Какое свойство является механическим древесина
К механическим свойствам древесины относятся: прочность, твёрдость, жёсткость, ударная вязкость и другие.
Прочность — способность древесины сопротивляться разрушению от механических усилий, характеризующихся пределом прочности. Прочность древесины зависит от направления действия нагрузки, породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков.
Существенное влияние на прочность древесины оказывает только связанная влага, содержащаяся в клеточных оболочках. При увеличении количества связанной влаги прочность древесины уменьшается (особенно при влажности 20-25%). Дальнейшее повышение влажности за предел гигроскопичности (30%) не оказывает влияния на показатели прочности древесины. Показатели пределов прочности можно сравнивать только при одинаковой влажности древесины. Кроме влажности на показатели механических свойств древесины оказывает влияние и продолжительность действия нагрузок.
Вертикальные статические нагрузки — это постоянные или медленно возрастающие. Динамические нагрузки, наоборот, действуют кратковременно. Нагрузку, разрушающую структуру древесины, называют разрушительной. Прочность, граничащую с разрушением, называют пределом прочности древесины, её определяют и измеряют образцами древесины. Прочность древесины измеряют в Па/см2 (кгс на 1 см2) поперечного сечения образца в месте разрушения, (Па/см2 (кг с/см2).
Сопротивление древесины определяют как вдоль волокон, так и в радиальном и тангенциальном направлении. Различают основные виды действий сил: растяжение, сжатие, изгиб, скалывание. Прочность зависит от направления действия сил, породы дерева, плотности древесины, влажности и наличия пороков. Механические свойства древесины приведены в таблицах.
Чаще всего древесина работает на сжатие, например, стойки и опоры. Сжатие вдоль волокон действует в радиальном и тангенциальном направлении (рис. 1).
Предел прочности на растяжение. Средняя величина предела прочности при растяжении вдоль волокон для всех пород составляет 1300 кгс/см2. На прочность при растяжении вдоль волокон оказывает большое влияние строение древесины. Даже небольшое отклонение от правильного расположения волокон вызывает снижение прочности.
Прочность древесины при растяжении поперёк волокон очень мала и в среднем составляет 1/20 часть от предела прочности при растяжении вдоль волокон, то есть 65 кгс/см2. Поэтому древесина почти не применяется в деталях, работающих на растяжение поперёк волокон. Прочность древесины на растяжение поперёк волокон имеет значение при разработке режимов резания и режимов сушки древесины.
| Рис. 1. Испытание механических свойств древесины на сжатие: а — вдоль волокон; б — поперек волокон — радиально; в — поперек волокон — тангенциально. |
Предел прочности при сжатии. Различают сжатие вдоль и поперёк волокон. При сжатии вдоль волокон деформация выражается в небольшом укорочении образца. Разрушение при сжатии начинается с продольного изгиба отдельных волокон, которое во влажных образцах из мягких и вязких пород проявляется как смятие торцов и выпучивание боков, а в сухих образцах и в твёрдой древесине вызывает сдвиг одной части образца относительно другой.
Средняя величина предела прочности при сжатии вдоль волокон для всех пород составляет 500 кгс/см2.
Прочность древесины при сжатии поперёк волокон ниже, чем вдоль волокон примерно в 8 раз. При сжатии поперёк волокон не всегда можно точно установить момент разрушения древесины и определить величину разрушающего груза.
Древесину испытывают на сжатие поперёк волокон в радиальном и тангенциальном направлениях. У лиственных пород с широкими сердцевинными лучами (дуб, бук, граб) прочность при радиальном сжатии выше в полтора раза, чем при тангенциальном; у хвойных — наоборот, прочность выше при тангенциальном сжатии.
| Рис. 2. Испытание механических свойств древесины на изгиб. |
Предел прочности при статическом изгибе. При изгибе, особенно при сосредоточенных нагрузках, верхние слои древесины испытывают напряжение сжатия, а нижние — растяжения вдоль волокон. Примерно посередине высоты элемента проходит плоскость, в которой нет ни напряжения сжатия, ни напряжения растяжения. Эту плоскость называют нейтральной; в ней возникают максимальные касательные напряжения. Предел прочности при сжатии меньше, чем при растяжении, поэтому разрушение начинается в сжатой зоне. Видимое разрушение начинается в растянутой зоне и выражается в разрыве крайних волокон. Предел прочности древесины зависит от породы и влажности. В среднем для всех пород прочность при изгибе составляет 1000 кгс/см2, то есть в 2 раза больше предела прочности при сжатии вдоль волокон.
