Пиломатериалы и их виды и классификация по внешнему виду и способу обработке

Назначение пиломатериалов

Различные виды пиломатериалов нашли применение практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Но большая часть всей произведенной древесины используется в строительной и мебельной промышленности, а также для внутренних и внешних отделочных работ. Причем пиломатериал часто дополнительно обрабатывается перед конечным использованием, его шлифуют, полируют, окрашивают или покрывают лаком, вырезают пазы, узоры и отверстия. В некоторых сферах требуется дополнительная обработка, древесину обрабатывают химическими веществами от грызунов, повышенной влаги или же противопожарной жидкостью.

При производстве мебели часто требуется изгибать древесину, для получения необычных форм и узоров. Изделия изогнутой формы наиболее дорогостоящие, так как технология их производства очень ресурсоемкая, требует много времени, определенных знаний и специальной техники.

Примечательно то, что уже изогнутое изделие, можно изгибать повторно, изменяя форму. Для этого нужно всего лишь намочить и нагреть древесину, часто для таких целей используют пар под давлением.

Пороки древесины

Повреждения всей структуры древесины или отдельных участков, которые снижают качество и ограничивают применение, называются пороками древесины. Некоторые пороки возникают в растущем дереве, другие — при хранении или эксплуатации сырья. Качество древесной массы определяется в соответствии с видами и размерами пороков, их расположения, назначения продукции.

ГОСТ 2140-81 устанавливает классификацию пороков по следующим группам:

1. Сучки, основания бывших ветвей.
2. Трещины, разрывы ткани вдоль волокон.
3. Дефекты формы ствола. К ним относятся сужение ствола, кривизна, овальность, наросты, закомелистость.
4. Пороки строения древесины: прожилки, полоски, пятнышки.
5. Химические окраски. Они возникают в заготовленном сырье в результате окисления дубильных веществ.
6. Грибные повреждения. Их вызывают грибы, которые являются растительными организмами, развивающимися из спор.
7. Повреждения насекомыми, птицами. Такой порок ухудшает декоративность и физико-механические качества.
8. Инородные включения.
9. Покоробленность. Порок возникает в результате обработки материала.

Виды древесины:

1. Сосна

(мягкая порода)

Существует много разновидностей сосны, повсеместно используемой в строительстве и для изготовления некоторых видов мебели.

2. Красное дерево

(твердая порода)

Породы, произрастающие в Гондурасе и Африке, широко используются в мебельном производстве, обычно в виде шпона.

3. Вяз

(твердая порода)

Хороший материал общего назначения, используемый в судостроении, в качестве конструкционного материала и для токарных работ.

4. Кедр

(мягкая порода)

Легкая и прочная древесина кедра со временем со временем становится серой. Применяется для изготовления лестниц, оконных рам.

5. Пихта дугласова, или по другому Лжетсуга

(мягкая порода)

Очень высокие деревья, древесина которых используется в качестве конструкционного материала, в мебельном и фанерном производствах.

6. Бук

(твердая порода)

Замечательная мелко волокнистая древесина бука пригодна для изготовления мебели, для токарных работ, производства игрушек, но не для изделий, используемых на открытом воздухе.

7. Дуб

(твердая порода)

Очень прочная и долговечная древесина дуба необходима для строительных работ и при изготовлении мебели.

8. Чинара

(твердая порода)

Светлая древесина. Используемая при изготовлении мебели и мелких деталей, например токарных изделий.

9. Тик

(твердая порода)

Тяжелая и долговечная древесина тика используется в столярно — мебельном производстве и в судостроении.

(твердая порода)

Умеренно твердая древесина березы широко используется в столярно — мебельном производстве.

11. Мореный дуб

(твердая порода)

Мореный европейский дуб, имеющий коричневый цвет, очень ценится как облицовочный материал для мебели.

12. Черное дерево

(твердая порода)

Имеет чрезвычайно твердую и дорогую древесину. Используется при изготовлении клавишей для музыкальных инструментов, шахматных фигур и т.п.

13. Лиственница

(мягкая порода)

Умеренно мягкая древесина лиственницы используется как в мебельном производстве, так и для изготовления свай, столбов, шпал, полов.

