Все о породах древесины

Какие бывают породы древесины и их особенности

В сечении имеет красиво изогнутую текстуру.

Материал для поделок можно брать в местах, где проводились плановые лесозаготовки, прорубались просеки, с вывороченных с корнями деревьев, сухостоя, нежизнеспособного молодняка (с разрешения лесника). Ни в коем случае нельзя использовать для этого растущие, живые деревья.

Древесину по породе делят по нескольким классифицирующим основаниям.

Основной классификацией древесины на породы является деление на хвойную и лиственную.

При постройке домов из дерева наиболее часто используют древесину хвойных пород.

История дерева Прометей

В 1964 году студент Дональд Р. Карри запросил у Лесной службы США разрешение на рубку одного дерева в целях изучения годовых колец остистых сосен в роще возле Уилер-Пика, Невада. Лесная служба дала согласие. К несчастью, впоследствии оказалось, что дерево, которое срубил Карри, имело не менее 4862 колец и полую сердцевину, а это означало, что его возраст, вероятно, был более 5000 лет и оно было на несколько сотен лет старше самого старого, растущего в наши дни.

Дерево приобрело известность под именем героя древнегреческого мифа, который принес людям огонь, символизировавший познание, — Прометей. Несмотря на урон, понесенный с потерей самого древнего известного живого организма, знания, полученные при его изучения, дополнили научное понимание радиоуглеродного датирования и изменений климата за последние 11 000 лет.

Выточенный ветром ствол живой остистой сосны в роще Мафусаила высоко в Уайт-Маунтинс, Калифорния. Суровые климатические условия когда-то превратили многие древние деревья в поразительные живые скульптуры

Разновидности

Свойства древесины различаются в зависимости от местности произрастания деревьев.

Принято выделять следующие виды:

1. Боровой, каменный или дубровный дуб растет предпочтительно на песчаных и сухих территориях. Он характеризуется практически черной и утолщенной корой, древесина соломенно-желтого цвета с мелкослойной структурой, проявляет повышенную твердость, но незначительную упругость.
2. Свинцовый или водяной, железный дуб чаще всего растет на побережьях, окаймляющих быстротекучие водоемы. Отличительные черты — это синевато-серый оттенок, прямой ствол изредка покрыт белёсыми пятнами, вершина – густая. Встречается он также в ольховых трясинах, откуда и происходит его еще одно название — «ольсовый». Из него получается древесина, имеющая бледно-розовый отлив, оболонь – белая. Материал достаточно упругий и тяжелый, однако во время высыхания может давать трещины.
3. В местности между ольсом и бором встречается дуб, из которого получается древесина, имеющая переходные характеристики. Ее оттенок – желтоватый, присутствует белая оболонь. Отмечается повышенная упругость в сравнении с дубровным деревом, но уступающая ольсовому аналогу. Показатель твердости уступает двум предыдущим видам. На стволе присутствует мягкая и толстая кора серо-бурого окраса. В трещинах просматривается красноватый налет, на северной части всегда растет зеленоватый мох. В комлевой части на стволе часто присутствует дупловатость.
4. Описываемая древесина выступает отличным поделочным и строительным материалом. Из летнего дуба получаются долговечные и надежные постройки сухопутного и подводного типа, обустраиваются разные части на деревянных судах, в общем, используется в морском деле. Зимнее дерево используется в машиностроении, бочарном деле и строительстве.
5. Отдельного внимания заслуживает мореная древесина, которая на протяжении многих лет выдерживается в воде. Она отличается темным, практически черным окрасом, без труда подвергается искусственному старению. Дуб при сгорании отдает значительное количество тепла, однако для этого процесса нужно обеспечение постоянной воздушной тяги. Получающийся уголь не слишком хорошо удерживает жар.
6. Крымский регион, Кавказ – оптимальные территории для выращивания пробкового дуба.