Прочность древесины при сдвиге. Внешние силы, вызывающие перемещение одной части детали по отношению к другой, называют сдвигом. Различают три случая сдвига: скалывание вдоль волокон, поперёк волокон и перерезание.
Прочность при скалывании вдоль волокон составляет 1/5 часть от прочности при сжатии вдоль волокон. У лиственных пород, имеющих широкие сердцевинные лучи (бук, дуб, граб), прочность на скалывание по тангенциальной плоскости на 10-30% выше, чем по радиальной.
Предел прочности при скалывании поперёк волокон примерно в два раза меньше предела прочности при скалывании вдоль волокон. Прочность древесины при перерезании поперёк волокон в четыре раза выше прочности при скалывании.
| Рис. 5. Направление сил в деревянной конструкции, находящейся под нагрузкой: 1 — сдвиг на скалывание; 2 — сжатие; 3 — растяжение; 4 — изгиб; 5 — сжатие. |
Твёрдость — это свойство древесины сопротивляться внедрению тела определённой формы. Твёрдость торцовой поверхности выше твёрдости боковой поверхности (тангенциальной и радиальной) на 30% у лиственных пород и на 40% у хвойных. По степени твёрдости все древесные породы можно разделить на три группы: 1) мягкие — торцовая твёрдость 40 МПа и менее (сосна, ель, кедр, пихта, можжевельник, тополь, липа, осина, ольха, каштан); 2) твёрдые — торцовая твёрдость 40,1-80 МПа (лиственница, сибирская берёза, бук, дуб, вяз, ильм, карагач, платан, рябина, клён, лещина, орех грецкий, хурма, яблоня, ясень); 3) очень твёрдые — торцовая твёрдость более 80 МПа (акация белая, берёза железная, граб, кизил, самшит, фисташки, тис).
Твёрдость древесины имеет существенное значение при обработке её режущими инструментами: фрезеровании, пилении, лущении, а также в тех случаях, когда она подвергается истиранию при устройстве полов, лестниц перил.
Твёрдость древесины
Эбеновое дерево | Свыше 8,0 | Бук | 3,8 |
Акация белая | 7,1 | Дуб | 3,8 |
Олива | 6 | Падук | 3,8 |
Ярра | 6 | Афромозия | 3,7 |
Кумару | 5,9 | Граб | 3,7 |
Лапачо | 5,7 | Вяз гладкий | 3,67 |
Амарант | 5 | Берёза | 3,6 |
Орех грецкий | 5 | Тиковое дерево | 3,5 |
Кемпас | 4,9 | Ирокко (камбала) | 3,5 |
Бамбук | 4,7 | Вишня | 3,2 |
Панга-панга | 4,4 | Ольха | 2,7 |
Венге | 4,2 | Лиственница | 2,6 |
Гуатамбу | 4,2 | Клён полевой | 2,5 |
Клен остролистый | 4,1 | Сосна | 2,49 |
Ясень | 4,1 | Сосна корейская | 1,9 |
Мербау | 4,1 | Осина | 1,86 |
Сукупира | 4,1 | Кумьер | твёрдая |
Ятоба (мерил) | 4,1 | Груша | средняя |
Свитения (махагони) | 4 | Сапелли | средняя |
Дуссие | 4 | Липа | низкая |
Мутения | 4 | Каштан | низкая |
| Порода дерева | Твердость, МПа (кгс/см2) | ||
| для поверхности поперечного разреза | для поверхности радиального разреза | для поверхности тангенциального разреза | |
| Липа | 19,0(190) | 16,4(164) | 16,4(164) |
| Ель | 22,4(224) | 18,2(182) | 18,4(184) |
| Осина | 24,7(247) | 17,8(178) | 18,4(184) |
| Сосна | 27,0(270) | 24,4(244) | 26,2(262) |
| Лиственница | 37,7(377) | 28,0(280) | 27,8(278) |
| Береза | 39,2(392) | 29,8(298) | 29,8(298) |
| Бук | 57,1 (571) | 37,9(379) | 40,2(402) |
| Дуб | 62,2(622) | 52,1(521) | 46,3(463) |
| Граб | 83,5(835) | 61,5(615) | 63,5(635) |
Ударная вязкость характеризует способность древесины поглощать работу при ударе без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше, чем у древесины хвойных пород. Ударную твёрдость определяют, сбрасывая стальной шарик диаметром 25 мм с высоты 0,5 м на поверхность образца, величина которого тем больше, чем меньше твёрдость древесины.
