Трещины
Это продольные разрывы, возникающие под воздействием внутренних напряжений.
Трещины подразделяют по следующим свойствам:
Метиковые.
Радиальные трещины внутри ствола дерева. Наблюдаются у всех пород, особенно этим страдает перестоялый древостой. Трещины появляются по мере роста дерева и представляют прерывающиеся разломы по длине сортамента.
Отлупные.
Отслаивание древесного волокна внутри ядра и отслоение спелой древесины у растущего дерева. Отлупные трещины можно встретить у каждой породы. До конца не установлены причины возникновения таких трещин.
Морозные.
Продольные разрывы извне на стволе молодого дерева. В основном, морозные трещины преобладают у лиственных пород и очень редко у хвойных. Трещины появляются при резких перепадах зимних температур.
- Трещины усушки.
Появляются под воздействием неравномерной усушки и выявляются при распиловке сортамента.
Трещины — основная причина понижения прочности лесоматериалов, используемых в строительстве. Кроме того, трещины содействуют вторжению грибных заболеваний и попаданию влаги внутрь материала.
Что такое показатель твёрдости и как его измеряют
Твёрдое дерево отлично сопротивляется воздействию других, более плотных тел, например, металлических предметов
Показатель твёрдости имеет важное значение при выборе строительных материалов. Доски для пола и другое деревянное сырьё обязательно должно быть достаточно твёрдым для того, чтобы выдерживать большие нагрузки
С материалом высокой плотности тяжело работать, но при этом твёрдое дерево очень износостойко, что делает его дорогим материалом.
Проверка дерева на прочность происходит в тот момент, когда производится обработка с помощью саморезов, сверла и гвоздей
В зависимости от того, каким образом осуществляется воздействие на доску, показатель прочности может меняться. Самые прочные изделия выдерживают нагрузку с разных сторон: вдоль годичных колец дерева, радиально, с торца и фронтально.
Общепринятый вариант для определения степени прочности и крепости дерева – метод Бринелля
Особенно важное значение этот параметр имеет при выборке паркета для пола. На плотном дереве не остаются следы от ножек мебели, каблуков
При срезе досок с боковой части твердость достигает до 30% у лиственных деревьев и до 40% у лесоматериалов, по сравнению с прочностью торцовых заготовок
При измерении прочности дерева по методу Бринелля необходимо учесть, что в среднем, шарик диаметром 10 мм входит в дерево с большой силой и происходит вдавливание с массой в 100 кг. В результате подсчётов определяется нанесенный при таком вдавливании ущерб и выделяется параметр прочности. Учитываются все нанесенные повреждения: вмятины, трещины, сколы. Для прочного дерева показатель Бринелля выше. В общих таблицах можно встретить значение, выраженное в МПа. Так, 10 МПа – это 1 НВ, что равняется показателю 10 Н/мм².
Человек и дерево
Цивилизованное общество давно сошлось на мнении о том, что деревья надо беречь, охранять и постоянно воссоздавать и поддерживать леса. Возвышенное отношение человека к дереву воспитывают в Китае. В 1980 году в государстве приняли закон, по которому каждый гражданин, достигший 11-летнего возраста, обязуется ежегодно высаживать по три дерева.
Мистер Ти
Редкий пример ненавистников деревьев среди публичных персон – актер Мистер Ти. В 1987 году артист уничтожил на своем участке в зеленом городке 100 деревьев. Этот возмутительный эпизод в прессе окрестили «резней бензопилой в Лейк Форест».
Яркой противоположностью Мистера Ти считается музыкант и актер Джастин Тимберлейк. По просьбе звезды ученые подсчитали, сколько углекислого газа выделяется на концертах популярного певца. С тех пор и по сей день Джастин сажает деревья в каждом уголке мира, где выступает.
Джастин Тимберлейк
В продвинутых европейских странах, например, в Швеции, практикуется традиция обустройства уютных мини-гостиниц на деревьях. Небольшие номера современно оборудованы и снабжены полным набором благ цивилизации.
Области применения различных пород древесины в строительстве
Выбор в пользу той
или иной породы древесины должен быть
сделан в зависимости от того, для каких
целей материал будет использоваться.
Так, например, древесина мягких пород легко поддается обработке, но сложные элементы резьбы не всегда удается из нее выполнить.
