Эксплуатационные различия изделий из массива сосны и ели
Среди потребителей можно встретить два противоположных и вполне обоснованных мнения. Одни потребители утверждают, что лучше приобретать изделия из массива сосны, они по своим характеристикам лучше отвечают современным требованиям. Другие не без основания утверждают, что пиломатериалы ели несколько лучше, и во время строительных работ и изготовления мебели целесообразнее применять эти материалы. Где же истина, кто из них прав? В этой статье мы попробуем дать независимый экспертный ответ, надеемся, что вы согласитесь с нашим мнением.
Некоторые отличия между пиломатериалами
Для начала надо сказать, что по своим биологическим характеристикам ель и сосна считаются очень близкими родственниками. Как между всякими родственниками, у них существенно больше общего, чем отличий, исходя из этого, некоторые производители пиломатериалов даже не делают отличия и реализуют пиломатериалы вместе. Конечно же, и по одной цене. Но есть и различия, по которым опытные строители и плотники могут без проблем отличить различные доски. Первое отличие - структурный рисунок древесины. У ели сучковатость несколько выше, но все сучки по размерам существенно меньше. Второе отличите - цвет древесины ели более светлый, иногда почти белый, сосновые пиломатериалы имеют более темный внешний вид, рисунок структуры более ярко выражен.
Древесина ели иногда может иметь слабый разовый или желтоватый оттенок, годичные кольца довольно выразительные, поздняя древесина имеет более темные оттенки, сердцевинные лучи почти не видны. Ель существенно менее смолистая. Смоляные карманы встречаются редко и размеры у них небольшие. Ель легче изгибается, но обрабатывать ее несколько труднее из-за большого количества твердых сучков.
Древесина сосны никогда не бывает белой, у нее всегда различные оттенки желтых цветов иногда переходящих в розовые. Ядро более темное, в течение времени ядро изменят свой оттенок и может становиться буровато-красным. Порода ядровая, имеет смоляные ходы и смоляные карманы относительно больших размеров, смоляные ходы преимущественно сосредотачиваются в поздней древесине. Заболонь довольно широкая, желтая или розовая, годичные кольца хорошо заметны по всей толще древесины, сердцевинные лучи малозаметны. Сучки большие, преимущественно мутовчатые, но встречаются и табачные. Причем, табачные сучки в сосне гораздо чаще встречаются, чем у ели. Древесина сосны менее устойчива к грибковым поражениям, она довольно часто имеет заболонный окрас.
|
Сосновые доски |
Для строительства срубов лучше использовать сосну, она имеет более высокую плотность и устойчивость к влиянию атмосферных факторов. Для внутренних работ лучше брать ель, пиломатериалы имеют благородный белый вид. Тем более что сосна в течение времени темнеет, в некоторых случаях становится немного красноватой, изменение цвета происходит неравномерно по срезу пиломатериалов. Такое качество может негативно сказываться на дизайнерских характеристиках. Это мы кратко сравнили некоторые эксплуатационные характеристики пиломатериалов из сосны и ели, теперь нужно рассмотреть их характеристики более подробно.
Физические сравнительные характеристик пиломатериалов сосны и ели
- Плотность. Плотность сосны - 500 кг/м3, плотность ели - 400 кг/м3, данные соответствуют относительной влажности древесины 15%. Как видно, сосна по плотности несколько превышает ель, это значит, что пиломатериалы из нее имеют более высокие показатели по сопротивляемости физическим нагрузкам. Хотя вы должны понимать, что для дерева показатели плотности могут изменять в широких пределах, это живой организм, а не кусок железа. При желании вы всегда можете найти пиломатериалы ели, у которых плотность выше, чем у сосны. Плотность зависит от возраста дерева, климатической зоны произрастания, показаний среднегодовых температур и показаний количества осадков. Даже пороки развития и степень пораженности древесины грибковыми заболеваниями оказывают влияние на плотность пиломатериалов. В совокупности эти факторы могут изменять плотность на 50% и более процентов в ту или иную сторону.
- Коэффициент теплопроводности. Этот физический показатель имеет прямую зависимость от плотности - чем выше плотность, тем выше коэффициент теплопроводности. Это значит, что ель лучше сохраняет тепло, чем сосна. Но на практике отличия эти столь мизерны, что во время проектирования домов они не принимаются во внимание. В большей степени на теплопроводность влияет относительная влажность пиломатериалов.
Механические свойства. Этот показатель характеризуется несколькими показателями. Прочность - максимальная нагрузка, которую могут выдерживать пиломатериалы до начала полного разрушения. Степень деформации - возможность пиломатериалов возвращать первоначальные линейные размеры и формы после снятия статических нагрузок. Износостойкость - способность выдерживать стирание поверхности в период интенсивных трущих нагрузок. Механические свойства напрямую связаны с плотностью, чем выше плотность, тем выше механические свойства. Сосна имеет несколько большую плотность, соответственно, механические показатели у нее несколько лучше.
