Твердость древесины во многом определяется ее породой. Множество людей ошибочно полагают, что дуб является самой твердой древесиной, однако это не совсем так, существуют и более твердые виды. В данной статье мы исследуем доступные лиственные породы и рассмотрим их специфические характеристики.
Самые твердые породы дерева
Древесина из лиственных пород известных своей долговечностью и прочностью. Пиломатериалы с высокой плотностью находят широкое применение в строительстве и производстве мебели, так как изделия из них получается гораздо более прочными и долговечными. Для выбора древесины высокого качества важно знать, какие породы характеризуются высокой твердостью, и какие факторы влияют на этот признак.
Обработка такой древесины может быть сложной задачей, однако она остается популярной. Лиственные породы дерева часто используются для возведения домов и отделки. Этот материал отличается прочностью и способен выдерживать значительные нагрузки и интенсивное использование.
Твердая древесина является прекрасным выбором для различных напольных покрытий, таких как ламинат или паркет. Также она нашла применение в производстве эстетичных предметов мебели, которые включают в себя:
- комоды различного дизайна;
- столы для кухонного использования;
- распашные, вместительные шкафы;
- стенки для квартир;
- кровати, создающие уют в спальне.
Твердая древесина также используется для изготовления множества предметов, таких как бильярдные кии, пики и шахматные фигуры, что свидетельствует о ее универсальности и многофункциональности.
Обратите внимание на важный аспект. Дерево обладает высокой резонирующей способностью, что означает, что оно усиливает звуковые колебания. Поэтому древесина идеально подходит для изготовления музыкальных инструментов, таких как скрипки, гитары и многое другое.
Кроме того, древесина из лиственных пород находит применения в изготовлении железнодорожных шпал и при строительстве мостов, а также для производства разных деталей двигателей и сувениров.
Что влияет на твердость?
Твердость древесины демонстрирует ее способность воспротивиться воздействию более твердых объектов, таких как гвозди, шурупы или саморезы. Каждая порода дерева имеет индивидуальные показатели твердости. Этот параметр обычно рассчитывается с использованием метода Бринелля. Как это работает?
- Металлический шарик диаметром 1 см вдавливается с использованием пресса в древесную заготовку.
- Измеряют глубину оставленного на образце сферического отпечатка.
- Используя формулу, рассчитывают уровень твердости древесины, который выражается в обозначениях НВ.
Для лучшего понимания стоит отметить, что в таблицах Бринелля можно увидеть значения твердости в МПа. Например, 10 МПа соответствует 1 НВ и 10 Н/кв.мм.
На уровень твердости влияют множество факторов:
- Влажность. Деревья, которые выросли на сухих почвах, имеют более высокие показатели прочности по сравнению с теми, что произрастают на болотистых участках.
- Возраст. Чем старше дерево, тем более твердым и плотным оно становится.
- Время заготовки. Древесина, срубленная в начале зимы, как правило, более прочная, чем та, что заготовлена в конце зимнего периода.
- Условия произрастания. В холодном климате деревья развиваются медленнее, что сказывается на их плотности и твердости.
Также стоит учитывать, что твердость материала может варьироваться в зависимости от направления разреза. Например, поперечная твердость лиственных пород часто на 30% ниже их радиальной твердости, в то время как для хвойных пород это значение достигает 40%.
Многие породы деревьев имеют схожие показатели радиальной и тангенциальной твердости. Что касается боковой поверхности бука или дуба, то она оказывается на 5-10% тверже фронтальной поверхности древесины.
Какие породы самые твердые в мире?
Ятоба, известное в некоторых кругах как бразильская вишня, является тропическим деревом, обладающим высокой прочностью и твердостью до 7 HV. Это дерево растет преимущественно в тропических лесах Южной и Центральной Америки. Внутренняя часть ятобы характеризуется насыщенным оранжевым или красным цветом. После распиловки древесина темнеет в течение нескольких дней и приобретает кирпично-красный оттенок.