Ваза из древесины осины
Твердые же сорта необходимо использовать для создания надежных конструкций высокой прочности.
Наиболее
распространенные породы древесины и
стандартная область их применения:
- Ель, пихта – строевой лес, пол, стропильные конструкции, дощатая клееная древесина, средний щит столярной плиты
- Сосна-строевой лес, мебель, пол, окна, досчатая обшивка, двери.
- Лиственница-строевой лес, мебель, пол, окна, двери
- Можжевельник, туя -строительный лес; жалюзи облицовка фасада, покрытие гонтом.
- Дуб-мебель, фанера, паркет, фахверк (конструкционная древесина), окна и двери.
- Бук-мебель, ступени лестниц, паркет.
- Ясень-мебель, полы.
- Ольха-мебель, фанера.
- Клен-мебель, паркет, доски стола.
Спилы различных пород дерева
Имея
информацию о характеристиках и области
применения пород дерева, легче подобрать
наиболее подходящий материал под
конкретную задачу.
Крона дуба за год вырастает примерно на один метр
Желуди прорастают очень медленно, т.к. сначала формируется и растет корень, а только потом появляется надземная часть.
Первые несколько лет дуб растет очень медленно. Саженец в 30-50 см длиной должен расти 4-6 лет. Именно в таком возрасте его можно пересаживать на постоянное место. В 5-7 лет молодой дуб вырастает до 1 м, именно с 5-10 лет начинается его интенсивный рост.
Есть некоторые виды дуба, например, краснолистный, который растет быстрее. Сказать точно, на сколько именно вытянется конкретное дерево в год, сложно, т.к. у каждого растения своя скорость роста. Но в год дуб увеличивается примерно на 1 м, т.е. за 10 лет может вырасти на 8-9 м и больше.
Классификация древесины по твердости
Определение
твердости древесины необходимо для
выявления эксплуатационных и
потребительских свойств конструкций
и других изделия из древесины. Таких,
как стойкость к появлению царапин и
вмятин на деревянных изделиях,
износостойкость деревянных напольных
покрытий, лестниц и т.д.
Твердость древесины это способность сопротивлению внедрения в нее более твердых тел
Для обработки
древесины резанием особенно важен класс
твердости. Поскольку стойкость режущего
инструмента зависит от твердости
деревянной заготовки.
У быстрорастущего
дерева древесина мягче, чем у того,
которое растет медленно. Заболонь мягче,
чем сердцецевинная и спелая древесина.
Принято разделять
древесину, по степени твердости на три
класса:
- Мягкая
- Твердая
- Очень твердая
К мягким породам древесины относятся тополь, каштан, сосна, пихта, ель, кедр, осина, ольха, липа. Породу древесины относят к классу мягкой, плотность которой составляет менее 540 кг/м3
Спил тополя
К твердым породам относят грецкий орех, яблоню, дуб, лиственницу, березу, клен, ясень, ильм, платан. Породу древесины относят к классу твердой, плотность которой варьируется в диапазоне 550-740кг/м3
Спил ясеня
Очень твердые породы древесины, такие как кизил, рябина, белая акация, граб, самшит, фисташковое дерево и другие, имеющие плотность более 750 кг/м3
Спил граба
Лиственные породы
Особое внимание надо уделить лиственным деревьям. После вырубки хвойного леса они заполняют опустевшую площадь
Лиственные виды древесины применяют наиболее широко и разнообразно.
Кольцесосудистые структуры
Основу лиственных пород составляют такие кольцесосудистые их представители, как карагач, ильм, ясень, вяз и дуб. Последний из этого семейства – дуб – встречается во многих местах европейской России, а также произрастает на территории южных окраин (в Крыму и на Кавказе). Особенностью его древесины является высокий показатель твёрдости, прочность и стойкость к гниению. Помимо этого, обыкновенный черешчатый дуб отличается своей способностью к изгибу, очень привлекательной текстурой и насыщенным цветом.
Ясень обыкновенный нередко встречается в большинстве регионов европейской части России. Свойства этого вида древесины очень схожи с уже рассмотренными выше характеристиками дуба (он также имеет высокий показатель твёрдости и хорошо поддаётся изгибу, то есть обладает неплохой пластичностью).