Для промышленности существует еще несколько показателей, которые учитываются во время производства различных изделий из массива дерева.
- Технологичность. Довольно сложный показатель, имеет много составляющих. К главным можно отнести плотность и наличие сучков. Поскольку сучков у ели больше, то из нее делать изделия несколько сложнее. Но, с другой стороны, сосна имеет смоляные карманы, которые довольно негативно сказываются на работоспособности режущих инструментов, станки приходится чаще останавливать для технического ухода и очистки режущих кромок от налипшей смолы. Еще один показатель, влияющий на технологичность - плотность. Выше плотность - труднее обрабатывать материал.
- Изменчивость эксплуатационных характеристик. Свойства древесины могут изменяться в зависимости от высоты дерева. Чем стабильнее эти показатели, тем технологичней считается древесина. По этому показателю существенных различий между сосной и елью нет.
1 750 руб
900 руб
450 руб 455 руб
1 250 руб
2 200 руб
1 100 руб
320 руб
900 руб
350 руб
4 000 руб
Дата публикации: 08 Февраля 2007 года
Древесина, в зависимости от породы, обладает различными свойствами, что обуславливает ее применение. Для паркетных полов древесина подбирается в соответствии с микроклиматом квартиры. Например, некоторые породы деревьев не поддаются усыханию или гниению, другим противопоказаны помещения с повышенной влажностью.
К физико-механическим свойствам древесины относятся плотность, твердость, ударная вязкость, жесткость. Все физико-механические свойства древесины определяются при влажности 12%.
Плотностью древесины называется отношение ее массы к объему. Плотность выражается в килограммах на кубический метр. Плотность древесины зависит от ее влажности. Существует тесная связь между плотностью и прочностью древесины. Более тяжелая древесина обычно является более прочной. Плотность древесины имеет огромное практическое значение. Древесину с высокой плотностью (граб, бук, груша, самшит, клен) особенно ценят за ее прочность и хорошую обрабатываемость. По плотности при влажности 12% древесину можно разделить на три группы: древесина с малой плотностью (510 кг/м 3), со средней плотностью (550-740 кг/м 3), с высокой плотностью (более 750 кг/м 3).
Плотность некоторых пород древесины, т/м 3
| Тис | 0,75 | Акация белая | 0,83 |
| Остер (крушина) | 0,71 | Афрормозия | 0,8 |
| Каштан съедобный | 0,59 | Боярышник | 0,8 |
| Ель | 0,45 | Венге | 0,85 |
| Кипарис | 0,6 | Гваякум, или бакаут | 1,28 |
| Конский каштан | 0,56 | Дуссие | 0,8 |
| Черемуха | 0,61 | Ирокко (камбала) | 0,7 |
| Лещина | 0,63 | Квебрахо | 1,21 |
| Липа | 0,53 | Кемпас | 0,7 |
| Орех грецкий | 0,64 | Кумару | 1,1 |
| Береза | 0,65 | Лапачо | 0,9 |
| Вишня | 0,66 | Мербау | 0,84 |
| Вяз гладкий, карагач | 0,66 | Мутения | 0,85 |
| Лиственница | 0,66 | Олива | 0,9 |
| Клен полевой | 0,67 | Падук | 0,75 |
| Тиковое дерево | 0,67 | Палисандр | 1 |
| Бук | 0,68 | Пекан (кария) | 0,83 |
| Ива | 0,46 | Самшит | 0,96 |
| Осина | 0,51 | Сандаловое дерево | 0,9 |
| Ольха | 0,49 | Сапелли | 0,62 |
| Груша | 0,69 | Сирень | 0,8 |
| Секвойя вечнозеленая | 0,41 | Слива | 0,8 |
| Пихта сибирская | 0,39 | Сукупира | 1 |
| Дуб | 0,69 | Хурма эбеновая | 1,08 |
| Сосна | 0,52 | Ярра | 0,83 |
| Махагони (свитения) | 0,7 | Ясень | 0,75 |
| Бальса | 0,15 | Ятоба (мареил) | 0,84 |
| Платан | 0,7 | | |
Прочность, твердость и вязкость некоторых пород древесины
| Порода | Предел прочности, МПа, при гости, МП а, при: | Торцовая твердость, Мпа | Ударная вязкость, Дж/м 2 | |||
| сжатии вдоль волокон | статическом изгибе | Скалывании вдоль волокон | ||||
| радиальном | тангенциальном | |||||
| Береза | 55/23 | 110/60 | 9,3/5,0 | 11,2/5,9 | 47/28 | 93195/78480 |