Особенности твердых пород дерева

Обычно качества таких пород оцениваются по трем показателям — плотности, твердости по Бриннелю и по жесткости поперечного реза. В среднем плотность такой древесины составляет порядка 1200-1400 кг/м 3 . Что касается твердости по Бриннелю, то эта величина может достигать 3,5 кгс/мм 2 , а жесткость поперечного реза — 80 МПа. Опять же, эти показатели характерны для привычных для российских условий деревьев, а экзотические породы могут иметь значительно превосходящие характеристики. Какие породы древесины относятся к твердым в умеренном поясе? Обычно выделяют дуб, бук, ясень и некоторые виды граба

Важно учитывать, что наряду с положительным качеством в виде твердости такие деревья также отличаются и отрицательными свойствами. Уже говорилось, что в целях повышения эксплуатационных качеств пиломатериал может подвергаться дополнительной обработке

Иногда для получения особых физических характеристик подобным операциям подвергается и твердая древесина. И здесь проявляется серьезная проблема, поскольку многие породы из-за высокой плотности не выносят процессов шлифовки, пропитки и особенно сушки. Часто образуются трещины, сколы и другие проявления деформации структуры.

Характеристика породы

Каждому роду деревьев свойственны определенные внешние особенности, по которым они и отличаются. Для определения происхождения изучают поперечный спил срубленного ствола. Каждый тип обладает индивидуальной структурой, но определить его на глаз очень сложно, для этого используют специальные тесты. В строительной области чаще всего древесину классифицируют на следующие виды:

• хвойные;
• ценные;
• мягкие;
• твердые;
• лиственные;
• экзотические.

Ценные породы в настоящее время очень востребованы, даже несмотря на их высокую стоимость. А все потому, что это красивейший и вместе с тем практичный материал, отличающийся необыкновенной структурой и уникальными характеристиками.

В эту группу входят:

• Дуб – красивый и в то же время долговечный материал, отлично гнется.
• Ясень – отличается более светлыми оттенками древесины.
• Бук – чистейший материал без специфических запахов.

Мягкие породы древесины различают по четко просматриваемым светлым оттенкам. На производстве для улучшения свойств этой группы применяют обработку специальными составами. Особенно данный материал ценится в столярной отрасли, он податливый, но в строительстве нецелесообразно использовать.

Твердые породы представляют большую ценность, ведь они идеально подходят для возведения надежных конструкций повышенной прочности. Свойства данного материала позволяют избежать коробления, не бояться механических нагрузок и деформации под их воздействием. Самым ярким примером этой группы считается дуб, однако из него не строят дома, так как это весьма дорогостоящее удовольствие.

Лиственные породы обладают более сложной структурой и делятся на два типа – кольце-пористые и диффузно-пористые. Причем отличия порой без увеличительного стекла невозможно заметить. К этому типу древесины относят березу, ольху и липу.

А как же дуб?

Традиционно считалось, что самые большие дубы с точки зрения обхвата — это самые старые дубы. Однако исследования показали, что деревья, растущие в трудных условиях, например в заболоченных местах, на больших высотах, или подверженные сильным холодам, приобретают несоразмерно малые своему возрасту диаметры стволов. Вполне возможно, что старейший дуб в Европе будет иметь обхват ствола куда скромнее, чем у тех колоссальных дубов, которые мы сегодня считаем древними.

Самые древние дубы Европы

Самым большим дубом в Европе считается дуб Kvill Eken, или дуб Румскулла, растущий недалеко от деревни Виммербю в Швеции. У него обхват 14 метров, если считать вместе с многочисленными выступами на стволе, и он всё еще жив при максимальном предполагаемом возрасте более 1000 лет. Конкуренцию ему могут составить два величественных дуба в Дании, которые, возможно, даже старше. Самый крупный из них — Kongeegen, или Королевский дуб, имеет диаметр 3,6 метра и обхват 14 метров, но находится в состоянии упадка.

Кастаньо деи Ченто Кавалли, или Каштан ста лошадей

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.

Мербау

Это не самая твердая, но по совокупности других эксплуатационных качеств, можно сказать, наиболее практичная порода. Раньше использовали в строительстве морских судов. Это обусловлено тем, что материал отличается стойкостью к влаге и к тому же не рассыхается. Поэтому мербау можно хранить долгое время, после чего подвергать термическим обработкам и применять в строительстве. Как уже отмечалось, деревья, относящиеся к твердым породам древесины, наподобие граба или бука, практически не переносят дополнительной обработки. Но мербау стойко выносит традиционные способы воздействия с целью повышения отдельных эксплуатационных качеств.