Благодаря своим свойствам ясень используется при выпуске различных образцов спортивного инвентаря (теннисных ракеток, лыж и весел), а также в автомобильной, авиационной и корабельной промышленности. Кроме того, его нередко применяют для изготовления лестничных перил и рукояток различных инструментов.
Рассеянно-сосудистые мягкие породы
Береза является древесным символом России и произрастает на её территории повсеместно. Она широко применяется в отечественной промышленности для изготовления фанеры, прикладов охотничьих и спортивных ружей, лыж и шпона. Помимо этого из берёзы делаются древесные плиты самого различного класса, паркетные полы и деготь.
Тополь, осина, ольха, ива и липа имеют очень схожее строение и благодаря своей мягкости чаще всего используются как поделочная древесина, идущая на удовлетворение бытовых и строительных нужд. Их этих древесных структур изготавливаются корыта, лопаты, домашняя посуда и целлюлоза.
Рассеянно-сосудистые (твёрдые)
К этой категории древесины относятся бук, грецкий орех, платан, самшит, рябина и клён, произрастающие в самых различных регионах России и Белоруссии и чаще всего применяемые в декоративных целях.
Большинство из этих пород относится к категории особо твёрдых, так что, помимо своей декоративной ценности, они отличаются высокой износостойкостью. Из некоторых сортов древесины изготавливается шпон и паркетный фриз, уксусная кислота и креозот, а на основе твёрдого и прочного ореха с красивой структурой делаются полированные паркетные плиты и ложи для ружей.
Рассмотреть здесь абсолютно все известные виды древесины не представляется возможным. Люди годами изучают отдельные породы, особенности видов деревьев, возможности их применения. При желании всегда можно найти нужную информацию и закрепить теоретические познания на практике, изучая, высаживая и обрабатывая дерево.
Древесные материалы
Кроме пиломатериалов, получают и используют также древесные материалы, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, шпон, фанеру и др.
Древесностружечные плиты (ДСП) изготовляют на специальных машинах прессованием стружки, смешанной с синтетической смолой. Древесноволокнистые плиты (ДВП) прессуют в виде листов из измельчённой древесины. ДСП и ДВП применяют для изготовления мебели и в строительстве.
Шпон — это тонкие слои древесины. Его получают на специальных станках: специальный нож срезает с поверхности вращающегося бревна тонкий слой древесины. Этот процесс называют лущением (рис. 7). Фанера — это древесный материал, полученный путём склеивания трёх и более тонких листов шпона. Для получения фанеры используют древесину берёзы, ольхи, бука, сосны.
Рис. 7. Получение лущёного шпона: 1 – бревно; 2 — лущильный нож; 3 — лента шпона; 4 — прижимная линейка
Для изготовления фанеры (рис. 8) подготовленные и нарезанные листы шпона намазывают клеем. Затем накладывают друг на друга, чтобы направление волокон в листах было взаимно перпендикулярным, и сжимают под прессом до полного склеивания. Такое перекрёстное расположение волокон делает фанеру прочным материалом. Фанеру широко применяют при производстве мебели, а также в судостроении и авиастроении.
Рис. 8. Изготовление фанеры из листов шпона: а — расположение волокон на соединяемых клеем листах шпона; б — клеёная фанера
Лабораторно-практическая работа № 1
Распознавание древесины и древесных материалов
Получи у учителя образцы древесины, изучи их текстуру, определи цвет, запах, твёрдость. Запиши в таблицу в рабочей тетради изученные свойства древесины.
- Проведи такой опыт: вдавливая в поверхность каждого образца шило (не вращая его), определи, какие породы твёрдые, а какие — мягкие.
Рассмотри имеющиеся в учебных мастерских пиломатериалы, определи их название, найди их основные элементы.
- Изучи образцы древесных материалов: ДСП, ДВП, шпона, фанеры. Определи количество слоёв в образце фанеры и измерь линейкой его толщину.
Новые слова и понятия
Древесина, лиственные и хвойные породы, строение древесины (кора, сердцевина, годичные кольца), текстура; пиломатериалы (доски, брусья, бруски, горбыль), элементы пиломатериалов (пласть, ребро, торец, кромка); древесные материалы (шпон, фанера).