(твердая порода)

Отличный материал для изготовления мебели и токарных изделий.

15. Ясень

(твердая порода)

Очень твердая и прочная древесина ясеня используется для изготовления рукояток инструментов, спортивного инвентаря. Отличный материал для токарных работ.

16. Афромозия

(твердая порода)

Произрастает в Западной Африке. Применяется при изготовлении мебели. Иногда морится под красное дерево.

(твердая порода)

Часть древесины клена с отметинами от недоразвитых веток используется в виде шпона.

18. Липа американская

(твердая порода)

Легкая твердая древесина. Используется для изготовления футляров, игрушек, некоторых видов мебели.

(твердая порода)

Произрастает в Африке. Применяется для изготовления декоративной мебели, обычно в виде шпона.

20. Эбеновое дерево

(твердая порода)

Экзотическое дерево, произрастающее в Африке. Применяется для изготовления декоративной мебели.

Применение разных пород деревьев в строительстве

Мягкие древесные породы легко поддаются обработке, но из них не всегда удается выполнить сложные элементы резьбы. Твердые сорта используют для создания надежных конструкций высокой прочности. На их обработку требуется значительно больше  времени, однако качество окупает все затраты.

Ниже даны характеристики и область применения наиболее распространенных древесных пород.

Древесина хвойных пород

Древесина ели

1)    пихта, ель:

• характеристика: при продаже лесоматериалов обычно не указывают различие между древесиной пихты и ели; легко поддаются обработке; неустойчивы к воздействию погодных условий;
• применение: строевой лес, пол, стропильные конструкции, дощатая клееная древесина, средний щит столярной плиты.

2)    сосна:

• древесина мягкая, но тверже чем пихта и ель; часто синеет заболонь; достаточно долговечная, особенно сердцевина; легко поддается обработке; высокая смолистость, поэтому перед обработкой поверхности древесину обессмоливают;
• строевой лес, мебель, пол, окна, досчатая обшивка, двери.

3)    лиственница:

• древесина мягкая, но тверже чем сосна; обладает высокой смолистостью; долговечная; обрабатывается хуже сосны, трескается, трудно строгается;
• строевой лес, мебель, пол, окна, двери.

4)    туя, можжевельник:

• устойчив к погодным условиям, грибам и вредителям; разъедает железо; легко обрабатывается;
• строительный лес;  жалюзи облицовка фасада, покрытие гонтом.

Древесина лиственных пород

1)    дуб:

• тяжелая твердая древесина; устойчив к воздействию погодных условий, насекомым и грибам; используют только сердцевину;
• мебель, фанера, паркет, фахверк (конструкционная древесина), окна и двери.

Древесина можжевельника

2)     бук:

• твердая порода; подвержен сильным деформациям; плохо подходит для наружных конструкций;
• мебель, ступени лестниц, паркет.

3)    ясень:

• твердая и эластичная древесина; хорошо сочетается с древесиной дуба;
• мебель, полы.

4)    ольха:

• мягкая порода; легко растрескивается;
• мебель, фанера.

5)    клен:

• твердая и очень плотная древесина;
• мебель, паркет, доски стола.

Зная характеристики и область применения пород дерева легче ориентироваться при выборе древесины под конкретную  строительную задачу.

В ниже расположенном видео специалисты дают рекомендации по выбору породы древесины для обшивки парной в бане:

{lang: ‘ru’}

Что необходимо знать о породах древесины

Деревьев, растущих в природе, масса. Сегодня существует достаточно много разновидностей древесины, которые, естественно, имеют различные свойства и свои особенности.

Чтобы не ошибиться с выбором породы именно под свои эксплуатационные задачи, нужно знать ее общие характеристики и область применения. Об этом сегодня и поговорим.

Заболонь и ядро

Структура любого дерева, независимо от его породы, состоит из ядра и заболони. Ядро — это внутренняя, центральная часть ствола, состоящая из отмершей древесины. Ядро окружает слой из живых клеток, который называется заболонью.