2. Cамое объемное дерево

Cамое крупное дерево по объему секвойядендрон «Генерал Шерман» растет в Калифорнии в национальном парке «Секвойя». Секвойядендроны называют также мамонтовыми деревьями и гигантскими секвойями. По сравнению с секвойями вечнозелеными эти деревья имеют больший диаметр стволов и меньшую высоту.

Объем древесины секвойядендрона «Генерал Шерман» составляет 1486 куб. метров, вес – 1900  тонн, высота – 83,8 метра, окружность ствола – 31 метр, диаметр ствола – 7,7 метров, диаметр самой большой ветки – 2,1 м. Он считается самым крупным и тяжелым живым существом на земле. По оценкам ученых возраст исполина составляет 2000-2700 лет.  Дерево продолжает расти,  ежегодно диаметр его ствола увеличивается на полтора сантиметра.

Баньян

Баньяновое дерево (Ficus benghalensis) священно для многих народов Индийского субконтинента, Гималаев, Китая и многих районов Юго-Восточной Азии. Баньяны могут вырастать до необычайных размеров, что делает их одними из самых впечатляющих деревьев в мире. Купол баньяна в ширину может стать настолько огромным, что, согласно легенде, Александр Великий (356−323 годы до н. э.) и вся его армия укрылись под одним деревом.

Самый знаменитый размерами баньян, известный как Великий баньян, расположен в Chandra Bose Botanic Garden, недалеко от Калькутты, в Индии. Он зародился в кроне финиковой пальмы (баньян — эпифит), которая обитала в ботаническом саду всего около 200 лет назад. Баньян разросся так, что сейчас считается самым «размашистым» деревом в мире. В 1925 году удар молнии выжег сердцевину дерева, и теперь оно больше похоже на лес, чем на одно дерево, кроме того, с тех пор оно образовало колонию более чем из 3000 воздушных корней. Нынешняя крона имеет окружность около 1 километра и занимает площадь почти 14 500 квадратных метров (где-то 2/3 Красной площади).

Общая площадь лесов на Земле составляет почти треть поверхности суши

Лес на нашей планете занимает около 38 млн. км², т.е. деревья занимают около трети всей суши. К началу XXI века люди уничтожили около 50% лесов, существовавших на планете. Они попытались как-то компенсировать тот ущерб, что нанесли природе, и высадили новые леса, но они занимают не более 7 % всей территории, отведенной для деревьев.

Леса нужно возрождать, т.к. только благодаря ним очищается воздух, они поглощают промышленные загрязнения, многие деревья выделяют фитонциды, обладающие бактерицидными свойствами.

В хвойных лесах практически стерильный воздух. Если чаще бывать на природе, повышается иммунитет, улучшается обмен веществ, успокаивается нервная система и т.д.

Рокфеллер

Высота: 112, 6 м

Нашу подборку открывает красавец, который уютно устроился в одном из парков в Калифорнии. Рокфеллер по праву называют одним из самых больших деревьев нашей планеты – стремясь ввысь, он достигает 112, 6 м. в длину.

Вы, наверное, уже догадались, что дерево названо в честь американского предпринимателя – Джона Дэвисона Рокфеллера, который стал первым в истории долларовым миллиардером. Удивительно, но Рокфеллер славился не только нажитыми богатствами, но и долгожительством. Увидеть «стройное тело» этого дерева-красавца непросто, так как дерево находится под охраной, что не позволяет допускать к нему туристов-вандалов.

Чем обработать древесину: средства защиты от гниения, возгорания и насекомых

Материалы и изделия из древесины довольно часто подвергаются возгоранию, гниению и повреждению насекомыми. Чем можно обработать древесину, чтобы надежно защитить материал?

Гниение древесины — это поражение дереворазрушающими грибами.

Возникновение этого процесса возможно при наличии трех условий:

• влажности древесины в пределах 20-60% (древесина влажностью менее 20% и более 60% не гниет);
• температуры воздуха в пределах от +2 до +40 °С (при более низкой и более высокой температуре дереворазрушающие грибы не развиваются);
• повышенной влажности воздуха, препятствующей высыханию древесины.

