Твердость древесины во многом зависит от ее породы. Многие считают, что дуб — самая твердая древесина, но это не так — есть еще более твердые породы. В этой статье мы узнаем все о доступных лиственных породах и ознакомимся с их свойствами.
Самые твердые породы дерева
Древесина лиственных пород отличается долговечностью и прочностью. Пиломатериалы высокой плотности часто используются в строительстве и производстве мебели, поскольку из них получаются более прочные и долговечные изделия. Чтобы выбрать древесину хорошего качества, необходимо знать, какие породы обладают высокой твердостью и от чего зависит этот параметр.
Эта древесина сложна в обработке, но по-прежнему популярна. Древесина лиственных пород часто используется для строительства домов и облицовки. Материал прочный и выдерживает интенсивное использование.
Твердая древесина — отличный выбор для таких напольных покрытий, как ламинат или паркет. Он также используется для изготовления эстетически привлекательной мебели:
- комодов;
- кухонных столов;
- распашных шкафов;
- стенок;
- кроватей.
Твердая древесина также используется для изготовления всевозможных предметов, таких как бильярдные кии, пики и шахматные фигуры.
Обратите внимание. Дерево обладает большой способностью к резонансу, т.е. усиливает звуковые колебания. Поэтому он очень хорошо подходит для изготовления скрипок, гитар и других музыкальных инструментов.
Древесина лиственных пород используется для изготовления железнодорожных шпал и при строительстве мостов. Древесина лиственных пород используется для изготовления деталей двигателей и сувениров.
Что влияет на твердость?
Это свойство показывает, насколько хорошо древесина сопротивляется воздействию более твердых предметов, таких как гвозди, шурупы или саморезы. Каждая порода древесины имеет свое значение твердости. Значение твердости обычно рассчитывается по методу Бринелля. Суть этого метода заключается в следующем:
- металлический шарик диаметром 1 см вдавливают с помощью пресса в деревянную заготовку;
- измеряют глубину оставшегося на образце сферического отпечатка;
- по формуле определяют твердость древесины в единицах, которые обозначают буквами НВ.
Для справки В таблицах Бринелля можно увидеть число твердости МПа. Например, 10 МПа соответствует 1 НВ и 10 Н/кв.мм.
На степень твердости материала влияют различные факторы:
- Влажность. Если дерево росло на сухой почве, а не на болотистом грунте, то показатели прочности у него будут выше.
- Возраст. Чем старше многолетнее растение, тем тверже и плотнее оно становится.
- Время заготовки. Прочнее является древесина, которую срубили в первый месяц зимы, а не в последний.
- Условия произрастания. Деревья в холодном климате растут медленнее, поэтому степень твердости у них выше.
Твердость материала также зависит от направления разреза. Твердость реза может быть в торцевом, тангенциальном или радиальном направлении.
У лиственных деревьев поперечная твердость обычно на 30 % ниже, чем поперечная. У хвойных пород эта доля достигает 40 %.
Многие виды имеют одинаковую радиальную и тангенциальную твердость. Боковая поверхность бука или дуба на 5-10 % тверже фронтальной поверхности.
Какие породы самые твердые в мире?
Ятоба — это тропическое дерево. При этом получается высокопрочный материал с твердостью до 7NV. Другое название ятобы — бразильская вишня. Дерево растет преимущественно в тропических лесах Южной и Центральной Америки. Внутренняя часть дерева обычно имеет насыщенный оранжевый или красный цвет. Бразильская вишня темнеет в течение нескольких дней после распиловки. Цвет материала становится кирпично-красным.
Африканская мутения не такая твердая, как предыдущее дерево, но имеет показатель Бринелля 5 HB. Его характерной особенностью являются пурпурные «лучи», которые образуются при срезе ствола. Цвет древесины также напоминает орех. Материал очень гигроскопичен, поэтому его нельзя покрывать грунтовками или лаками. Это не влияет на эстетику, так как этот вид древесины имеет естественный блеск и красивую текстуру. Африканская древесина часто используется для изготовления мебели или напольной плитки.
Бамбуковый, который имеет мощность 4,7 л.с. и на самом деле сделан из тростника, а не из дерева. Однако после полимеризации ствол становится таким же прочным, как клен или акация. Бамбук тверже дуба. Этот материал характеризуется золотисто-соломенным цветом.