Износостойкость — способность древесины сопротивляться износу, т.е. постепенному разрушению её поверхностных зон при трении. Испытания на износостойкость древесины показали, что износ с боковых поверхностей значительно больше, чем с поверхности торцевого разреза. С повышением плотности и твёрдости древесины износ уменьшился. У влажной древесины износ больше, чем у сухой.
Способность древесины удерживать металлические крепления: гвозди, шурупы, скобы, костыли и др. — важное её свойство. При забивании гвоздя в древесину возникают упругие деформации, которые обеспечивают достаточную силу трения, препятствующую выдёргиванию гвоздя. Усилие, необходимое для выдёргивания гвоздя, забитого в торец образца, меньше усилия, прилагаемого к гвоздю, забитому поперёк волокон. С повышением плотности сопротивление древесины выдергиванию гвоздя или шурупа увеличивается. Усилия, необходимые для выдёргивания шурупов (при прочих равных условиях), больше, чем для выдёргивания гвоздей, так как в этом случае к трению присоединяется сопротивление волокон перерезанию и разрыву.
Основные технические свойства различных древесных пород
| Порода дерева | Коэффициент усушки, % | Механическая прочность для древесины с 15 %-ной влажностью, МПа (кгс/см2) | ||||
| в радиальном направлении | в тангенциальном направлении | на сжатие вдоль волокон | на изгиб | скалывание | ||
| в радиальной плоскости | в тангециальной плоскости | |||||
| Хвойные древесные породы | ||||||
| Сосна | 0,18 | 0,33 | 43,9 | 79,3 | 6,9(68) | 7,3(73) |
| Ель | 0,14 | 0,24 | 42,3 | 74,4 | 5,3(53) | 5,2(52) |
| Лиственница | 0,22 | 0,40 | 51,1 | 97,3 | 8,3(83) | 7,2(72) |
| Пихта | 0,9 | 0,33 | 33,7 | 51,9 | 4,7(47) | 5,3(53) |
| Твердолиственные древесные породы | ||||||
| Дуб | 0,18 | 0,28 | 52,0 | 93,5 | 8,5(85) | 10,4(104) |
| Ясень | 0,19 | 0,30 | 51,0 | 115 | 13,8(138) | 13,3(133) |
| Береза | 0,26 | 0,31 | 44,7 | 99,7 | 8,5(85) | 11(110) |
| Клен | 0,21 | 0,34 | 54,0 | 109,7 | 8,7(87) | 12,4(124) |
| Ильм | 0,22 | 0,44 | 48,6 | 105,7 | — | 13,8(138) |
| Вяз | 0,15 | 0,32 | 38,9 | 85,2 | 7(70) | 7,7(77) |
| Мягколиственные древесные породы | ||||||
| Осина | 0,2 | 0,32 | 37,4 | 76,6 | 5,7(57) | 7,7(77) |
| Липа | 0,26 | 0,39 | 39 | 68 | 7,3(73) | 8(80) |
| Черная ольха | 0,16 | 0,23 | 36,8 | 69,2 | — | — |
| Черная осина | 0,16 | 0,31 | 35,1 | 60 | 5,8(58) | 7,4(74) |
Нормативная сопротивляемость чистой древесины сосны и ели
| Вид сопротивления и характеристика элементов, находящихся под нагрузкой | МПа (кгс/см2) |
| Сопротивление статическому изгибу Rt : | |
| 16(160) |
| 15(150) |
| 13(130) |
| Сопротивляемость сжатию Rсжи поверхностному сжатию Rп.сж: | |
| 13(130) |
| 1,8(18) |
| Сопротивление сжатию местной поверхности Rп.сж: | |
| 2,4 (24) |
| 3(30) |
| 4(40) |
| Сопротивляемость растяжению вдоль волокон Rраст.в : | |
| 10(100) |
| 8(80) |
| Сопротивляемость раскалыванию вдоль волокон Rраск.в | 2,4(24) |
| Сопротивляемость раскалыванию поперек Rраск.в волокон | 1,2(12) |
Средние показатели сопротивления древесины выдергиванию гвоздей
Порода древесины | Плотность, кг/м3 | Размеры гвоздей, мм | |||||
оцинкованных | не оцинкованных | ||||||
1,2 х 25 | 1,6 х 25 | 2 х 4 | |||||
Средние показатели сопротивления в направлениях | |||||||
радиальном | тангенциальном | радиальном | тангенциальном | радиальном | тангенциальном | ||
Сосна | 500 | 38 | 27 | 19 | 23 | 35 | 29 |
Ель | 445 | 33 | 28 | 23 | 18 | 37 | — |
Лиственница | 660 | 48 | 39 | 27 | 25 | 39 | 34 |
Дуб | 690 | 57 | 55 | 39 | 39 | 64 | 65 |
Бук | 670 | 57 | 58 | 41 | 48 | 65 | 79 |
Усилие, необходимое для выдергивания гвоздя, забитого в торец, на 10-15% меньше усилия, прилагаемого к гвоздю, забитому поперёк волокон.