Проверяем свои знания
Какие породы деревьев растут в районе твоего проживания?
Перечислите достоинства и недостатки древесины.
Что такое текстура древесины?
Какие виды древесных материалов ты знаешь?
- Что прочнее: фанера или доска такой же толщины?
Деревья становятся жертвами браконьеров
Казалось бы, красть деревья не только противозаконно, но и крайне неудобно. Они гигантские, срубить их без шума практически невозможно, а вывозить должно быть крайне накладно. Однако, несмотря на все неудобства, незаконная вырубка деревьев оказывается очень выгодным бизнесом. Дерево приносит деньги, и немалые.
По данным, собранным в США, только в штате Вашингтон за год нелегально вырубается деревьев на миллион долларов. В Канаде браконьеры срубили и вывезли 800-летний кедр. С такими ситуациями сталкиваются все больше и больше стран — деревья срубают ради дорогой древесины или просто ради дров.
Древесные породы
В природе существует множество древесных пород, имеющих различные свойства, применяемые в разных сферах промышленности. Чтобы правильно выбрать нужную породу дерева, необходимо знать особенности каждой из них.
Разные виды древесины отличаются один от другого по цвету. Цвет зависит от нескольких факторов: породы дерева, возраста, скорости роста, а яркость цвета — от количества содержащихся в нем красящих веществ. Заболонь дерева имеет более светлый оттенок, чем ядро. Заболонью называют внешнюю часть дерева с живыми клетками. Ядровая часть дерева всегда более темная, где сконцентрировано основное количество дубильных веществ и смол. Ядровые породы деревьев имеют темную древесину, а заболонные – светлую. К ядровым относятся такие распространенные породы деревьев: лиственница, сосна, ясень и другие. У заболонных пород ядровый слой очень узкий и по цвету мало отличается от заболони. К таким породам относится береза, груша, липа, бук, граб и ольха. У клена, ясеня и граба очень светлая древесина, а у березы — белая. В основном из этих пород изготавливают паркетную доску. Желтую древесину имеет самшит. Используется в художественных и декоративных целях. Сосновая древесина при старении приобретает серый оттенок.
Из хвойных пород изготавливают пиломатериалы и другие строительные компоненты, так как они обладают легкой структурой, удобной для обработки. Самой легкой из них является пихта. Большинство используемых хвойных пород, произрастают в нашей местности, поэтому покупателю предоставляется широкий выбор дерева для различных целей по приемлемым ценам.
Самой легкой в мире является древесина бальсы. Она растет в лесах Южной Америки. Использовалось индейцами для изготовления плотов. Оно растет настолько быстро, что не имеет годичных колец. Его структура состоит из сплошной клетчатки, наполненной водой. После просушки древесина стает тверже дубовой, а вес составляет 120 г на 1 куб.м., что в два раза легче коры пробкового дерева. Бальсу используют в самолето- и кораблестроении, также это отличный изоляционный материал.
Змеиное дерево или снейквуд – самое тяжелое и твердое дерево в мире. Произрастает в Гвиане, Гайане и Суринаме. Его плотность составляет 1300 кг на 1 куб.м. Из снейквуда изготавливают декоративные поделки высочайшего качества, ручки для ножей, зонтов, смычки и луки для стрельбы. Материал из этого растения трудно поддается обработке из-за своей твердости, но дает хороший результат при отделке и полировке.
Лиственные породы успешно используются для производства различных видов мебели. Они имеют более темную древесину, широкую палитру цветов, успешно используемую в дизайне элементов мебели и декора.
Качество любого изделия, изготовленного из дерева, зависит от уровня твердости используемого материала. Чем тверже материал, тем выше его износостойкость. Уровень твердости определяется методом Бриннеля. Для этого в поверхность заготовки вдавливают металлический шарик диаметром 10 мм с силой 100 кг. Результат определяется по диаметру углубления и типу деформации. Чем выше показатель коэффициента твердости, тем крепче и тверже порода дерева.
Мягкая древесина
Мягкие сорта древесины с коэффициентом до 40 МПа имеют такие известные лиственные растения: липа, тополь, каштан. Хвойные: ель, сосна, пихта. Все они используются в строительстве, хорошо обрабатываются, из них сооружают стропильные конструкции, изготовляют мебель, окна, двери, мелкие декоративные изделия.