Твердость палисандра составляет 4,4 НБ, он произрастает в Бразилии и Гватемале. Его цвет варьируется от золотисто-коричневого до темного. Дерево обладает приятным ароматом свежей розы. Дерево легко полируется. Его можно распиливать и вырезать. Из него изготавливают коробки для сигар, декоративные хьюмидоры, сувениры и музыкальные инструменты.
К лиственным породам относится бакаута, родиной которой являются Индия, Южная Америка и Карибские острова. Эта древесина обладает удивительной плотностью, но очень тяжелая и быстро тонет в воде. С ним трудно работать. Некоторые из преимуществ Baquat следующие:
- устойчивость к гниению и вредителям;
- отличную биостойкость;
- хорошая износостойкость.
После распила дерево издает характерный, приятный аромат, напоминающий запах какао или ладана.
Сукупира, расположенный в Южной Америке. Он тверже облачного камня и имеет твердость 5,6 по шкале Бринелля. Он содержит жировые вещества, которые защищают материал от грибков и жуков. Сукупира трудно обрабатывается, но легко полируется и шлифуется, имеет хорошую плотность.
Европейский орех — довольно крупный представитель флоры. Произрастает в Малой Азии и Европе. Твердость этой породы древесины составляет 5 HB. Волокна плит ровные и параллельные. Европейский орех, родом из Азии, используется для производства следующих продуктов:
- дорогостоящей мебели;
- сувенирных предметов;
- напольного покрытия;
- шпона.
Мербау — это древесина завода в Инции. Мербу — растение родом из Инции, имеет твердость до 4,9. Материал не дает усадки и не боится воды. Цвет мербау — коричневый с красноватым отливом. Подходит для плитки в ванной комнате. Мербау используется для производства паркета или мебели. Он также используется для строительства долговечных и прочных домов.
Что такое показатель твёрдости и как его измеряют
Более твердая древесина особенно устойчива к воздействию других, более прочных предметов, например, металла. Степень твердости важна для выбора строительных материалов. Доски пола и другие деревянные материалы должны быть достаточно твердыми, чтобы выдерживать большие нагрузки. С материалом высокой плотности трудно работать, но твердая древесина также очень прочна, что делает ее дорогим материалом.
В зависимости от того, как воздействуют на доску, прочность может быть разной. Наиболее прочные доски могут быть поражены вдоль годовых колец, радиально, в конце кромки и на торце.
Важно: Твердость дерева формируется под воздействием различных параметров и в течение определенного периода времени. Глубина следов, оставленных инородным телом на древесине, и сила, с которой оно было прижато, имеют большое значение.
Метод Бринелля — это широко используемый метод определения прочности и твердости древесины. Этот параметр особенно важен при выборе паркетного пола. Плотная древесина не оставляет следов от ножек или каблуков мебели.
При измерении прочности древесины по методу Бринелля необходимо учитывать, что пуля диаметром 10 мм в среднем пробивает древесину с большой силой и вызывает вмятину массой 100 кг. Расчет определяет ущерб, вызванный таким оттиском, и выделяет параметр прочности. Учитываются все нанесенные повреждения, такие как вмятины, трещины и сколы. Для прочной древесины значение Бринелля выше. В общих таблицах можно найти значение, выраженное в МПа. Например, 10 МПа составляет 1 НВ, что соответствует 10 Н/мм².
От чего зависит твёрдость древесины
Значения плотности различны для каждого вида древесины, но есть некоторые общие факторы.
Факторы, влияющие на твердость древесины:
- возраст породы, чем старше древесина, тем более высокие характеристики прочности она имеет. Молодое дерево влажное, а старое иссушается и становится прочнее;
- климат и география произрастания. В холодном климате деревья прочнее, потому что растут крайне медленно;
- способ, которым было распилено дерево. Существуют определенные методики для усиления прочности при распиле;
- участок, в котором обрезан ствол. Плотность коры всегда выше, чем у сердцевины дерева.