Способность древесины изгибаться позволяет гнуть её. Способность гнуться выше у кольцесосудистых пород — дуба, ясеня и др., а из рассеянно-сосудистых — бука; хвойные породы обладают меньшей способностью к загибу. Гнутью подвергают древесину, находящуюся в нагретом и влажном состоянии. Это увеличивает податливость древесины и позволяет вследствие образования замороженных деформаций при последующем охлаждении и сушке под нагрузкой зафиксировать новую форму детали.
Раскалывание древесины имеет практическое значение, так как некоторые сортименты её заготовляют раскалыванием (клёпка, обод, спицы, дрань). Сопротивление раскалыванию по радиальной плоскости у древесины лиственных пород меньше, чем по тангенциальной. Это объясняется влиянием сердцевинных лучей (у дуба, бука, граба). У хвойных, наоборот, раскалывание, по тангенциальной плоскости меньше, чем по радиальной.
Деформативность. При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем деформативности служит коэффициент пропорциональности — модуль упругости.
Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жёсткая древесина.
С увеличением содержания связанной воды и температуры древесины, жёсткость её снижается. В нагруженной древесине при высыхании или охлаждении часть упругих деформаций преобразуется в «замороженные» остаточные деформации. Они исчезают при нагревании или увлажнении.
Поскольку древесина состоит в основном из полимеров с длинными гибкими цепными молекулами, её деформативность зависит от продолжительности воздействия нагрузок. Механические свойства древесины, как и других полимеров, изучаются на базе общей науки реологии. Эта наука рассматривает общие законы деформирования материалов под воздействием нагрузки с учётом фактора времени.
Значения физико-механических параметров древесины в большинстве случаев становятся определяющим фактором во время выбора строительных материалов для возведения зданий и архитектурных конструкций (срубы, лестницы, стропильные системы, перекрытия) и производства различных изделий (окна двери, полы, мебель и т. д.). Рассмотрим более подробно эти характеристики для пиломатериалов в сравнении с другими используемыми строительными материалами.
Физические свойства пиломатериалов
К физическим свойствам относят характеристики макроструктуры, внешний вид, плотность, звуко- и теплопроводность и показатели, связанные с влажностью (растрескивание, разбухание, усушка, коробление).
Внешний вид — определяется макроструктурой, цветом, блеском и текстурой.
- Цвет — древесина получает за счет наличия в ней различной концентрации дубильных соединений, смолистых и красящих веществ, может иметь нехарактерные оттенки из-за поражения грибковыми заболеваниями. Очень важная характеристика, играет решающую роль во время подбора дизайнерских решений внутренней и внешней отделки строений, например при выборе имитации бруса и породы древесины из которой она изготавливается. Изготовление мебели, дверей, окон и других столярных изделий тоже основывается на этой характеристике.
- Текстура — так называется рисунок, видимый на разрезах древесины. Зависит от ширины и расположения годичных слоев, крупных внутренних сосудов и сердцевинных лучей. Большинство пиломатериалов на тангенциальном срезе имеют более красивую текстуру, породы хвойных деревьев не отличаются высокими характеристиками по красоте текстуры.
- Блеск — свойство отражать падающий световой поток, определяется плотностью и особенностями макростроения пиломатериалов. Можно искусственно увеличить блеск пиломатериалов за счет шлифовки и покрытия лаком.
