Актуальное

О выборе пиломатериалов

И снова о выборе пиломатериалов

Эта статья посвящается техническим характеристикам древесины и различных строительных материалов, созданных на её основе. Комплектуя объект доской и брусом, мы обычно рассматриваем такие параметры как: сечение, влажность, длина, сортность…

Но, чтобы сделать по-настоящему осознанный выбор, и чтобы правильно потом использовать пиломатериалы, желательно знать, какие физические и механические свойства (из общеизвестных) действительно присущи древесине и очень важны для потребителя.

Изменчивость и вариативность рабочих качеств

Сразу отметим, что не бывает двух одинаковых брёвен. Как не встретить двух одинаковых досок или брусьев. И дело не только в том, что разные породы могут сильно отличаться по физическим характеристикам и потребительским свойствам. Лес, произрастающий в разных климатических зонах, будет неодинаковым, и даже в, казалось бы, одном районе, в зависимости от геологии, технические показатели кругляка могут разниться. Влажность, состав почвенного пирога, механические воздействия извне… – всё это неизбежно влияет на конкретное дерево. Например, практика показывает, что древесина с северных регионов самая прочная.

Структура древесины

Древостой и так имеет свою собственную генетику, но ещё он получает собственную историю развития, из-за чего формируется уникальная форма ствола, своя картина ветвления, особая структура массива:

  • направление волокон,
  • ширина годичных колец,
  • количество смолы,
  • количество сучков,
  • рисунок сосудов и т.д.

Но что самое интересное, в одном и том же стволе определённые характеристики неодинаковы в разных местах. Например, у сосны/ели обычно – чем выше по стволу, тем больше сучков, и ниже прочность, а по направлению от сердцевины к заболони прочность растёт. Но в некоторых лесах России, с подъёмом по стволу – прочность древесины сосны и ели увеличивается. Причём эти показатели в разных точках пиловочника могут отличаться в несколько раз.

Очень многое зависит от того, когда древесина было заготовлена. Возраст древостоя напрямую влияет на прочность и другие важные характеристики пиломатериалов: чем дерево старше, тем оно технологичнее. А, допустим, кругляк, спиленный в зимний период, по ряду причин обладает несколько меньшим процентов влажности.

На какие параметры пиломатериалов обратить внимание

Показатели плотности

Плотность древесины является одной из самых важных характеристики, так как она непосредственно влияет на прочностные показатели пиломатериалов. С увеличением плотности повышается твёрдость, стойкость к водопоглощению, а также стойкость к сжатию, изгибающим/растягивающим нагрузкам и истиранию. Чем плотность ниже, тем больше падает теплопроводность, но тем хуже будет и звукопоглощение. Часто именно по плотности оценивают качество досок, брусков и бруса.

Плотность древесины

Измеряют плотность в килограммах на метр кубический или граммах на сантиметр в кубе. То есть в расчёт берётся масса материала на объёмную единицу. Видов плотности выделяют насколько. Если масса чистых и сухих древесных волокон примерно одинакова у всех пород и установлена на уровне 1,53 грамма на кубический сантиметр, то фактические цифры несколько иные.

Теоретическая плотность абсолютно сухой древесины нам потребителям особо ни к чему. Ведь, как мы знаем, разные породы «устроены» по-разному, и каждое дерево уникально, потому и плотность у них неодинаковая. Например, у сосны и ели она составляет 480-500 кг/м3, у дуба порядка 930 кг/м3, а у осины – около 560 килограмм на куб. Это максимальные СПРАВОЧНЫЕ значения при 15-процентной влажности. Но логичнее будет указать и нижний фактический (реальные значения обычно где-то посередине) порог, который составит: 400, 600 и 360 кг/м3 соответственно.

Прочность

Прочность древесины показывает, насколько эффективно она (изделия из неё) может противостоять механическим нагрузкам – то есть тем, что прилагаются извне. Мы знаем, что существенную роль тут играет массивность сечения пиломатериала и чуть меньшую – его форма. А также влияние на несущие способности пиломатериала оказывает ориентация его в пространстве по отношению к приложению силы.

Прочностные характеристики древесины

При рассмотрении прочности нас должно интересовать, какую нагрузку и как долго может выдерживать пиломатериал без критичной деформации и разрушения. К слову, считается, что у хвойных пород прочность на сжатие вдоль волокон где-то на 12-15 процентов выше, чем у древесины лиственной.

И снова отмечаем, что (помимо особенностей конкретного дерева) в кругляке характеристики прочности определяются неравномерно. Кроме учёта просто разных по прочности зон, важно также понимать, что устойчивость к нагрузке у древесины и пиломатериала выше, если силы приложены вдоль волокон, чем если они прилагаются поперёк волокон. Особенно всё запутанно, если принимать во внимание, что в строительных конструкциях на доску и брус обрезной нагрузки могут приходиться:

  • перпендикулярно,
  • по касательной,
  • статически,
  • ударно,
  • с вибрацией,
  • длительно,
  • с изменением направления,
  • единично,
  • многократно повторяемо…

Узнать примерную прочность конкретного образца пиломатериала можно путём испытаний. Испытания эти, как правило, проводятся для оценки выносливости, несущих качеств конструкционной обрезной доски или бруса. Результаты примерные потому, что только по образцу делаются выводы о свойствах целой партии пиломатериала. Но только по испытаниям на прочность получится увидеть объективную картину, ведь, допустим, плотность уж очень неоднозначная характеристика, так как она не отображает наличие трещин, а, предположим, при большом количестве сучков (эти включения более плотные, чем основной массив пиломатериала) она увеличивается.

Пределы прочности древесины

Именно испытания на прочность позволяют лесоперерабатывающим предприятиям узнать, как на прочность влияет конкретный режим сушки, тип пропитки, наличие тех или иных пороков…

Обычно испытания – это выборочный контроль методом разрушения и другими подобными способами. Например, в качестве неразрушающего контроля на стендах при помощи сертифицированных машин могут высчитывать модуль упругости пиломатериала, в том числе используя ультразвук. Другими измеряемыми в лабораториях параметрами являются: ударная вязкость, прочность на сжатие.

Разрушающие тесты на переносимость изделием основных механических нагрузок проводят до выявления «предела прочности». Задача – получить значение усилия, при котором образец (установленного размера, формы, влажности) разрушится. Поэтому измеряют предел прочности обычно в мегапаскалях (иногда в ньютонах), приложенных к единице площади. Всего существует несколько десятков стандартов по определению физико-механических характеристик пиломатериалов.

Похожие сообщения

X