Преимущества и недостатки твёрдых пород дерева
Хотя твердый картон наиболее предпочтителен в строительстве и изготовлении мебели, у него есть как положительные, так и отрицательные стороны. Преимущества лиственных пород:
- не требуется дополнительная пропитка дерева;
- доски износостойкие и прочные;
- дерево и мебель из него имеет красивую, неповторимую структуру.
- сложность обработки досок;
- высокая стоимость;
- подходит не для всех видов мебели и полов.
Древесина твердых пород нетребовательна и практически не требует дополнительного ухода, но могут возникнуть трудности с креплением мебели из твердых пород к стене и ее фиксацией, если необходимо вбить гвоздь.
Что делают из твердого дерева?
Древесина лиственных пород используется во многих областях в зависимости от породы. Например, бразильская вишня, называемая ятоба, используется для изготовления клюшек, бильярдных киев, мебели и паркетных полов. Однако эта древесина не используется в судостроении, поскольку повреждается морской водой.
Древесина акации имеет желтый оттенок. Она уже была известна производителям мебели, так как не гниет и не рассыхается. Из древесины акации изготавливают паркетные полы, которые считаются более долговечными, чем дубовые, и с годами становятся все красивее.
Марбау используется для строительства общественных зданий благодаря своей высокой твердости, а также применяется для изготовления паркетных полов. Его используют для декорирования влажных помещений, так как он не боится воды.
Марбау не только очень прочен, но и устойчив к воздействию влаги.
Из ясеня изготавливали не только орудия охоты, но и ружья, копья и дубины. Известно, что древесина бука легко гнется при обработке паром. Это свойство необходимо для изготовления круглой мебели, в том числе венских стульев. Из бука можно делать оружие, плести лодки и даже строить музыкальные инструменты. Бук также используется для изготовления фанеры и тары, а также букового паркета и измерительных приборов.
Дерево с самой прочной древесиной
Бук известен как самое прочное, т.е. «самое железистое» из всех деревьев, известных как железное дерево. Он настолько прочен, что иногда даже превосходит в этом отношении железо. Из него можно делать даже гвозди и детали машин. Существует несколько видов этих деревьев, и они растут в разных частях света. Вот несколько примеров этих чудесных деревьев.
Береза Шмидта, древесина которой в полтора раза прочнее чугуна, растет в Приморском крае; другое амазонское дерево произрастает в Бразилии; в Африке его представителя называют азобе. Taxus (или остролист) также является железным деревом; он совершенно не подвержен гниению и его также называют «деревом без сахара». В Азербайджане и Иране произрастает железное дерево темир-агач, а персидский мак растет в лесах северного Ирана и Закавказья.
Деревья бьют рекорды не только по силе, но и по размеру. По данным uznayvse.ru, самое большое дерево в мире достигло высоты более 150 метров.
Тверже стали
Человечество всегда нуждалось в твердых материалах. Считается, что наибольшей твердостью обладают различные металлы и сплавы, такие как сталь, чугун и т.д., однако среди деревьев с высоким содержанием этого параметра есть мастера, древесина которых оказывается намного прочнее самых твердых металлов.
Не только костяные и каменные орудия труда, но и деревянные предметы были одними из первых инструментов, с помощью которых человек начал работать на заре цивилизации. Уже тогда люди, ничего не знавшие о понятии твердости, обратили внимание на то, что разные деревья и кустарники имеют разную прочность, прочность, с которой изготовленные из них инструменты могут воздействовать на другие предметы, не повреждаясь и не разрушаясь. Отсюда происходит термин «выносливость». Деревья, которые имели самые высокие значения этой характеристики, были названы «железными деревьями».
Важно отметить, что виды деревьев с таким названием варьируются от места к месту, от континента к континенту и от континента к континенту. Но в большинстве случаев, кроме высокой прочности, они имели и другие схожие параметры. Особенно это касается древесины этих пород деревьев:
- не плавает на поверхности или в толще воды, а погружается на дно, тонет;
- эти деревья очень редко поражаются различными заболеваниями, вредными насекомыми и другими биовредителями;
- она с трудом поддается обработке и так далее.