| Бук | 56726 | 109/65 | 11,677,0 | 14,5/8,9 | 61/37 | 80442/68670 |
| Вяз | 48/25 | 96759 | 9,1/6,5 | 10,2/7,3 | 56734 | 93195/78480 |
| Граб | 60/27 | 1 137/74 | 15,678,8 | 19,4/10,4 | 91/54 | 99081/84366 |
| Дуб | 58/31 | 108/68 | 10,2/7,6 | 12,2/9,0 | 68/40 | 76518/64746 |
| Ель | 45/20 | 80/44 | 6,9/4,1 | 6,8/4,4 | 26712 | 39240/33354 |
| Липа | 46724 | 88/54 | 8,6/5,6 | 8,1/5,0 | 26716 | 57879/49050 |
| Лиственница | 65/26 | 112/62 | 9,9/6,3 | 9,4/5,8 | 44/21 | 51993/43164 |
| Орех грецкий | 55/24 | 110/61 | 11,0/5,9 | 11,676,1 | - | 74556/62784 |
| Осина | 43/19 | 78/46 | 6,3/3,6 | 8,6/5,0 | 27/16 | 84366/72594 |
| Пихта сибирская | 39/18 | 69/41 | 6,4/4,5 | 6,5/4,2 | 28/13 | 29430/25506 |
| Сосна кедровая | 42/19 | 74/43 | 6,674,0 | 7,0/4,3 | 22/11 | 31392/25506 |
| Сосна обыкновенная | 49/21 | 86750 | 7,5/4,3 | 7,3/4,5 | 29/14 | 412002/35316 |
| Ясень | 59/33 | 123/75 | 13,9/9,4 | 13,4/8,7 | 80/48 | 88290/74556 |
Твердость некоторых пород древесины, МПа
| Акация белая | 7,1 | Афрормозия | 3,7 |
| Кумару | 5,9 | Береза | 3,6 |
| Кемпас | 4,9 | Вишня | 3,2 |
| Ярра | 6 | Вяз гладкий | 3,67 |
| Олива | 6 | Граб | 3,7 |
| Мутения | 4 | Груша | средняя |
| Махагони (свитения) | 4 | Дару | твердая |
| Орех грецкий | 5 | Ирокко (камбала) | 3,5 |
| Падук | 3,8 | Каштан | низкая |
| Ясень | 4,1 | Клен полевой | 2,5 |
| Дуссие | 4 | Кумьер | твердая |
| Дуб | 3,8 | Липа | низкая |
| Клен остролистый | 4,1 | Лиственница | 2,6 |
| Бенге | 4,2 | Ольха | 2,7 |
| Ятоба(мерил) | 4,1 | Осина | 1,86 |
| Бук | 3,8 | Сапелли | средняя |
| Мербау | 4,1 | Сосна | 2,49 |
| Сукупира | 4,1 | Сосна корейская | 1,9 |
| Лапачо | 5,7 | Тиковое дерево | 3,5 |
При выборе материала для изделия необходимо учитывать его механические свойства: твердость, износостойкость, прочность, деформативность.
Твердость древесины (дерева) — это способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. Твердость зависит от плотности древесины и неодинакова по всем направлениям. Твердость торцовой поверхности у лиственных пород выше тангентальной и радиальной на 30%, у хвойных — на 40%.
По степени твердости древесные породы делят на три группы: мягкие — ель, сосна, кедр, пихта, можжевельник, тополь, липа, осина, ольха, каштан, ива; твердые — лиственница , береза обыкновенная, бук, дуб, вяз, ильм, карагач (берест), платан, рябина, клен, грецкий орех, ясень, яблоня; очень твердые — акация белая, граб, кизил, самшит, береза железная, фисташковое дерево, тис.
Твердость древесины зависит от многих факторов : ее влажности, содержания в годичных слоях поздней древесины, места произрастания, времени заготовки. Например, повышение влажности на 1% уменьшает торцовую твердость на 3%, а тангентальную и радиальную — на 2%. Увеличение поздней древесины повышает плотность и улучшает механические свойства материала. Сосны, выросшие на сухом месте (прямые высокие стволы), тверже сосен, произрастающих на болотистом грунте. Большей твердостью обладает древесина дерева, срубленного в декабре, чем в феврале.
Твердые породы, как правило, больше пригодны для механической обработки (сверление, точение, фрезерование). Они находят применение в изготовлении паркета , стеновых панелей (вагонки), инструментов, приспособлений. Мягкие породы используют для ручной обработки с применением ножей, резаков, стамесок.
Измерение твёрдости дерева, древесины
Для измерения твёрдости древесины по методу Бринелля берут стальной шарик диаметром 10 миллиметров и вдавливают в поверхность, прикладывая определенную силу в течение определённого времени. После этого измеряют глубину и ширину образовавшейся вмятины и рассчитывают величину твердости. По методу Бринелля чем тверже дерево, тем выше показатель.