- Влажность — измеряется по формуле W = (m–m0) / m0 × 100, где m — масса проверяемого образца, m0 — масса образца абсолютно сухого. Метод очень точный, но очень длительный по времени определения, требует наличия специальных приборов и приспособлений. В настоящее время разработаны приборы, которые почти моментально определяют значение влажности древесины за счет изменения показаний электропроводности в зависимости от количества воды.
С влажностью пиломатериалов связаны явления усушки, разбухания, растрескивания и коробления. Влажность – это очень важный показатель, который в значительной степени оказывает влияние на устойчивость геометрических форм различных конструкций и изделий из пиломатериалов. Следует отметить как существенный — показатель устойчивости древесины к повышенной влажности. Хвойные породы по этим значениям имеют отличные характеристики. Уменьшение влажности пиломатериала приведет к увеличению положительных характеристик, а именно — снижению показателей теплопроводности и звукопроницаемости, а также увеличит срок эксплуатации изделия или постройки. Изменять показатель влажности, уменьшая содержание влаги, возможно разными способами от технологичных в промышленных масштабах, до традиционных в домашних условиях. Например с помощью атмосферной сушки подробно описанной в ГОСТ 3808.1-80. Подробно ознакомится со способами сушки на основании государственных стандартов и норм, а так же с учетом практического опыта вы можете в статье — технология атмосферной сушки.
Среди других пород особо стоит отметить осину. Она превосходит по устойчивости к повышенной влажности хвойные породы и служит идеальным материалом во время строительства бань, парилок и других архитектурных элементов, работающих в условиях высокой влажности или прямого контакта с водой.
Коэффициенты объемной усушки (Ку) и разбухания (Кр) пиломатериалов по направлению к волокнам
| Порода пиломатериалов | Объемно | Радиально | Тангенциально | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ку | Кр | Ку | Кр | Ку | Кр | |
| Лиственница | 0.52 | 0.61 | 0.19 | 0.20 | 0.35 | 0.39 |
| Сосна | 0.44 | 0.51 | 0.17 | 0.18 | 0.28 | 0.31 |
| Кедр | 0.37 | 0.42 | 0.12 | 0.12 | 0.26 | 0.28 |
| Осина | 0.41 | 0.47 | 0.14 | 0.15 | 0.28 | 0.30 |
* Чем ниже коэффициенты – тем лучше древесина, тем качественнее будут из нее изделия.
- Усушка – уменьшение линейных параметров пиломатериалов вследствие потери влаги.
- Коробление. Изменение геометрических размеров и формы пиломатериалов под влиянием показателей влажности называется короблением. Может быть продольным, поперечным, дугообразным, винтовым и т. д.
- Плотность. Зависит от породы пиломатериалов и показателей влажности. От плотности зависят многие механические показатели прочности древесины.
- Звукопроводность. Свойство материалов проводить звуковые волны без потери их мощности. Лучше всего звук в древесине распространяется по направлению волокон, значительно хуже — в радиальном направлении. Показатели звукопроводности зависят от плотности и особенностей строения пиломатериалов. В строительстве используют коэффициент поглощения звуковых волн, этот показатель играет существенную роль в создании комфортных условий пребывания в помещениях людей.
Коробление пиломатериалов
Средние значения плотности пиломатериалов, кг/м3
| Порода древесины | Плотность абсолютно сухих пиломатериалов | Плотность при влажности 12% |
|---|---|---|
| Лиственница | 630 | 660 |
| Ель | 420 | 445 |
| Кедр | 410 | 435 |
| Сосна обыкновенная | 470 | 500 |
| Осина | 470 | 495 |
| Пихта сибирская | 350 | 375 |
Предлагаем ознакомится с таблицей звукоизоляционных свойств древесины и изделий из нее (пиломатериалов), где вы сможете сравнить их с другими стройматериалами.
Показатели коэффициентов звукопоглощения различных строительных материалов
| Наименование | Коэффициент звукопоглощения при колебаниях 1000 Гц |
|---|---|
| Дерево | 0.06–0.1 |
| Кирпич | 0.032 |
| Бетон | 0.015 |
| Минеральная вата | 0.45–0.95 |
- Теплопроводность. Одна из главнейших характеристик всех строительных материалов. Теплопроводность напрямую связана с показателями гидроизоляционных и пароизоляционных характеристик. По теплопроводности пиломатериалы занимают одно из ведущих мест среди всех видов стройматериалов. Паропроницаемость и воздухопроницаемость – свойство древесины к обмену воздуха между внутренними и внешними поверхностями. Пиломатериалы могут «дышать», что благоприятно сказывается на показателях микроклимата в помещениях.