Африканская мутения, хотя и не такая твердая как ятоба, имеет показатель твердости 5 HB. Уникальным качеством этой древесины являются пурпурные «лучи», видимые при распиле ствола. Она по цвету напоминает орех и обладает хорошей гигроскопичностью, поэтому ее не следует покрывать грунтовками или лаками — это не влияет на эстетичность, так как данная древесина имеет красивый естественный блеск и текстуру. Мутения часто используется для производства мебели и напольной плитки.
Бамбук, с твердостью 4,7 HB и представляющий собой тростниковое растение, а не настоящую древесину. Однако после обработки полимеризацией его жесткость становится сопоставимой с кленом или акацией, что делает его тверже дуба. Этот материал обычно имеет золотисто-соломенный цвет.
Палисандр имеет твердость 4,4 HB и произрастает в Бразилии и Гватемале. Цвет древесины варьируется от золотисто-коричневого до темного. Палисандр обладает приятным ароматом свежей розы и легко полируется. Он также подходит для распиливания и вырезания, что делает его идеальным для изготовления коробок для сигар, декоративных хьюмидоров, сувениров и различных музыкальных инструментов.
К лиственным породам деревьев также относится бакаут, родиной которого являются Индия, Южная Америка и Карибские острова. Эта древесина обладает удивительной плотностью и, несмотря на всю свою тяжесть, может быстро тонуть в воде, что делает её трудной в обработке. Среди преимуществ Baquat можно выделить:
- высокую устойчивость к гниению и вредителям;
- прекрасную биостойкость;
- отличные параметры износостойкости.
После распила древесина издает характерный приятный аромат, схожий с запахом какао или ладана.
Сукупира, произрастающая в Южной Америке, превосходит облачный камень по твердости, достигая 5,6 по шкале Бринелля. В ее древесине имеются жировые вещества, которые защищают её от грибков и жуков. Сукупира довольно сложна в обработке, однако полируется и шлифуется без особых трудностей, обладая хорошей плотностью.
Европейский орех, произрастающий в Малой Азии и Европе, тоже выделяется значительной прочностью. Его твердость составляет 5 HB. Волокна древесины ровные и параллельные, что делает её популярным выбором для производства:
- дорогих предметов мебели;
- сувениров;
- напольного покрытия;
- шпона.
Мербау, растущий в Индии, достигает твердости до 4,9. Этот материал не подвержен усадке и прекрасно переносит влагу. Мербау имеет коричневый цвет с красноватым отливом, идеально подходит для плитки в ванной комнате и используется для производства как паркета, так и мебели. Кроме того, мербау расходуется в строительстве прочных и долговечных домов.
Что такое показатель твердости и как его измеряют
Твердая древесина обладает способностью противостоять внешним воздействиям, что делает её идеальной для тяжелых условий эксплуатации. Степень твердости имеет решающее значение при выборе строительных материалов. Такие элементы, как доски для полов и другие деревянные элементы, должны отличаться высокой прочностью для того, чтобы выдерживать большие нагрузки. Хотя работа с материалами высокой плотности представляет собой дополнительные трудности, твердая древесина также славится своей прочностью, что делает её дорогим материалом.
В зависимости от условий, в которых применяется древесина, её прочность может варьироваться. Наиболее прочные доски могут пострадать при воздействии вдоль годичных колец, радиально, а также на торцах и краях.
Важно: Твердость древесины формируется под воздействием множества факторов и меняется со временем. Глубина следов, оставленных инородными телами на древесине, и сила, с которой они были приложены, играют большую роль.
Метод Бринелля — это общепринятый метод определения прочности и твердости древесины. Это особенно важно при выборе паркетного пола, так плотная древесина не оставляет вмятин от ножек или каблуков мебели.
При измерении прочности древесины по методу Бринелля следует учитывать, что шар диаметром 10 мм создаёт давление на образец в 100 кг, что приводит к значительной вмятине. Затем рассчитывается ущерб, созданный таким отпечатком и определяется прочность. Учитываются все повреждения, как вмятины, трещины, так и сколы. Значение Бринелля для прочных древесин всегда будет выше, чем для менее прочных. В стандартных таблицах можно найти значения, выраженные в МПа. Например, 10 МПа соответствует 1 НВ, что также равно 10 Н/мм².