Древесные породы в основном принято разделять на лиственные и хвойные, а также на:

• заболонные: ядро ствола у них не отмирает (липа, ольха, клен, береза);
• ядровые: ядро обладает темным оттенком (дуб, ясень, сосна);
• спелодревесные: оттенок ядра идентичен цвету заболони (ель, осина).

Цвет древесины зависит не только от породы, но и от других, не менее важных факторов, например, от скорости роста дерева и его возраста. Ядровая часть обычно всегда темнее, чем заболонь (исключение составляют спелодревесные породы).

Твердость

Вполне естественно, что чем тверже дерево, тем большей износоустойчивостью, практичностью  и долговечностью будет обладать изготовленный из него пиломатериал или изделие. Коэффициент твердости древесины определяют по методу Бриннеля.

Способ заключается в следующем: в поверхность образца с силой в 100 кг вдавливается шарик из металла, диаметром 10 мм. В зависимости от типа деформации и диаметра образовавшегося на поверхности углубления определяется результат — чем выше полученный коэффициент, тем тверже древесная порода. Каждый испытуемый образец сравнивают с показателями твердости разных минералов — от талька до алмаза, обозначая коэффициент твердости, который, соответственно, варьирует от 1 до 10.

Лиственные породы

Особое внимание надо уделить лиственным деревьям. После вырубки хвойного леса они заполняют опустевшую площадь

Лиственные виды древесины применяют наиболее широко и разнообразно.

Кольцесосудистые структуры

Основу лиственных пород составляют такие кольцесосудистые их представители, как карагач, ильм, ясень, вяз и дуб. Последний из этого семейства – дуб – встречается во многих местах европейской России, а также произрастает на территории южных окраин (в Крыму и на Кавказе). Особенностью его древесины является высокий показатель твёрдости, прочность и стойкость к гниению. Помимо этого, обыкновенный черешчатый дуб отличается своей способностью к изгибу, очень привлекательной текстурой и насыщенным цветом.

Ясень обыкновенный нередко встречается в большинстве регионов европейской части России. Свойства этого вида древесины очень схожи с уже рассмотренными выше характеристиками дуба (он также имеет высокий показатель твёрдости и хорошо поддаётся изгибу, то есть обладает неплохой пластичностью).

Благодаря своим свойствам ясень используется при выпуске различных образцов спортивного инвентаря (теннисных ракеток, лыж и весел), а также в автомобильной, авиационной и корабельной промышленности. Кроме того, его нередко применяют для изготовления лестничных перил и рукояток различных инструментов.

Рассеянно-сосудистые мягкие породы

Береза является древесным символом России и произрастает на её территории повсеместно. Она широко применяется в отечественной промышленности для изготовления фанеры, прикладов охотничьих и спортивных ружей, лыж и шпона. Помимо этого из берёзы делаются древесные плиты самого различного класса, паркетные полы и деготь.

Тополь, осина, ольха, ива и липа имеют очень схожее строение и благодаря своей мягкости чаще всего используются как поделочная древесина, идущая на удовлетворение бытовых и строительных нужд. Их этих древесных структур изготавливаются корыта, лопаты, домашняя посуда и целлюлоза.

Рассеянно-сосудистые (твёрдые)

К этой категории древесины относятся бук, грецкий орех, платан, самшит, рябина и клён, произрастающие в самых различных регионах России и Белоруссии и чаще всего применяемые в декоративных целях.

Большинство из этих пород относится к категории особо твёрдых, так что, помимо своей декоративной ценности, они отличаются высокой износостойкостью. Из некоторых сортов древесины изготавливается шпон и паркетный фриз, уксусная кислота и креозот, а на основе твёрдого и прочного ореха с красивой структурой делаются полированные паркетные плиты и ложи для ружей.

Рассмотреть здесь абсолютно все известные виды древесины не представляется возможным. Люди годами изучают отдельные породы, особенности видов деревьев, возможности их применения. При желании всегда можно найти нужную информацию и закрепить теоретические познания на практике, изучая, высаживая и обрабатывая дерево.

Особенности и свойства

Особенности и качественные характеристики древесины во многом определяет её строение.