Лучшими средствами защиты древесины от гниения и насекомых являются антисептики — вещества, препятствующими гниению. Их используют для бани, сауны и других помещений с повышенной влажностью.

Антисептики делятся на четыре группы: масла; масло- и органикорастворимые; растворимые, слабо вымываемые из древесины; водорастворимые, легко вымываемые из древесины.

Одними из лучших средств защиты древесины являются масло- и органикорастворимые антисептики на основе летучих растворителей — пентахлорфенол и нафтенат меди. Антисептирование древесины пентахлорфенолом почти не снижает ее физико-механических свойств. Древесина, пропитанная нафтенатом меди, плохо склеивается, полируется, окрашивается в зеленоватый цвет.

Водорастворимые слабо вымываемые антисептики при пропитке древесины проникают в стенки ее клеток. К наиболее распространенным относится пентахлорфенолят натрия. Специалисты, отвечая на вопрос «чем обработать древесину от гниения», часто советуют использовать состав «Селькур». Он уничтожает деревоокрашивающие и плесневые грибы, не влияет на качество древесины при ее склеивании и окрашивании. Состав «Селькур» защищает древесину от гниения при ее эксплуатации в средах с высокой температурой и влажностью.

К водорастворимым легко вымываемым средствам защиты древесины от гниения и возгорания относятся хлористые и кремнефтористые цинк и натрий, а также препарат ББК-2. Эти антисептики не влияют на физико-механические свойства древесины, за исключением кремнефтористого натрия и хлористого цинка, которые снижают ее прочность. Они применяются в качестве пропитки древесины, не подверженной в процессе эксплуатации постоянному воздействию влаги.

Отличить пропитанную антисептиками древесину от непропитанной можно, если добавить в антисептик пигменты в количестве 0,1% по массе.

Составы водных растворов антисептиков (% по массе):

• кремнефтористый аммоний — 4,9; вода — 95;
• кремнефтористый магний — 4,9; вода — 95;
• кремнефтористый цинк — 4,9; вода — 95;
• хлористый цинк — 4,9; вода — 95;
• пентахлорфенолят натрия — 4,9; вода — 95;
• динитрофенол— 3; кальцинированная сода— 1; вода — 96;
• оксифифенолят натрия — 4,9; вода — 95;
• кремнефтористый натрий — 4; технический аммиак — 1,7 (в пересчете на сухое вещество); вода — 94,2;
• фтористый натрий — 2,2; кремнефтористый натрий — 0,7; вода — 97.

Составы 1 и 8 приготовляют при температуре воды 30-40 ᵒС, остальные — при температуре 95 °С.

Для защиты древесины от насекомых также используют инсектициды: растворы гексахлорана, хлорофоса, метафоса, хлорофоса, медного купороса, различных нафтенатов, а также растворы бурой и серной кислот.

А чем обработать древесину для повышения огнестойкости? Для этого материал покрывают огнезащитными веществами — антипиренами. При нагревании антипирены плавятся, покрывая древесину огнезащитной пленкой, которая перекрывает доступ кислорода. Покрытая антипиренами древесина не горит, а тлеет. К огнезащитным средствам защиты древесины относятся сульфитно-глиняные пасты (глинистые растворы с добавкой солей), хлоридные краски, растворы солей — бура, нашатырь, фосфорнокислый натрий и хлористый цинк.

Условия работы древесины в гидротехнических сооружениях

значительно отличаются от условий в обычных наземных сооружениях. Для многих гидротехнических сооружений режим влажности постоянно меняется вследствие естественного или искусственного понижения уровня воды; происходящее при этом переменное увлажнение и высыхание деревянных элементов способствует созданию благоприятной среды для их гниения. Кроме того, на древесину может влиять длительное воздействие ударных и вибрационных нагрузок, химический состав воды и т. п.