От чего зависит твердость древесины
Для каждого вида древесины могут наблюдаться различия в значениях плотности, однако существует ряд общих факторов.
Факторы, влияющие на твердость древесины, включают в себя:
- Возраст породы. Чем старше древесина, тем выше ее показатели прочности. Молодые деревья могут быть влажными, тогда как старые становятся более прочными за счет потери влаги.
- Климатические условия и география произрастания. В холодном климате деревья становятся прочнее, поскольку процесс их роста замедляется.
- Метод распила дерева. Существуют специальные подходы, которые могут повысить прочность древесины при её распиле.
- Участок, из которого был получен образец древесины. Плотность коры всегда выше, чем у сердцевины дерева.
Преимущества и недостатки твердых пород дерева
Хотя твердые породы древесины предпочтительны в строительстве и изготовлении мебели, у них есть свои плюсы и минусы. Преимущества лиственных пород включают:
- отсутствие необходимости в дополнительной обработке или пропитке;
- долговечность и высокая износостойкость досок;
- минимально подверженность деформациям и коррозии, а также уникальная и привлекательная текстура дерева.
- Сложности, с которыми сталкиваются мастера при обработке таких досок;
- высокая стоимость материалов;
- неподходящие для всех типов мебели и полов такие породы могут не всегда быть подходящими.
Древесина твердых пород требует минимального ухода и не требует большого внимания, однако могут возникнуть сложности с установкой мебели, так как вбивать гвозди в такие материалы порой затруднительно.
Что делают из твердого дерева?
Древесина лиственных пород используется в разных сферах в зависимости от конкретной породы. Например, ятоба, или бразильская вишня, используется для производства клюшек, бильярдных киев, мебели и паркетных полов. Однако данная древесина не подходит для судостроения, так как не устойчива к морской воде.
Древесина акации, обладающая желтым оттенком, зарекомендовала себя среди производителей мебели благодаря своимOutstanding водоотталкивающим свойствам. Паркетные полы из акации считаются более долговечными, чем дубовые, и со временем становятся только красивее.
Кроме того, мербау используется не только для строительства общественных зданий из-за своей высокой твердости, но и для изготовления паркетных полов. Этот материал также применяется для отделки влажных помещений, так как он не боится влаги.
Из ясеня изготавливали не только охотничьи орудия, но и ружья, копья и дубины. Известно, что древесина бука обладает хорошими возможностями фотокоррекции, что идеально подходит для создания круглых предметов, таких как венские стулья. Бук также широко используется для производства фанеры, упаковки, и древесных изделий, включая буквенные паркеты и измерительные инструменты.
Дерево с самой прочной древесиной
Бук известен как самое прочное дерево, иногда называемое «железным» из-за его выдающейся прочности, иногда даже превышающей прочность железа. Из него можно изготавливать даже детали машин и гвозди. Существуют различные виды этих деревьев, и они произрастают в разных местах на планете.
Береза Шмидта, древесина которой обладает прочностью в полтора раз больше, чем у чугуна, произрастает в Приморском крае; другое амазонское дерево можно найти в Бразилии, а в Африке находятся представители, известные как азобе. Taxus (остролист) тоже является железным деревом и совершенно не подвержен гниению; это дерево также называют «деревом без сахара». На территории Азербайджана и Ирана произрастает железное дерево темир-агач, а персидский мак можно найти в лесах северного Ирана и Закавказья.
Деревья могут удивлять не только силой, но и размерами. Например, по данным uznayvse.ru, самое большое дерево в мире может достигать высоты превышающей 150 метров.
Тверже стали
На протяжении всей истории человечества существовала необходимость в твердых материалах. Считается, что наиболее твердыми являются металлы и сплавы, включая сталь и чугун. Однако среди древесных пород имеется несколько представителей, чья прочность превосходит многие виды металлов.