Изучим строение ствола, он состоит из:

• ядра — центральной части;
• заболони — периферийной части, лежащей под слоями внешней и внутренней коры.

Рассматривая поперечный срез дерева, можно заметить, что у одних пород окрас его поверхности будет равномерным, а у других выделяется темноокрашенная сердцевина. В зависимости от этого происходит деление на:

• ядровые породы, такие как сосна, кедр, лиственница, тис, кипарис, можжевельник;
• спелодревесные — к ним относятся пихта и ель.

Эволюционно хвойные породы появились раньше, поэтому в отличие от лиственных их анатомическое строение выглядит проще и однороднее и состоит из клеток определенного вида.

• Паренхимы — клетки, запасающие питательные вещества. Они расположены в сердцевинных лучах и выстилают смоляные ходы. Их небольшое количество (до 5%) обусловлено тем, что большая доля питательных запасов находится в хвое. Исключением являются паренхимы лиственницы, их количество выше, около 10% объема ткани.
• Трахеиды — основной элемент структуры (более 90% общего объема). Расположены радиальными рядами, имеют вид удлиненных волокон с одревесневшими стенками. Живые трахеиды содержатся только в свежем годичном слое и постепенно отмирают. Ранние трахеиды имеют широкие полости и проводят влагу. Поздние — узкие, с толстыми стенками, несут механическую функцию.

Длинные волокна ткани хвойных предпочтительнее лиственных в производстве высококачественной бумаги и картона. Характерным признаком древесины многих хвойных являются смоляные ходы — горизонтальные и вертикальные тонкие каналы, заполненные смолой.

По усредненным показателям хвойные пиломатериалы считаются легче лиственных. Стоит заметить, что при технологической сушке хвойный материал теряет вес на кубометр практически вдвое. Удельный вес куба свежесрубленной сосны составляет 910 кг, а 1 м3 высушенной — 470 кг.

Таким образом, благодаря строению и физическим показателям хвойных можно выделить следующие их преимущества:

• долговечность;
• низкая гигроскопичность;
• высокое противодействие загниванию и поражению вредителями;
• прочность;
• легкая обработка;
• прямые стволы способствуют меньшему количеству дефектов, повышают качество пиломатериала.

В зависимости от применения

Рассматривают и сравнивают свойства древесины различных пород в зависимости от вида изготовляемой продукции.

Строительные элементы. Наиболее популярными видами строительных изделий из дерева являются оцилиндрованное бревно, массивный брус, клееный профилированный брус, конструкционные балки, строительные элементы крыши и перекрытий (доски и балки), элементы каркаса, стеновые панели из массивной древесины

Для данной категории изделий важное значение имеют такие свойства древесины, как прочность и стойкость к биоповреждениям

Напольные покрытия. Напольные покрытия выделены в отдельную категорию, поскольку на сегодняшний день большинство предприятий стараются обеспечить качество продукции в соответствии с требованиями европейских стандартов, в которых имеется градация не только по качеству, но и по внешнему виду продукции (по направлению волокон – радиальные, тангенциальные, смешанные; по наличию ядра, сердцевинных лучей и т. д.). К напольным покрытиям относятся: доска пола, паркетная планка, паркетная доска, террасная доска.

В эту же категорию можно вынести элементы лестницы (ступеньки и перила)

Для данной категории изделий важное значение имеют такие свойства древесины, как твердость, плотность, стабильность формы, истираемость

Отделочный материал, мебель и элементы столярного производства. Древесина широко применяется для внутренней и наружной отделки. Для обшивки дома используют доску, имитирующую оцилиндрованное бревно или брус. Для внутренней отделки широко используют отделочная доска (вагонка и евровагонка), мебельные щиты для изготовления мебели, подоконников, дверей, стеновых панелей и другие элементы столярного производства

Для данной категории изделий важное значение имеет стабильность формы, плотность древесины

Другие виды продукции. Это различные плитные материалы ДСтП, ДСП, ДВП, МДФ, ОСП и т. д.

В следующем номере мы расскажем об областях применения древесины хвойных пород.

