, держит форму, легко обрабатывается, прекрасно режется во всех направлениях, хорошо склеивается и отделывается. Применяется для различной резьбы, в мозайке, для облицовывания.
Граб. Древесина белая с сероватым оттенком, блестящая, тяжелая, крепкая, вязкая, часто свилеватая, трудно колется, режется, плохо полируется, но легко окрашивается, имитируя черное дерево. Используется для изготовления музыкальных инструментов и на различные поделки.
Платан. Древесина легкая, умеренно твердая, но неоднородное строение затрудняет ее обработку. Относится к числу наиболее декоративных. Широкие и довольно частые лучи на срезе древесины образуют необычайно красивую текстуру, поэтому хорошо полированные изделия выглядят очень нарядными. Используется для изготовления паркета, мебели, ценных поделок.
Груша. Древесина плотная, прочная и твердая, практически не коробится и не растрескивается, хорошо обрабатывается, склеивается, окрашивается и отделывается. После тонировки имитирует черное дерево. Применяют грушу в основном для мелкой и средней резьбы со сложным рельефом, для накладной и ажурной резьбы, мозаичных работ.
Клен. Древесина не только плотная, прочная и твердая, но и красивая. Строение ее тонкое, а белые сердцевидные лучи блестят, особенно на продольном срезе. Она трудно, но ровно колется, неплохо обрабатывается, склеивается, окрашивается. В основном служит для резных работ (особенно для накладной резьбы). Клен "птичий глаз" хорош для наборного декора в маркетри и для облицовывания. Высоко ценятся также "струйчатая" древесина клена с волнистым расположением волокон и капы.
Красное дерево. Ряд тропических древесных пород (махагони, санговое дерево и др.). Древесина красного, красно-бурого, светло-вишневого или светло-розового цвета, с красной текстурой, очень прочная, хорошо полируется. Издавна используется для изготовления высококачественной мебели. Иногда красным деревом называют древесину тисса, черной ольхи, секвойи.
Черное дерево. Несколько видов тропических деревьев, главным образом семейства эбеновых. Древесина темного или черного цвета, очень плотная, тяжелая, прочная, хорошо поддается обработке. Из нее изготовляют ценную мебель, резные и токарные изделия, музыкальные инструменты. Под черное дерево легко отделывается древесина граба, самшита, тисса, сливы, березы. Черную древесину имеет мореный дуб.