Не только кости и каменные орудия труда, но и деревянные предметы были среди первых инструментов, с помощью которых человек начал обрабатывать ресурсы в начинающейся цивилизации. Уже тогда, даже не осознавая концепции твердости, древние люди заметили, что деревья и кустарники имеют различные уровни прочности и что инструменты, изготовленные из них, способны оказывать значительное влияние на другие материалы, не повреждаясь. Именно тогда возник термин «выносливость». Деревья с высоким значением этой характеристики стали известны как «железные деревья».
Следует отметить, что виды деревьев с таким названием могут различаться от региона к региону и от континента к континенту. Однако обычно они обладают одинаковыми характеристиками высокой прочности, среди которых:
- не всплывают на поверхности и не держатся на плаву, а тонут в воде;
- редко подвержены заболеваниям или нападению насекомых;
- с трудом поддаются обработке и так далее.
На сегодняшний день, благодаря развитию науки и техники, люди глубже понимют таинства природы и приобрели знания о физических и биологических законах, научились точно измерять твердость различных материалов. Существуют два основных метода проверки древесины: испытание по Бринеллю и по Роквеллу, названные в честь ученых, внедривших их в практику. Первый метод (по Бринеллю) использует специальный шарик для тестирования, а второй (по Роквеллу) — алмазный инструмент. В результате тестирования на поверхности материала (древесины) остается вмятина различной глубины, по которой определяется уровень твердости древесины.
Для некоторых видов древесины этот уровень так высок, что превышает показатели тех же характеристик для металлов и их сплавов. Древесина этих пород, известных как железное дерево, используется для разнообразных работ. В прошлом и по сей день из нее изготавливают:
- гвозди;
- мебель;
- конструктивные элементы и детали сложных машин;
- строительные конструкции и элементы и многое другое.
На уровень прочности различных деревьев одной и той же породы влияют следующие факторы:
- возраст: с возрастом древесина теряет влагу и становится прочнее;
- климатические условия места произрастания: в засушливых регионах древесина будет тверже, чем в более влажных;
- метод распила, который использовался для обработки древесины;
- участок дерева, из которого был получен образец: твердость коры, как правило, выше, чем у сердцевины.
Разновидности «железных деревьев»
Как уже упоминалось ранее, существует множество деревьев с высокими показателями твердости, которые классифицируются как «железное дерево». В числе наиболее используемых в производстве, строительстве и изготовлении мебели можно выделить следующие:
Ятоба – бразильская вишня
Это дерево, встречающееся в тропических лесах Центральной и Южной Америки, достигает высоты более 40 метров. Его побеги покрыты тонкими коричневыми волосками и формируют широкую крону. Примечательно, что это дерево не имеет ничего общего с вишней, распространенной в наших широтах. Его названы в честь древесины, имеющей темно-красный или темно-оранжевый цвет, который становится более интенсивным по прошествии недели после среза, меняясь на кирпично-красный.
Ятоба занимает высокое положение в мире древесины с твердостью 7 по шкале Бринелля, что делает ее отличным материалом для изготовления мебели и декоративных изделий.
Сукупира
Этот вид древесины также произрастает в Южной Америке и встречается в лесах Колумбии, Бразилии и Венесуэлы. Сукупира характеризуется выразительной текстурой с мелкими, узкими желтоватыми или светлыми прожилками на фоне красновато-коричневого цвета, который обращается в более светлый к краям. Она обладает высокой прочностью и твердостью около 5,6, что затрудняет ее распил, требуя строгого соблюдения технологии обработки. Но, к счастью, такая древесина легко полируется, что позволяет получить качественный паркет, варьирующийся от какао до бордовых оттенков. Изделия из Сукупиры не подвержены воздействию грибков или насекомых.
Сукупира достигает зрелости примерно через 100 лет, хотя использование древесины возможно уже через 25 лет, когда ствол становится цилиндрическим и лишенным побегов и боковых ветвей.
Мутения
Это интересное дерево обитает в тропических лесах Западной Африки и достигает высоты 50–60 метров при диаметре ствола около метра. Его древесина напоминает орех по цвету и тик по структуре, и она известна под названием Turbidwood. Эта порода древесины классифицируется как железное дерево с твердостью 5, но в редких случаях она может подвергнуться механическим повреждениям.