Сравнительная таблица теплопроводности и паропроницаемости
| Материал | Теплопроводность, Вт/м2×С° | Паропроницаемость, Мг/(м2×ч×Па) |
|---|---|---|
| Железобетон | 1.69 | 0.03 |
| Бетон | 1.51 | 0.03 |
| Кирпич, силикатный | 0.70 | 0.11 |
| Кирпич керамический пустотелый | 0.35 | 0.17 |
| Пенобетон | 0.29 | 0.11 |
| Кирпич красный глиняный | 0.56 | 0.11 |
| Керамзитобетон | 0.66 | 0.09 |
| Сосна, ель вдоль волокон | 0.18 | 0.32 |
| Сосна, ель поперек волокон | 0.09 | 0.06 |
| ДСП, ОСП | 0.15 | 0.12 |
| Фанера клееная | 0.12 | 0.02 |
Механические свойства пиломатериалов
Способность выдерживать статические и динамические нагрузки без изменения первоначальных форм или разрушения целостности – показатели механической прочности древесины. Чем выше механические характеристики – тем выше качество пиломатериалов.
- Прочность – свойство пиломатериалов сопротивляться разрушениям Основные виды действующих усилий: сжатие, длительный статический изгиб, растяжение и сдвиг. Показатели прочности во многом зависят от направления действия сил по отношению к волокнам. Пиломатериалы могут выдержать поперек волокон только 1/20 усилий, выдерживаемых вдоль волокон. Хвойные породы древесины занимают промежуточное место по характеристикам прочности среди всех видов древесины. Неплохими показателями обладает береза, из нее можно изготавливать нагруженные целостные конструкции или отдельные конструктивные элементы: нагели, детали мебели, износостойкие элементы отдельных архитектурных конструкций и столярных изделий. Показатели физической прочности измеряются в специализированных лабораториях с учетом действующих государственных нормативных актов.
Определение прочности при изгибе
Определение прочности при сжатии
Определение прочности при растяжении
Определение прочности при скалывании
Прочность во время сжатия поперек волокон древесины в восемь раз ниже прочности вдоль волокон. Пиломатериалы хвойных пород имеют свойство уплотняться до 1/3 начальных параметров по высоте без видимых разрушений. Испытания могут проводиться в различных направлениях по отношению к расположению волокон, в том числе и тангенциальном. Хвойные породы, в отличие от лиственных, в тангенциальном направлении имеют более высокие показатели. Подробности про виды распилов можете узнать здесь.
- Твердость. Свойство пиломатериалов оказывать сопротивление внедрению твердых предметов. Торцовая твердость всегда выше боковой. По твердости дерево уступает большинству строительных материалов.
- Ударная вязкость. Способность поглощать динамические нагрузки без видимых разрушений или нарушений линейности поверхности. Пиломатериалы имеют относительно большие значения ударной вязкости.
- Раскалывание. В радиальной плоскости сопротивление раскалыванию хвойных пород существенно меньше, чем в других направлениях.
Максимальный предел прочности, МПа
| Порода древесины | Статический изгиб | Сжатие вдоль волокон | Раскалывание вдоль волокон | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Радиальное | Тангенциальное | ||||
| Сосна обыкновенная | 86/50 | 49/21 | 7,5/4,3 | 7,3/4,5 | |
| Лиственница | 112/62 | 65/26 | 9,9/6,3 | 9,4/5,8 | |
| Пихта | 69/41 | 39/18 | 6,4/4,5 | 6,5/4,2 | |
| Ель | 80/44 | 45/20 | 6,9/4,1 | 6,8/4,4 | |
| Береза | 110/60 | 55/23 | 11/5,9 | 11,2/5,9 | |
| Осина | 78/46 | 73/19 | 6,3/3,6 | 8,6/5 | |
- Способность удерживать металлические метизы. Гладкие гвозди частично разрезают, а частично раздвигаю волокна, фиксируются усилиями трения. Шурупы по дереву цепляются за волокна. Сопротивление выдергиванию шурупов в два раза больше, чем сопротивление выдергиванию гвоздей.