Твердая древесина
Коэффициент твердости от 40.1 МПа до 80 МПа имеют твердые породы, а выше 80 МПа – очень твердые породы древесины. Вершину твердости среди лиственных пород занимает дерево ятоб, растущее в лесах Южной Америки. Дерево имеет кирпично-красный цвет при распиле. Из него производят мебель, паркет, мелкие элементы интерьера. За ятобом по твердости следует сукупира, ярра амазонская, мутения, орех грецкий, ясень, дуб. А из хвойных пород рекорд твердости принадлежит лиственнице, изделия из которой приравниваются к каменным. Твердые сорта деревьев нашли свое применение в изготовлении высокопрочных конструкций.
Меньше всего леса среди стран Европы в Великобритании
Когда-то на территории Великобритании росли огромные лиственные леса. Здесь проживали кельты, поклоняющиеся деревьям, особенно дубам, относились к ним с почтением и трепетом.
Но вскоре эти земли завоевали англосаксонские племена, которые стали вырубать леса и возделывать землю. Этот процесс продолжался не одно столетие, и в результате к концу ХХ века площадь лесов в этой стране сократилась до 10% всей территории острова.
Сейчас там можно встретить смешанные или таежные леса. Самые распространенные деревья на этой территории – бук, береза и дуб. В горах раскинулись вересковые пустоши, которые стали пастбищами для овец, а также встречаются торфяники.
Равнины – это пашни и луга, они густо заселены. Огромные лесные массивы сменили небольшие редколесья. Но, несмотря на это, Англия кажется зеленой страной благодаря живым изгородям, лепополосам, различным фермерским лесопосадкам.
Классификация деревьев
- Хвойные деревья обладают жесткими игловидными или чешуйчатыми листьями, которые круглогодично сохраняют насыщенный зеленый оттенок и имеют характерный запах. Не так заметно, как у лиственных деревьев происходит смена листьев у такого вида растений. Хвойные растения изменяют собственную листву постепенно и на протяжении всей жизни. Помимо листвы, на хвойных деревьях растут можжевеловые ягоды или шишки. К такой разновидности растений относят такие деревья как: кипарис, лиственница, ель, сосна, секвойя.
- Лиственные деревья имеют более широкие и большие по размеру листья, нежели хвойные представители. Старая листва у таких деревьев к осени желтеет, а затем и вовсе опадает. Весной ей на смену появляется новая. К лиственным деревьям относят и их плодовые разновидности, к примеру, яблоня, черешня, груша, абрикос.
- Выделяют и экзотические деревья, которые растут в тропиках. К таким относят: баобаб, авокадо, гевея, какао, дуриан.
Хвойные деревья
Ель – это высокое и стройное хвойное дерево. В саду она очень эффектна и в одиночном, и в композиционном насаждении.
Пихта – это представитель хвойного растения семейства сосновых. Среди остальных хвойных деревьев его выделяют растущие вверх фиолетовые шишки и плоская хвоя. Иголки пихты мягкие и блестящие, сверху темно-зеленые, а снизу они помечены белой полосой. Молодые саженцы этого дерева растут долго, но с 10-летнего возраста их развитие ускорится и продлится до самого вымирания корневой системы.
В списке хвойных деревьев есть и можжевельник. Это хвойное растение возникло больше 50 миллионов лет назад. Сейчас ученым удалось отнести можжевельник к семейству кипарисовых, и представителей этого семейства в наше время около 70 видов. Среди можжевелового многообразия есть 15-сантиметровые стланики и 30-метровые великаны.
Кедр – это дерево, которое стало неотъемлемой частью декора для парадного входа или обширного газона перед домами. Кедры могут иметь карликовые формы и использоваться для бонсай. В натуральном виде данные деревья величественно возвышены в горном массиве на высоте до 3 тысяч метров над уровнем моря и могут показаться великанами. Дикие породы такого дерева имеют высоту до 50 метров.
Кипарис в естественных условиях представляют собой вечнозеленые деревья или кусты, крона у которых имеет форму пирамиды или конуса. У такого дерева также есть стройным ствол, укрытый толстой корой и созревающие на второй год шишки.