Сегодня, благодаря высокому развитию науки и техники, люди проникли в самые сокровенные тайны природы, получили знания биологических и физических законов и научились определять твердость различных материалов. Существует два основных метода испытания древесины: испытание по Бринеллю и испытание по Роквеллу. Они названы в честь ученых, которые их разработали и применили на практике. Первый метод (Бринелля) использует специальный шарик для испытания образца, а второй (Роквелла) — алмазный инструмент для испытания образца. В конце испытания на поверхности материала (древесины) остается вмятина различной глубины. О твердости древесины судят по ее размеру.
Для некоторых пород древесины этот параметр настолько высок, что превышает значения той же характеристики для металлов и их сплавов. Древесина этих деревьев, называемая железным деревом, используется людьми для различных работ. Из него делали в прошлом и продолжают делать сегодня:
- гвозди;
- мебель;
- конструктивные детали и узлы сложных машин и агрегатов;
- строительные приспособления и элементы, и так далее.
На показатели прочности различных деревьев одной породы влияют:
- возраст, чем дерево старше, тем оно прочнее, поскольку древесина со временем теряет влажность, «иссушается»;
- климатические особенности места произрастания, в засушливых регионах величина твердости древесины будет выше, чем во влажных, при низких температурах, рост саженцев, посадочного материал замедляется, что также ведет к увеличению твердости;
- способ, который использовали мастера при распиле дерева;
- участок древесины, из которой был изготовлен образец, твердость у поверхности, непосредственно под корой и в сердцевине ствола различается, у коры она выше.
Разновидности «железных деревьев»
Как упоминалось ранее, существует множество деревьев с высокими показателями твердости, которые классифицируются как «железное дерево». Среди наиболее часто используемых в производстве, строительстве и изготовлении мебели можно назвать следующие.
Ятоба – бразильская вишня
В тропических лесах Центральной и Южной Америки растет дерево под названием южноамериканская (бразильская) вишня. Отдельные экземпляры могут вырастать более 40 метров в высоту. Молодые побеги покрыты мелкими коричневыми волосками и образуют широкую крону. Сложные листья состоят из двух заостренных, серповидных листочков длиной 7,5 см.
Южноамериканское растение не имеет ничего общего с вишневым деревом, распространенным в нашем регионе. Растение может быть названо в честь древесины, которая имеет темно-красный или темно-оранжевый цвет. После срезки в течение недели он приобретает более темный, кирпично-красный цвет.
Ятоба — одна из самых твердых пород древесины (Бринелль 7), используемая для изготовления мебели и декоративных предметов.
Сукупира
Это еще один представитель южноамериканской флоры, который растет в лесах Колумбии, Бразилии и Венесуэлы. Выразительная текстура, мелкие, узкие желтоватые или светлые прожилки в матовом красновато-коричневом цвете, который становится светлее к краю, делают его легко узнаваемым и очень декоративным. Помимо высокой твердости и прочности, Сукупира характеризуется наличием в слоях древесины маслянистых веществ, которые препятствуют росту болезней, вредителей и других паразитов.
Твердость около 5,6 затрудняет распиловку древесины, что требует строгого соблюдения технологии, несоблюдение которой может привести к порче всего урожая. Но обработка (шлифовка, полировка) довольно проста, поэтому из него можно получить качественный, красивый паркет с широкой цветовой гаммой от какао с молоком до бордовых оттенков. Изделия из Сукупиры не горят под воздействием ультрафиолетовых лучей, не подвергаются нападению грибков или вредных насекомых.
От посадки до достижения зрелости проходит около 100 лет, но когда дерево достигает 25-летнего возраста, его можно использовать для переработки. На этой стадии ствол почти цилиндрический, без боковых ветвей и побегов.
Мутения
Очень интересное дерево, которое растет в тропических лесах Западной Африки и достигает высоты 50-60 м, при диаметре ствола около 1 м. Цвет его древесины напоминает орех, а структура — тик. Название этой породы древесины — Turbidwood. Она классифицируется как железное дерево со значением твердости 5. Однако этого значения не всегда достаточно, и в некоторых случаях он может быть поврежден в результате механического воздействия.
Тутовое дерево ценится производителями мебели, поскольку оно не трескается, не деформируется при сушке и при распиле приобретает яркий пурпурный цвет. Высокая гигроскопичность не позволяет обрабатывать древесину лаками или грунтовками. Но для этого нет причин, так как он имеет оригинальный естественный блеск. Матовая древесина используется для изготовления мебели, дизайна интерьера, производства паркета и шпона.
