Твердые породы древесины: какие это?
В сферах строительства и производства на смену традиционным расходным материалам приходят технологичные пластики в различных исполнениях. Они отличаются высокими технико-физическими качествами, что позволяет им уверенно заменять и древесину, и даже металл. Тем не менее, у древесного сырья есть немало преимуществ, обусловленных низкой стоимостью закупки и экологической чистотой. Слабым же местом данного материала считается прочность. Для повышения этого показателя производители задействуют специальные методы обработки, позволяющие увеличить жесткость, плотность и в целом стойкость к механическим повреждениям. Однако, твердые породы древесины изначально располагают данными свойствами, зачастую избавляя от необходимости проведения особых термических обработок.
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/м3. Что касается твердости по Бриннелю, то эта величина может достигать 3,5 кгс/мм2, 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.
Классификации твердых древесных пород
Выделяют породы, произрастающие в умеренном поясе, и экзотические деревья. Также существует классификация на лиственные и хвойные породы. Хотя большинство твердых пород все же относятся к лиственным, среди хвои тоже встречаются разновидности с повышенными характеристиками плотности и жесткости. Что касается пород умеренного пояса, то к ним можно отнести клен, самшит, бриар и упомянутый граб. Здесь же наиболее распространены и хвойные твердые породы древесины. Какие из них обладают наиболее выраженными показателями твердости? В данном случае внимания заслуживает лиственница, тис, можжевельник и лоусон. Встречаются твердые породы и среди привычных фруктовых деревьев – в этой категории выделяется лесная яблоня, кислица, груша, рябина и некоторые виды грецкого ореха. Что касается экзотических пород, то они демонстрируют наиболее высокие показатели твердости и плотности. Здесь особый интерес вызывает красное и лимонное деревья, палисандр, эвкалипт и т. д. Теперь стоит рассмотреть подробнее самые твердые породы деревьев.
Красное дерево
В России данная порода наиболее популярна, так как ее можно приобрести в свободной продаже. Это тропическое дерево, которое характеризуется высокой твердостью, а также оригинальной фактурой на срезе. Свежеспиленная древесина отличается желтовато-красным оттенком, но с течением времени он сменяется более темными тонами, что придает материалу благородства. Соответственно, потребитель ценит не только технические, но и декоративные свойства этого дерева. Надо отметить, что с точки зрения выраженных декоративных качеств к твердым породам древесины относятся также бакаут и самшит. Причем эти породы используются не только в качестве отделочных материалов, но и могут заменять отдельные декоративные детали в ювелирной продукции и технических устройствах. Но красное дерево к тому же отличается и легкостью механической обработки. Плотность этой породы не так высока по сравнению со многими твердыми материалами тропического происхождения, поэтому данное сырье очень востребовано на мебельных фабриках.
Железное дерево
Если сверхпрочные пластики могут заменять железо благодаря своей прочности, то данная порода не только способна в некоторых областях занимать место стойкого к механическим нагрузкам элемента, но при этом отвечать и повышенным требованиям в плане экологической стойкости. Под понятие железного дерева входит целая группа пород, которые преимущественно растут в странах азиатского региона и в Австралии. Классическим представителем группы является персидская парротия. Данный вид распространен в реликтовых лесах, где местные жители еще с древних времен мастерили из него рукоятки для ножей и топоров. В наши дни «железная» древесина твердых пород деревьев находится под охраной ЮНЕСКО. Эта порода, в частности, имеет и эстетическую ценность, что обуславливает большой интерес к ней со стороны рынка.
Мербау
Это не самая твердая, но по совокупности других эксплуатационных качеств, можно сказать, наиболее практичная порода. Раньше это дерево 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.
Белая акация
Самая твердая порода в России, которая ценится не только за прочность, но и за устойчивость к процессам биологического разрушения. Кроме того, акация этого вида хорошо полируется и не трескается в ходе длительной эксплуатации. При соблюдении мер профилактической обработки древесина также не подвергается мелким механическим повреждения. К слову, по техническим характеристикам этот вид превосходит такие твердые породы древесины, как дуб и ясень.
Бакаут
Показатель твердости этого дерева один из самых высоких во всем мире. Достаточно сказать, что материал оптимально справляется со своими задачами при использовании в виде подшипников, втулок и кронштейнов. В военном флоте древесину этой породы часто использовали и в качестве материала для палубы. Но как пиломатериал бакаут ценится и по другим причинам. Он не поддается деформирующим процессам под влиянием сторонних негативных факторов. Это могут быть и химические, и физические воздействия, которые не оказывают разрушающего влияния на структуру. Существуют и другие твердые породы древесины, которые также проявляют стойкость к экстремальным нагрузкам. Но уникальным качеством именно бакаута является сбалансированное сочетание большой массы и плотности.
Применение твердых пород дерева
Большая часть данного материала используется в строительстве. Древесина в том или ином виде может применяться как основа для конструкций, так и в качестве отделки. Используют отдельные породы также в сферах машино- и приборостроения. Из них выполняют отдельные функциональные элементы с расчетом на долгосрочное использование – причем это могут быть и временные расходные детали, и долговечные части конструкций. Это основные, но не все сферы, в которых применяют высокопрочные породы древесины. Мягкие, твердые породы, а также виды древесины со средними показателями плотности могут использоваться и в медицинских целях. В данном случае твердость не так важна. Дело в том, что многие экзотические породы содержат уникальные по своим качествам смолы. Приготовление лечебных смесей для внутреннего и наружного применения, в частности, позволяет бороться с заболеваниями суставов, дыхательных органов и т. д.
Заключение
Производители стройматериалов прекрасно знакомы с правилом, по которому повышение одного технико-эксплуатационного свойства почти всегда влечет минимизацию других качеств. Отчасти этот закон распространяется и на твердые породы древесины, которые по некоторым характеристикам проигрывают мягким видам. Процессы биологического разрушения, физической деформации, а также искажение текстуры – главные недостатки мягких пород, используемых в долгосрочном формате. Но с другой стороны, такая древесина имеет преимущество в виде подверженности к дополнительным обработкам. Конечно, в обеих категориях есть свои исключения, но мягкая структура из-за низкой плотности все же более расположена к формированию новых свойств искусственным путем.