Лиственница - удивительное дерево, которое растет в суровых условиях Сибири и Дальнего Востока. Несмотря на суровый климат, лиственница обладает плотной и прочной древесиной. Ее плотность колеблется от 500 до 700 кг/м3 в зависимости от происхождения и условий произрастания. Это гораздо больше, чем у большинства хвойных и лиственных пород.
Высокая плотность лиственницы обеспечивает ей ряд уникальных свойств. Во-первых, такая плотная древесина обладает повышенной прочностью на изгиб, сжатие и растяжение. Из лиственницы получаются очень крепкие конструкции, которые выдерживают большие нагрузки. Во-вторых, плотная структура делает лиственницу стойкой к гниению. Ее часто используют для изготовления свай, опор и других конструкций, контактирующих с грунтом или водой.
Применение лиственницы благодаря высокой плотности
Благодаря уникальному сочетанию высокой плотности, прочности и стойкости к гниению, лиственница находит широкое применение в строительстве, судостроении, производстве мебели и других отраслях:
- Из лиственницы делают стропила, балки, перекрытия - все несущие конструкции, где нужна повышенная прочность.
- Из плотной лиственничной древесины получаются очень крепкие и долговечные деревянные дома и сооружения.
- Лиственницу используют для строительства мостов, причалов и других гидротехнических сооружений.
- Из лиственницы делают сваи, шпалы, опоры линий электропередачи - все конструкции, контактирующие с грунтом.
Также лиственницу очень ценят в судостроении, так как ее плотная древесина хорошо противостоит распространению гнили. Из лиственницы строят палубы судов, а раньше даже корпуса целиком.
В производстве мебели лиственница тоже в цене. Ее используют для изготовления столешниц, стульев, кроватей - всех изделий, которые должны выдерживать повышенные нагрузки и долго служить.
Сравнение плотности лиственницы и других пород
Для сравнения, плотность сосны обыкновенной составляет 420-550 кг/м3, ели - 350-450 кг/м3. То есть лиственница почти в 1,5 раза плотнее, чем эти распространенные хвойные породы!
Среди лиственных пород плотность дуба может достигать 700-750 кг/м3, но природный дуб довольно редок. А лиственницы в Сибири произрастает в изобилии.
Таким образом, по плотности лиственница превосходит большинство хвойных и лиственных пород, что обеспечивает ей уникальную прочность и долговечность.
Чем объясняется высокая плотность лиственницы
Наука до конца не объяснила, почему в суровых условиях Сибири лиственница формирует такую плотную древесину. Существует несколько гипотез:
- Высокая плотность - это адаптация к суровому климату. Плотная древесина лучше противостоит морозам и перепадам температур.
- Возможно, в плотной древесине лучше накапливаются питательные вещества, необходимые для выживания.
- Плотная структура является защитой от вредителей и гнили в сыром климате.
Однако однозначного ответа пока нет. Ученые продолжают исследовать это удивительное свойство лиственницы сибирской.
Как определить плотность лиственницы
Существует несколько способов определить плотность древесины лиственницы:
- Взять образец определенного объема и взвесить его. Затем рассчитать плотность, разделив массу образца на его объем.
- Использовать прибор - влагомер-плотномер. Он быстро измеряет влажность и плотность, вводя иглы в древесину.
- Применить ультразвуковой или рентгеновский методы. Они основаны на скорости прохождения волн через древесину.
Первый способ требует отбора и подготовки образцов, но зато дает самые точные результаты. Приборные методы проще и быстрее, но менее точны.
Влияние влажности на плотность лиственницы
На плотность лиственницы существенно влияет ее влажность. Чем суше древесина, тем выше ее плотность. Например, плотность абсолютно сухой лиственницы может достигать 900 кг/м3 и более. А свежесрубленной лиственницы с влажностью 60-80% - всего 400-500 кг/м3.
Поэтому при оценке плотности всегда указывают влажность древесины. Чаще всего определяют плотность при стандартной влажности 12%. Именно этот показатель имеют в виду, когда говорят о высокой плотности лиственницы 500-700 кг/м3.
Таким образом, высокая плотность - уникальное и очень полезное свойство лиственницы. Оно позволяет широко использовать эту породу в строительстве, производстве мебели и других отраслях, где нужна прочная и долговечная древесина. Плотность лиственницы удивляет даже искушенных специалистов и обеспечивает неограниченные возможности применения этой замечательной сибирской породы.
Сравнение прочности лиственницы и других пород
Высокая плотность напрямую влияет на прочность лиственницы. По прочности на изгиб и сжатие она значительно превосходит другие хвойные породы.
Например, предел прочности лиственницы при статическом изгибе составляет 90-110 МПа. Для сравнения, у сосны этот показатель 65-85 МПа, у ели - 50-70 МПа.
По сжимающей прочности вдоль волокон лиственница также лидирует - 43-53 МПа против 30-45 МПа у сосны и 27-40 МПа у ели.
Такая высокая прочность позволяет применять лиственницу в несущих конструкциях, испытывающих большие статические и динамические нагрузки.
Прочность лиственницы в сравнении с лиственными породами
По прочностным характеристикам лиственница может соперничать и с некоторыми лиственными породами.
Например, дуб имеет прочность при изгибе 90-110 МПа, то есть сопоставим с лиственницей. Однако дубовой древесины гораздо меньше, чем лиственницы.
У березы предел прочности на изгиб ниже - 78-95 МПа. Зато у нее выше ударная вязкость.
Таким образом, по комплексу прочностных характеристик лиственница превосходит все основные хвойные и лиственные породы, произрастающие в России.
Прочность лиственницы естественной влажности
Важно отметить, что все приведенные значения прочности относятся к абсолютно сухой древесине. На практике же часто приходится иметь дело с лиственницей естественной влажности.
При влажности более 30% прочностные характеристики лиственницы заметно снижаются. Например, предел прочности на сжатие падает на 20-30% по сравнению с сухой древесиной.
Поэтому при расчете конструкций из лиственницы естественной влажности нужно вводить соответствующие поправочные коэффициенты, чтобы учесть снижение прочности.
Тем не менее, даже в таком состоянии лиственница остается одной из самых прочных древесных пород, что объясняет ее ценность и широкое применение в строительстве.