____________________________________________________________________

Качество древесины

Оценить строительный материал человеку, не являющемуся специалистом в данном вопросе, очень трудно. Да и профессионалу подчас требуется помощь специальной аппаратуры и дополнительные исследования.

Чем обработать древесину: средства защиты от гниения, возгорания и насекомых

Материалы и изделия из древесины довольно часто подвергаются возгоранию, гниению и повреждению насекомыми. Чем можно обработать древесину, чтобы надежно защитить материал?

Гниение древесины — это поражение дереворазрушающими грибами.

Возникновение этого процесса возможно при наличии трех условий:

• влажности древесины в пределах 20-60% (древесина влажностью менее 20% и более 60% не гниет);
• температуры воздуха в пределах от +2 до +40 °С (при более низкой и более высокой температуре дереворазрушающие грибы не развиваются);
• повышенной влажности воздуха, препятствующей высыханию древесины.

Лучшими средствами защиты древесины от гниения и насекомых являются антисептики — вещества, препятствующими гниению. Их используют для бани, сауны и других помещений с повышенной влажностью.

Антисептики делятся на четыре группы: масла; масло- и органикорастворимые; растворимые, слабо вымываемые из древесины; водорастворимые, легко вымываемые из древесины.

Одними из лучших средств защиты древесины являются масло- и органикорастворимые антисептики на основе летучих растворителей — пентахлорфенол и нафтенат меди. Антисептирование древесины пентахлорфенолом почти не снижает ее физико-механических свойств. Древесина, пропитанная нафтенатом меди, плохо склеивается, полируется, окрашивается в зеленоватый цвет.

Водорастворимые слабо вымываемые антисептики при пропитке древесины проникают в стенки ее клеток. К наиболее распространенным относится пентахлорфенолят натрия. Специалисты, отвечая на вопрос «чем обработать древесину от гниения», часто советуют использовать состав «Селькур». Он уничтожает деревоокрашивающие и плесневые грибы, не влияет на качество древесины при ее склеивании и окрашивании. Состав «Селькур» защищает древесину от гниения при ее эксплуатации в средах с высокой температурой и влажностью.

К водорастворимым легко вымываемым средствам защиты древесины от гниения и возгорания относятся хлористые и кремнефтористые цинк и натрий, а также препарат ББК-2. Эти антисептики не влияют на физико-механические свойства древесины, за исключением кремнефтористого натрия и хлористого цинка, которые снижают ее прочность. Они применяются в качестве пропитки древесины, не подверженной в процессе эксплуатации постоянному воздействию влаги.

Отличить пропитанную антисептиками древесину от непропитанной можно, если добавить в антисептик пигменты в количестве 0,1% по массе.

Составы водных растворов антисептиков (% по массе):

• кремнефтористый аммоний — 4,9; вода — 95;
• кремнефтористый магний — 4,9; вода — 95;
• кремнефтористый цинк — 4,9; вода — 95;
• хлористый цинк — 4,9; вода — 95;
• пентахлорфенолят натрия — 4,9; вода — 95;
• динитрофенол— 3; кальцинированная сода— 1; вода — 96;
• оксифифенолят натрия — 4,9; вода — 95;
• кремнефтористый натрий — 4; технический аммиак — 1,7 (в пересчете на сухое вещество); вода — 94,2;
• фтористый натрий — 2,2; кремнефтористый натрий — 0,7; вода — 97.

Составы 1 и 8 приготовляют при температуре воды 30-40 ᵒС, остальные — при температуре 95 °С.

Для защиты древесины от насекомых также используют инсектициды: растворы гексахлорана, хлорофоса, метафоса, хлорофоса, медного купороса, различных нафтенатов, а также растворы бурой и серной кислот.

А чем обработать древесину для повышения огнестойкости? Для этого материал покрывают огнезащитными веществами — антипиренами. При нагревании антипирены плавятся, покрывая древесину огнезащитной пленкой, которая перекрывает доступ кислорода. Покрытая антипиренами древесина не горит, а тлеет. К огнезащитным средствам защиты древесины относятся сульфитно-глиняные пасты (глинистые растворы с добавкой солей), хлоридные краски, растворы солей — бура, нашатырь, фосфорнокислый натрий и хлористый цинк.