Выбор древесины

Поэтому при выборе древесины необходимо учитывать ее стойкость против загнивания и механическую прочность.
В зависимости от условий среды долговечность древесных пород, различна. Так, в незащищенных от увлажнения нонструкциях малоустойчивы: ель, пихта, береза, бук, клен; в сырых местах высокой устойчивостью обладают: лиственница, дуб, ольха; относительно устойчивы в этих же условиях сосна, кедр.

Проведенные исследования позволили установить, что в результате воздействия среды, в которой древесина находилась 70 лет, полезное поперечное сечение деревянных элементов уменьшилось на 15—20% вследствие порчи их наружной части, вызванной процессом выщелачивания и ослизнения древесины пресной водой. Прочность древесины наружных слоев (на толщину 10— 15 мм) оказалась настолько малой, что она легко поддавалась смятию и разрушению при простом нажатии ногтем. Микроскопическим анализом установлено полное разрушение клеток и отсутствие какой-либо связи между ними.
За пределами поврежденного наружного слоя, а именно в заболони и в ядре, не обнаружено следов разрушения структуры клеток. Таким образом, механическая прочность исследуемой воздушно-сухой древесины при сжатии, изгибе, скалывании оказалась не ниже норм, допускаемых для здоровой древесины.

Соли натрия, кальция, калия и др., находящиеся в морской воде, оказывают на древесину гидротехнических сооружений большее влияние, чем речная пресная вода. Исследования проф. С. И. Ванина показали, что прочность древесины свай ), находившихся около 30 лет в воде, на 40—70% ниже, чем у нормальной древесины, не бывшей в воде.

Основная порода древесины, применяемая в строительстве гидротехнических сооружений, сосна. Дуб и лиственница используются в конструкциях, от которых требуется высокая прочность и стойкость против загнивания. Для изготовления мелких деталей нагелей, шпонок, клиньев, подкладок и т. п. применяют дуб, бук и другие твердые породы.
По прочности древесина должна удовлетворять следующим требованиям.

Предел прочности для древесины сосны 1-го и 2-го сортов (при испытании стандартных образцов с влажностью 15%) должен быть не менее:

• при сжатии вдоль волокон…………………. 300 кг/см2
• при изгибе …………………………………………  500 кг/см2
• при скалывании вдоль волокон…………. 50 кг/см2

Расчетный объемный вес для сзежесрубленной и сырой древесины составляет: для сосны 800 кг/м3, для дуба 1000 кг/м3.

Качество лесоматериалов

Качество лесоматериалов должно удовлетворять требованиям ГОСТ и дополнительным требованиям для несущих конструкций гидротехнических сооружений.
Ни в одном из сортов лесоматериалов не допускается гнили.
Для растягиваемых и изгибаемых элементов несущих конструкций применяют лесоматериалы 1-го сорта, а для сжатых элементов лесоматериалы 2-го сорта.
Древесина капитальных портовых сооружений, находящаяся в. условиях, где она может быстро загнивать или портиться древоточцами, обязательно должна быть хорошо антисептирована.

Дубовый пол – качество на века

Описываемая древесина является оптимальным вариантом при создании напольного покрытия. Она представляет собой достойную замену натуральному паркету. Благодаря большим размерам значительно упрощается процесс ее укладки, снижается трудоёмкость монтажа, а в итоге получается элитное и имеющее дорогостоящий вид покрытие. Неоспоримое преимущество напольной доски заключается в ее огнестойкости. Такой пол отличается повышенной теплопроводностью, имеет приятный темный оттенок.

Дубовая доска, уложенная вместо обычного ламината, способна выдержать длительный срок эксплуатации. Она не подвержена воздействию влаги и способна сохранять свои физические свойства длительное время. Доска устойчива к истиранию, выдерживает значительные механические нагрузки и воздействия, неприхотлива в уходе.

Выбирая изделия из дуба покупатель должен быть готов заплатить за качество. Сами по себе ввиду своей ценности мебель и другие предметы из такой древесины недешевы, однако за все стоит платить. В данном случае покупатель расплачивается за высокие эксплуатационные характеристики и презентабельный внешний вид изделий из дубовой древесины. Как говорится, скупой платит дважды, а тупой трижды. Выбирая мебель на основе древесины дуба можно быть уверенным в ее качестве и надежности.