По степени твердости все древесные породы при 12% — ной влажности можно разделить на три группы:
- мягкие — сосна, ель, тополь, липа, осина.
- твердые — лиственница, береза, бук, вяз, клен, ясень
- очень твердые — акация белая, эбен, эвкалипт, кизил, самшит
Самым распространенным деревом во всем мире является сосна. Ее можно встретить в разных странах и климатических зонах. Всего насчитывают около 120 видов, и более 50 пород произрастает в России, но чаще всего можно встретить сосну обыкновенную. Сосновые деревья достигают в высоту 20-40 м, в диаметре - 40-60 см, иногда метр, а их возраст составляет 300-500 лет. Исключением является американская сосна-долгожитель, произрастающая в Неваде, которая растет уже около 4700 лет.
Как правило, рубку сосновых деревьев производят в возрасте 100-120 лет. Их преимуществом является быстрый рост, который зависит от температуры воздуха и количества осадков. При благоприятных условиях годовой прирост составляет до метра в высоту. Самым лучшим для строительной сосны считается климат северной полосы. У деревьев, произрастающих в этой зоне, небольшое межкольцевое расстояние и, соответственно, меньшая рыхлость и склонность к растрескиванию. Поэтому ценными считаются архангельская, карельская и ангарская сосны.
Годичные слои хорошо видны на сосновой древесине. Их ширина в среднем составляет 3 мм, однако может варьироваться от 1 до 10 мм. Граница между разными слоями очень четкая, при этом сердцевидные лучи выражены слабо, сосудов нет. Благодаря разному цвету ядра (от светло-розового до красновато-коричневого) и заболони (желтый или розоватый), их легко отличить друг от друга. Будучи хвойным деревом, сосна имеет смолу, поэтому на поздней древесине видно много крупных смоляных ходов.
Свойства сосны
Целебные свойства сосны были известны еще в древние времена, поэтому врачи использовали ее для борьбы с легочными заболеваниями - бронхит, пневмония, туберкулез, применяя хвою и смолы для лекарств, а также создавая лечебные санатории в борах. Физико-механические характеристики сосновой древесины способствуют ее использованию для строительства, производства декора и мебели.
Влажность ядра достигает 33% и не меняется по всей длине, а средние показатели наличия ваги в заболони составляют 112% и увеличиваются к вершине.
Плотность считается низкой. При стандартной влажности ее средний показатель составляет 505 кг/куб. м, а плотность полностью высушенной древесины - 480 кг/куб. м.
Усушка колеблется в зависимости от годичных слоев от 6.7% до 7.5%. Увеличение влажности воздуха влияет на коэффициенты разбухания: тангенциальный - 0.31, объемный - 0.5, радиальный - 0.18.
Влаго- и воздухопроницаемость древесины высокая, что позволяет хорошо обработать материал защитными и пропитками.
Теплоизоляция и термостойкость сосны очень высокие, поэтому она хорошо подходит для строительства домов и производства оконных рам. Например, ПВХ и алюминий, используемые для металлопластиковых окон, имеют более низкие теплоизоляционные показатели.
Электрическая проводимость отсутствует, так как сосна является диэлектриком.
Звукоизоляция древесины низкая. При строительстве деревянного дома для обеспечения требований СНиП необходимо делать перегородку от 10 см.
Восприимчивость к излучениям : рентгеновское не имеет воздействия, световое - до 3,5 см, нейтронное - до 10 см.
Несмотря на высокую прочность древесины, сосна считается мягким деревом, которое легко обрабатывается инструментами. Поэтому ее полюбили мастера, создающие мебель и декор. Еще одним плюсом является высокая стойкость к болезнетворным процессам - грибки, плесень, насекомые. Однако высокая влагопроницаемость сосны требует большего количества пропитки. К тому же перед нанесением сосновую древесину нужно обрабатывать щелочным раствором или бензином или спиртом из-за присутствия в ней смолы.
Области применения сосны
Это дерево является очень востребованным в разных сферах благодаря его качествам. Из него изготавливают профилированные и пиленые брусы, оцилиндрованные бревна, обрезные и необрезные доски для строительства. Блок-хаус, фальш-брус и вагонку применяют в качестве отделочных материалов. Например, сосна прекрасно подходит для отделки саун, поскольку помимо красивого внешнего вида источает приятный аромат и лечебные ферменты. Древесина используется для химической переработки, в машиностроении, железнодорожной сфере, горнодобывающей промышленности. Также она применяется для производства тары, а хвоя - биологически активных веществ.
Мебельные предприятия задействуют сосновую древесину в своей работе как основной материал, так и в качестве каркаса, который шпонируют другими породами. На ней легко создавать резные и мозаичные узоры. Она хорошо тонируется, поэтому ей можно придать любой цвет. Мебель из сосны является экологичной, надежной и красивой.
