Каждый столяр или плотник знает, как по-разному ведет себя дерево при обработке, сборке и эксплуатации деревянного изделия в зависимости от породы. Эта разница объясняется отличием физических характеристик материалов, важнейшей из которых является плотность дерева. Именно она зачастую определяет выбор инструментов для работы с древесиной, возможность использования материала для изготовления той или иной конструкции, способ её декоративной отделки. Почему этот параметр так важен и как его определять, читайте в этой статье.
Плотность как характеристика древесины
Из школьной программы по физике мы знаем, что плотностью называют отношение массы вещества или тела к занимаемому им объему.
Но если вы возьмете второй брусок такого же размера и из той же породы дерева, и повторите вычисления, результат может оказаться иным. И тому есть объяснение. Даже несколько.
Если посмотреть на срез дерева в микроскоп, можно увидеть, что его структура очень неоднородна. Древесные волокна разделены множеством пустот, размеры которых отличаются на разных участках от сердцевины к коре. Поэтому у брусков, вырезанных из разных частей ствола, плотность дерева в кг/м³ будет разной.
По пустотам в древесине разносятся питательные вещества и вода, всасываемые корнями из земли. Если дерево росло у реки или болота, эти каналы будут больше заполнены влагой, чем у такого же дерева, росшего в степи. Соответственно, его масса и плотность будут выше.
У разных пород плотность также отличается. Если древесные волокна сильно сжаты, количество твердого вещества на единицу объема будет выше, чем у более рыхлых пород. Хвойные деревья, за исключением некоторых пород, обладают плотностью меньшей, чем лиственные. Например, плотность сосны в кг/м³ почти в 1,5 раза ниже плотности дуба или ясеня.
Высокоплотной также является древесина большинства тропических деревьев. Во многом это объясняется климатическими условиями произрастания, количеством влаги и питательных веществ в почве.
Как определяется плотность
Из всего сказанного можно сделать вывод, что дерево имеет переменную плотность. На этот параметр влияют разные факторы, но основным является влажность. Большое количество пустот снижает плотность, но если они заполнены влагой, плотность, вычисленная стандартным способом, значительно повышается. Проще говоря, влажная древесина обладает большей плотностью, чем сухая.
- Сырая – с содержанием влаги более 35 %.
- Полусухая или воздушно-сухая имеет влажность 25-35 %.
- Сухая – менее 25 %.
К первой категории относится свежесрубленная древесина, ко второй – пролежавшая на открытом воздухе определенное время и потерявшая часть древесных соков. Чтобы получить сухую древесину, её нужно длительное время выдерживать под навесом.
Но определять плотность принято для материалов, практически полностью лишенных естественной влаги: влажность не должна превышать 12 %. Чтобы этого добиться, дерево сушат в специальных сушильных камерах.
Во всех справочниках указана конкретная плотность древесины, таблица, в которой этот параметр указан для разных пород, перед вами:
Как видите, никакого разброса значений, меняющихся в зависимости от влажности. По умолчанию эти цифры верны для образцов с влажностью 12 %.
Представьте себе два коробка со спичками – полный и наполовину пустой. В первом деревянные палочки лежат плотно, они не двигаются и хорошо сопротивляются внешним воздействиям. Во втором палочки лишены опоры, сломать их проще.
Примерно то же можно сказать о древесине большой и малой плотности. С плотной работать гораздо сложнее:
- для её обработки приходится чаще затачивать режущие кромки инструментов;
- некоторые породы практически невозможно обрабатывать ручным инструментом, нужны инструменты с электроприводом;
- плотная древесина обладает плохой упругостью, способностью изгибаться, а не ломаться под нагрузкой;
- из-за малого количества пор она хуже впитывает в себя декоративные и защитные пропитки.
Однако и влагу она почти не впитывает, поэтому не разбухает во влажной среде так, как рыхлая и пористая древесина. А значит, лучше держит размеры и форму.
Видео описание
Как ведет себя ручной инструмент резчика при работе с плотной древесиной тиса, смотрите в видео:
При изготовлении различных строительных конструкций или деревянной мебели большое значение имеет их вес и нагрузка на основание. Чем плотнее дерево, тем оно тяжелее. Этот факт также следует учитывать при выборе способа транспортировки материалов, их переноски, подъема на высоту.
Огромное значение плотность, удельный вес и структура древесины имеет при изготовлении музыкальных инструментов, спортивного инвентаря, бильярдных киев, плавучих средств.
Чтобы работать с деревом, нужно понимать, что это «живой» материал, способный менять свои характеристики под влиянием внешних факторов. Его плотность, которая во всех справочниках указана определенным значением для каждой породы, может оказаться совсем иной, если пиломатериалы ещё свежие и обладают естественной влажностью либо долго пролежали под дождем. Этот параметр влияет на выбор инструментов для обработки и средств для защитной и декоративной отделки древесины, а также учитывается при расчетах нагрузки на фундаменты и другие основания. Табличные значения плотности рассчитаны для материалов с влажностью 12 %.