Древесные породы

В природе существует множество древесных пород, имеющих различные свойства, применяемые в разных сферах промышленности. Чтобы правильно выбрать нужную породу дерева, необходимо знать особенности каждой из них.

Разные виды древесины отличаются один от другого по цвету. Цвет зависит от нескольких факторов: породы дерева, возраста, скорости роста, а яркость цвета — от количества содержащихся в нем красящих веществ. Заболонь дерева имеет более светлый оттенок, чем ядро. Заболонью называют внешнюю часть дерева с живыми клетками. Ядровая часть дерева всегда более темная, где сконцентрировано основное количество дубильных веществ и смол. Ядровые породы деревьев имеют темную древесину, а заболонные – светлую. К ядровым относятся такие распространенные породы деревьев: лиственница, сосна, ясень и другие. У заболонных пород ядровый слой очень узкий и по цвету мало отличается от заболони. К таким породам относится береза, груша, липа, бук, граб и ольха. У клена, ясеня и граба очень светлая древесина, а у березы — белая. В основном из этих пород изготавливают паркетную доску. Желтую древесину имеет самшит. Используется в художественных и декоративных целях. Сосновая древесина при старении приобретает серый оттенок.

Из хвойных пород изготавливают пиломатериалы и другие строительные компоненты, так как они обладают легкой структурой, удобной для обработки. Самой легкой из них является пихта. Большинство используемых хвойных пород, произрастают в нашей местности, поэтому покупателю предоставляется широкий выбор дерева для различных целей по приемлемым ценам.

Самой легкой в мире является древесина бальсы. Она растет в лесах Южной Америки. Использовалось индейцами для изготовления плотов. Оно растет настолько быстро, что не имеет годичных колец. Его структура состоит из сплошной клетчатки, наполненной водой. После просушки древесина стает тверже дубовой, а вес составляет 120 г на 1 куб.м., что в два раза легче коры пробкового дерева. Бальсу используют в самолето- и кораблестроении, также это отличный изоляционный материал.

Змеиное дерево или снейквуд – самое тяжелое и твердое дерево в мире. Произрастает в Гвиане, Гайане и Суринаме. Его плотность составляет 1300 кг на 1 куб.м. Из снейквуда изготавливают декоративные поделки высочайшего качества, ручки для ножей, зонтов, смычки и луки для стрельбы. Материал из этого растения трудно поддается обработке из-за своей твердости, но дает хороший результат при отделке и полировке.

Лиственные породы успешно используются для производства различных видов мебели. Они имеют более темную древесину, широкую палитру цветов, успешно используемую в дизайне элементов мебели и декора.

Качество любого изделия, изготовленного из дерева, зависит от уровня твердости используемого материала. Чем тверже материал, тем выше его износостойкость. Уровень твердости определяется методом Бриннеля. Для этого в поверхность заготовки вдавливают металлический шарик диаметром 10 мм с силой 100 кг. Результат определяется по диаметру углубления и типу деформации. Чем выше показатель коэффициента твердости, тем крепче и тверже порода дерева.

Мягкая древесина

Мягкие сорта древесины с коэффициентом до 40 МПа имеют такие известные лиственные растения: липа, тополь, каштан. Хвойные: ель, сосна, пихта. Все они используются в строительстве, хорошо обрабатываются, из них сооружают стропильные конструкции, изготовляют мебель, окна, двери, мелкие декоративные изделия.

Твердая древесина

Коэффициент твердости от 40.1 МПа до 80 МПа имеют твердые породы, а выше 80 МПа – очень твердые породы древесины. Вершину твердости среди лиственных пород занимает дерево ятоб, растущее в лесах Южной Америки. Дерево имеет кирпично-красный цвет при распиле. Из него производят мебель, паркет, мелкие элементы интерьера. За ятобом по твердости следует сукупира, ярра амазонская, мутения, орех грецкий, ясень, дуб. А из хвойных пород рекорд твердости принадлежит лиственнице, изделия из которой приравниваются к каменным. Твердые сорта деревьев нашли свое применение в изготовлении высокопрочных конструкций.