В прошлом одни породы древесины использовались для многих целей, в то время как другие, менее доступные и не обладающие необходимыми свойствами, применялись только в одной или двух областях. Вне конкуренции по широте использования – дуб. Благодаря своей пластичности, прочности и долговечности он высоко ценился в различных областях: судостроение, мосты, бондарное дело, домостроение и изготовление инструментов, железнодорожные шпалы и, конечно же, полы, лестницы, мебель и обшивка.
Виды древесины и их свойства Статья
Мы уже много писали на нашем сайте об электроинструментах, таких как лобзики, дрели, пилы и многое другое. Теперь пришло время поговорить о различных видах древесины и их свойствах. В большинстве случаев приходится работать именно с деревом, но разные породы древесины обладают разными свойствами. Неважно, решили ли вы сами изготовить мебель в своей мастерской, построить дом или флигель. В каждом случае необходимо выбрать древесину, соответствующую вашим потребностям. Существуют также определенные особенности обработки, например, необходимость шлифовки. Конечно, в одной статье рассказать обо всем просто невозможно, но мы постараемся выделить наиболее важные из них. Мы поговорим о самых распространенных видах древесины. О тех, которые используются редко или экзотических, мы говорить не будем.
Сосна – пожалуй, самая популярная порода в нашей стране. Она считается мягкой, поэтому при работе с ней нужно быть очень осторожным, хотя работать с сосной очень легко. Однако если сосна растет в месте, где мало влаги, она будет более твердой. Сосну распиливают поперек и строгают вдоль. Хотя с ней легко работать, на ней легко оставить дефекты, потому что она мягкая. Если вы заметили красные сучки, то они не представляют проблемы, а вот черные сучки могут стать проблемой – они могут просто выпасть во время обработки.
Благодаря наличию смолы, древесина сосны не особенно боится вредителей, грибков и гнили. Здесь, однако, сосна делится на две группы: с более высоким содержанием смолы и с более низким. Чем выше содержание смолы, тем хуже она поддается обработке – такую древесину сложнее пилить и строгать, не говоря уже о шлифовке. При шлифовании сосновой древесины, даже с низким содержанием смолы, сопло придется менять довольно часто. Кроме того, нужно следить за самой шлифовальной машинкой, чтобы смола не попадала на ее части. Иногда перед обработкой необходимо сгладить поверхность, используя бензин, ацетон или различные щелочные растворы. Другое дело, что это может быть нецелесообразно, если обрабатывается большое количество древесины.
Ель
Также довольно популярный вид древесины, просто потому, что ель наиболее распространена в некоторых регионах. Она мягче сосны, но с ней сложнее работать, так как в ней гораздо больше сучков. Она также более подвержена гниению и нуждается в обработке. Однако она меньше коробится, и ель более гибкая, чем другие хвойные породы, поэтому ее часто используют, когда нужно сделать изогнутую конструкцию. Еловая древесина не дорогая и используется в строительстве, производстве мебели, шпона, ДСП и других материалов.
Еловая древесина может растрескиваться при сушке – это нужно учитывать. Есть и другие недостатки, но доступность и низкая стоимость ели в значительной степени компенсируют их. Еловая древесина требует антисептической обработки. Благодаря смоле она не подвержена быстрому гниению, но в этом отношении она уступает сосне, и если ее не обрабатывать, срок ее службы сократится. В остальном все аналогично сосне, включая распиловку, строгание, сверление, шлифовку и другие процедуры. Главная проблема – большое количество сучков, за которыми нужно следить. Они гораздо тверже, чем древесина ствола.
Характеристики и состав древесины
Породы сосны, произрастающие в северных регионах, отличаются от тех, что растут на юге. Именно древесина таких пород используется в строительстве. Физико-механические свойства этих деревьев отвечают требованиям, предъявляемым к деревянным строительным материалам. Они обладают высокой прочностью и устойчивы к вредителям. Стоимость материалов из сосны ниже, чем из других пород древесины.
Стволы сосны, как и всех хвойных деревьев, более прямые и стройные, чем стволы лиственных деревьев, на них меньше дефектов. Сосновая древесина отлично подходит для обработки и отделки. Ее плотность и твердость имеют среднее значение. Прочность высокая. Ее можно склеивать. Все эти характеристики обусловлены строением хвойной древесины.
Сердцевина расположена в средней части ствола. Ее толщина составляет 0,1-0,4 мм. При разрезе она не образует правильного круга. Этот слой состоит из мясистых клеток с тонкими, одревесневшими стенками. Древесина сосны также состоит из сердцевины, трахеид и смоляных каналов. Волокна гладкие. Сосуды вдоль ствола обеспечивают поступление влаги от корневой системы к кроне.
Ствол свежесрубленной шотландской сосны отличается от заболони более низкой концентрацией влаги. Его функция в основном механическая: он обеспечивает устойчивость ствола. Годовые кольца хорошо дифференцированы. Более поздние слои темнее ранних.
| Плотность | 520 кг/м 3 |
| Твердость по Бриннелю | 2,5 кгс/мм 2 |
| Твердость затяжки. | 380 -1240 фунт-фут |
Отличия от других хвойных пород
Как же можно отличить древесину сосны от других хвойных пород, в частности, от ели? Сосна содержит гораздо меньше сучков. Она имеет полосчатую текстуру. На срезах хорошо видны годовые кольца. Сердцевинные пучки невидимы. Она характеризуется высокой плотностью и прочностью. Однако она довольно мягкая и легкая. Она смолистая и поэтому устойчива к гниению, грибкам, вредителям, осадкам и другим погодным условиям.