- Способность к изгибам. Важное свойство во время изготовления различной мебели или декоративных архитектурных конструкций. Хвойные породы в сухом состоянии гнутся плохо, перед изгибом их нужно обязательно вымачивать с последующей сушкой под напряжением до требуемых технологией производства значений влажности.
- Износостойкость – способность противостоять длительным нагрузкам трения на поверхностные зоны пиломатериалов. Важная характеристика, оказывающая влияние на время эксплуатации изделий и конструкций из дерева. Зависит от направления распила и природных свойств древесины. Наиболее высокие показатели имеют торцевые поверхности, на втором месте тангенциальный распил. Сухая древесина изнашивается значительно медленнее, чем влажная.
Во время проектирования нагруженных деревянных конструкций принимаются не расчетные лабораторные показатели механической прочности, а используется специальный корректировочный коэффициент. Он учитывает возможное наличие природных пороков древесины, болезней, и гнилостных процессов. Описание пороков древесины, их классификацию и влияние на качество пиломатериала, вы можете изучить в материале — классификация дефектов древесины или пороки древесины.
Кроме того, выполняется корректировка значений с учетом сортности пиломатериалов. Методы и критерии сортировки пиломатериалов по сортам описаны в статье — сорта доски обрезной и бруса. На практике все показатели механической прочности понижаются не менее чем в два раза, только эти значения берутся за исходные данные во время проведения инженерных расчетов различных конструкций зданий и строений.
Технологические преимущества хвойных пиломатериалов
- Экологические характеристики. По безопасности для людей с пиломатериалами может сравниться только красный кирпич. Все остальные существующие сегодня строительные материалы выделяют в воздух вредные химические соединения в том или ином количестве. Особенно это касается клееных материалов (фанера, плиты ОСП, МДФ и ДСП), клееных пиломатериалов. Количество вредных веществ, которое принято считать безопасным, определяется государственными органами, в каждой стране оно имеет свои значения. Показатели безопасности не носят объективного характера, а зависят от существующего законодательства.
- Эксплуатационные характеристики. К ним относятся тепловые потери, звуконепроницаемость, несущие показатели и долговечность использования. По совокупности этих показателей дерево считается самым лучшим материалом в строительстве. По теплосберегающим свойствам или энергоэффективности, обрезной брус хвойных пород (сосны или ели,) толщиной 20 см заменяют кирпичную стену толщиной 60 см и бетонную стену толщиной 1,2 метра. В таких же соотношениях располагаются показатели по звукопроницаемости. Отношение прочности к теплопроводности у пиломатериалов на первом месте, они выдерживают нагрузку многоэтажных строений. Длительность эксплуатации во многом зависит от условий, некоторые старинные строения стоят до сих пор. Для повышения устойчивости к загниванию и открытому огню применяются специальные пропитки – первоначальные характеристики существенно улучшаются.
- Дизайнерские характеристики. Красота натуральной фактуры древесины не имеет себе равных, ни один искусственный материал не может сравниться с природным рисунком.
- Технологичность обработки. Древесина легко обрабатывается всеми станками, электрическим и ручным столярными инструментами. Она отлично держит метизы, для фиксации отдельных элементов изделий нет надобности сверлить дополнительные отверстия под дюбели. Небольшой удельный вес облегчает процесс перевозки и складирования пиломатериалов.
- Стоимость. Есть материалы дешевле, но по одному показателю цены не следует ориентироваться. Опытные строители советуют обращать внимание на отношение цены ко всем остальным характеристикам. Только таким образом можно добиться существенной экономии не только на строительстве дома, но и на его содержании. Комплексная оценка характеристик пиломатериалов выводит их на первое место среди всех используемых сегодня строительных, отделочных и декорирующих материалов.
- Широкий ценовой диапазон. В зависимости от сортности и породы древесины пиломатериалы могут по цене отличаться в несколько раз. Это позволяет сделать оптимальный выбор для каждого индивидуального случая, подбирать материалы с учетом конкретного места их использования, возможных нагрузок и требований по дизайнерскому виду.
Изделия из дерева отличный выбор как для строительства дома, так и для его отделки. Важно знать, что для безопасной и долгосрочной эксплуатации домов и помещений из дерева необходимо учитывать строительные нормы и правила, связанные с обработкой деревянных конструкций, монтажа электрических систем, а также отопительных приборов. Подробнее в следующих материалах…