Самая твёрдая древесина в мире
Как уже упоминалось выше, многие люди убеждены, что дуб — самая твердая порода дерева в мире. В действительности это не так. В данном случае лидером является так называемое железное дерево. Этот сорт характеризуется непревзойденной прочностью. По некоторым критериям железное дерево превосходит железо по плотности и прочности!
Железное дерево можно использовать для изготовления деталей автомобиля или гвоздей. Не все виды могут похвастаться такими возможностями. Существует всего несколько видов железного дерева, и растут они в разных уголках нашей планеты.
Обзор пород
Есть много лиственных пород. Каждый из них имеет свои особые характеристики и внешние свойства. Давайте рассмотрим их подробнее.
Акация
Акация — одна из самых ценных и твердых лиственных пород. Он обладает превосходной водонепроницаемостью. Древесина акации легко поддается шлифовке и полировке. Высушенные изделия из древесины акации могут сохранять практически любую форму. Отдельные части легко соединяются между собой с помощью клея или шурупов. Акация — листопадный вид. Он очень плотный, но в то же время очень прочный. Структура самой древесины является разнонаправленной. Волокна расположены друг напротив друга.
Древесина очень устойчива к истиранию, поэтому ее нелегко обрабатывать в сухом состоянии.
Амарант
Дерево родом из Центральной Америки. У него плотная, но гибкая древесина. Он отличается очень красивым красно-фиолетовым цветом и характерной, привлекательной текстурой. Древесина устойчива к воздействию воды. К сожалению, несмотря на свою твердость, амарант является нежным видом.
Считается, что с ним очень легко работать, поскольку он податлив. В настоящее время из этого камня изготавливают только очень дорогую мебель или редкие аксессуары с довольно «высоким» ценником.
Афрормозия
Следующий камень в списке самых сложных — Aphromaxia. Это экзотический сорт. Дерево вырастает очень высоким и относится к семейству бобовых. Он растет в смешанных лесах, например, на Берегу Слоновой Кости, в Камеруне и Гане. Очень большие деревья часто имеют один мощный ствол без ветвей.
Свежесрубленная древесина рассматриваемых пород имеет привлекательный светло-желтый цвет в сердцевине. Древесина Afromosia имеет более светлый цвет. Со временем желтый цвет исчезает. Волокна этой породы древесины прямые и слегка скрученные. Имеется тонкая текстура. Афромозия очень плотная и ценная. Он считается одним из самых устойчивых видов.
Он устойчив к насекомым, гниению и грибковым поражениям. Он может служить альтернативой тику.
Бамбук
Бамбук завершает список лиственных пород. Технически это не дерево, а принадлежит к семейству травянистых. У него соломоподобный, древовидный ствол, который в некоторых случаях достигает высоты 40 см и диаметра 30 см. Он имеет золотистый, соломенно-желтый цвет, который разбавляется контрастными полосами более темных тонов. Структура этой лиственной древесины однородная и очень плотная. В своем естественном состоянии бамбук не может быть использован в производственных процессах и не подходит для этих целей. Некоторые изделия, например, полоски для пола, изготавливаются на фабриках из отдельных бамбуковых полосок.
Материал нечувствителен к механическим повреждениям. Даже экстремальные климатические условия не являются для него проблемой. Однако для того, чтобы хорошо отшлифовать бамбук, мастера должны особенно тщательно подбирать правильные абразивные материалы и профессионально их использовать. Для этого вам необходимы соответствующие навыки и опыт.
Сферы применения
Древесина лиственных пород используется в самых разных областях:
- используются в судостроении;
- подходят для производства шикарных напольных покрытий, как стандартных, так и мозаичных;
- многие из пород идеально подходят для отделки интерьеров;
- из твёрдых пород получается особенно качественная и шикарная мебель всех видов;
- из них производят различные музыкальные инструменты;
- твёрдая древесина успешно используется в строительстве;
- можно применять в лечебных целях, к примеру, для борьбы с астмой (речь идёт о красном дереве).