Сосновая древесина технологична и проста в обработке. В результате она используется в производстве чаще, чем другие хвойные породы. Сосновая древесина используется в производстве мебели, музыкальных инструментов, тары, в строительстве и отделочных работах.
Обработка
Для столярных работ стараются использовать неощипанную древесину сосны. Древесину с высоким содержанием смолы трудно обрабатывать, поскольку инструмент засоряется смолой. Остатки смолы прилипают к инструменту и затрудняют работу. Шлифовка такой древесины проблематична, поскольку наждачная бумага сразу же забивается смоляной пылью. Смола проникает в покрытия, ухудшая их внешний вид, и может разбухнуть при случайном нагревании, подняв слой краски или лака. Поэтому смолу обрабатывают химикатами, чтобы при необходимости удалить ее.
Сосновая древесина с низким содержанием смолы легко обрабатывается ручными и машинными инструментами. Продольное строгание не вызывает затруднений, однако поперечное строгание неудовлетворительно, а резание поперек волокон затруднено. Древесина хорошо поддается шлифованию, качество поверхности лучше, чем у дуба или ясеня.
Подходит для окрашивания морилками и растворами, но иногда смола оказывает негативное влияние на такие операции. Она легко окрашивается лаками и красками, но древесина обладает высокой влагопроницаемостью, что приводит к повышенному износу таких материалов.
Сосна хорошо склеивается, соединение с крепежом (гвозди, шурупы) удовлетворительное.
Среди всех хвойных деревьев, из которых заготавливается товарная древесина, сосна занимает первое место. Сосновая древесина поступает к потребителям в виде круглого леса и пиломатериалов (брусьев и досок). На рынке также широко представлены материалы из древесины сосны, такие как ДСП, фанера и шпон. Производители также предлагают готовые строительные конструкции из древесины сосны, такие как двери и окна.
Физические свойства древесины сосны
Содержание влаги
Заболонь растущего дерева имеет высокое содержание влаги, до 120%. Ядро имеет более низкую влажность (в 2,5-3 раза ниже, чем влажность заболони) и практически не изменяется по всей высоте дерева.
В разное время ценность и влажность древесины различны. Утром содержание влаги на 25-30% выше среднего и достигает максимума. В это время она постепенно снижается до минимума (на 30-35% ниже среднего). Вечером и ночью содержание влаги увеличивается.
Сушка
Перед использованием древесину сосны сушат до стандартной влажности 12%. Сушка может происходить естественным путем, на открытом воздухе под навесами или в специальных сушильных печах. Сосна менее подвержена короблению и растрескиванию во время сушки. Выбрав оптимальный режим сушки в сушильной камере и разместив древесину в правильном положении, можно снизить процент отходов до минимума.
Плотность
Хвойная древесина, включая сосну, имеет низкую плотность. Средняя плотность древесины сосны (при влажности 12%) составляет от 500 до 520 кг/см3 . Пределы плотности колеблются от 350 до 800 кг/см3.
Проницаемость
Сосновая древесина характеризуется высокой водо- и воздухопроницаемостью. Эти показатели определяются путем приложения избыточного давления 0,1 МПа к одной стороне образца. Ядро имеет значение 2,6 мм куб/кв.см/с, а заболонь – 56,2 мм куб/кв.см/с. Видно, что аналогичное значение для древесины дуба не превышает 0,13 куб.см/куб.см.
При таких высоких показателях пропускания влаги сосна легко пропитывается различными антисептиками и защитными составами.
Тепловые свойства
По теплопроводности древесина сосны значительно превосходит металлы (особенно алюминий) и ПВХ. Поэтому окна из древесины сосны превосходят окна из алюминиевых профилей.
Механические свойства древесины сосны
Прочность
Наилучшими прочностными свойствами обладает сосна, произрастающая в северных районах европейской части России. По прочности среди хвойных пород сосна уступает только кавказской пихте.
- При статическом изгибе она составляет 70-92 МПа;
- При сжатии вдоль волокон – 40-49 МПа;
- При растяжении вдоль волокон – 100-116 МПа;
- При сдвиге по касательной плоскости – 6,6-8,1 МПа.
Модуль статического изгиба – 8,0 – 13,1 Гпа.
Технические и эксплуатационные свойства
Ударная прочность – 28 – 51 кДж/кв.м.
- Ударная прочность при торцевом ударе – 28 – 33 Н/кв.мм;
- радиальная – 21 – 25 Н/кв.мм;
- осевая – 16 – 23 Н/кв.мм.
Сосна относится к мягким породам – до 40 Н/кв.мм (твердые породы – 41-80 Н/кв.мм, очень твердые – более 80 Н/кв.мм.
Поскольку сосна является мягкой древесиной, она хорошо подходит для обработки режущими инструментами. Сосна очень хорошо поддается шлифовке – высота микрозерна составляет 8-60 мкм, в то время как у ясеня и клена она достигает 200 мкм (из-за анатомических неровностей). Поэтому мебель из сосны недолговечна и очень легко поддается механическим повреждениям.