Мутения ценится за свою устойчивость к трещинам и деформациям, а также за то, что при правильном распиле древесина приобретает яркий пурпурный цвет. Высокая гигроскопичность требует от мастеров внимательного обращения, но природный блеск исключает необходимость в лакировке. Матовая древесина используется для производства мебели, декоративных интерьеров и паркета, а также шпона.
Самая твердая древесина в мире
Как уже упоминалось выше, многие ошибочно полагают, что дуб является самой твердой древесиной, однако реальным лидером по прочности является так называемое железное дерево. Эта порода славится своей выдающейся прочностью и плотностью, зачастую превосходящей таковые у железа!
Древесина железного дерева может использоваться для производства автомобильных деталей или гвоздей. Не все виды обладают такими свойствами, и их количество ограничено, так как они растут в различных углах нашей планеты.
Обзор пород
Существует множество лиственных пород, каждая из которых имеет свои уникальные характеристики и визуальные свойства. Давайте исследуем их подробнее.
Акация
Акация выделяется как одна из самых ценных и твердых лиственных пород благодаря своей превосходной водонепроницаемости. Древесина акации легко обрабатывается, полируется и сохраняет свою форму после сушки. Этот листопадный вид имеет высокую плотность, но одновременно обладает прочностью. Структура древесины разнородна, с волокнами, расположенными в разных направлениях.
Древесина акации устойчива к механическому износу, что затрудняет ее обработку в сухом состоянии.
Амарант
Этот вид дерева произрастает в Центральной Америке. Оно характеризуется плотной, но гибкой древесиной, имеющей прекрасный красно-фиолетовый цвет и привлекательную текстуру. Амарант отличается высокой устойчивостью к воздействию влаги. Однако, несмотря на свою твердость, этот вид считается хрупким.
Работать с этим материалом довольно просто, поскольку он податлив. На сегодняшний день из амаранта изготавливают в основном дорогую мебель или редкие аксессуары с высоким ценовом сегментом.
Афрормозия
Следующий вид древесины, заслуживающий внимания, это афромозия. Дерево вновь растет высоко и относится к семейству бобовых, находясь в смешанных лесах на берегу Слоновой Кости, в Камеруне и Гане. Деревья имеют мощный ствол без боковых ветвей.
Свежесрубленная афромозия имеет привлекательный светло-желтый цвет в сердцевине, который со временем тускнеет. Волокна древесины прямые и слегка скрученные, а текстура — тонкая и гладкая. Это дерево очень плотное и ценное, и его устойчивость делает его одним из самых преданных выборов для использования.
Афромозия обладает хорошей устойчивостью к гниению, насекомым и грибковым заболеваниям — её можно считать альтернативой тику.
Бамбук
Бамбук завершает наш список лиственных пород. Технически это не дерево, а относится к семейству травянистых растений. Его стебли, подобные драгоценностям, могут достигать высоты 40 см и диаметра 30 см. Цвет этого материала колеблется от золотистого до соломено-желтого, с контрастными полосами темных оттенков. Структура бамбука однородная и плотная, но в своем естественном состоянии он не может быть использован для промышленных целей.
Данный материал устоялся к механическим повреждениям, даже в сложных климатических условиях. Тем не менее, для качественной обработки бамбука мастерам требуется особая тщательность в выборе абразивных материалов и профессиональное использование инструментов.
Сферы применения
Древесина лиственных пород применяется в самых различных областях:
- используется в судостроении;
- применяется в производстве великолепных напольных покрытий, как обычных, так и мозаичных;
- подходит для отделки интерьеров и создания уникального дизайна;
- из твёрдых пород изготавливают качественную и красивую мебель всех видов;
- также древесина используется для создания музыкальных инструментов;
- используется в строительстве и качестве вспомогательного материала;
- в некоторых случаях имеет лечебные свойства, например, древесина красного дерева может применяться для лечения астмы.
