Твердость древесины

Многие из вас уже знают, что качество древесины определяют по многим параметрам. Среди них одно из главных мест занимает ее твердость. Она зависит от породы и может изменяться в широких пределах и влияет на долговечность паркетного покрытия, его способность противостоять различным динамическим и статическим нагрузкам, не образовывать трещин и вмятин. Приблизительно, что означает это понятие, известно, но как именно определяется твердость и почему можно встретить у одной и той же породы совершенно разные показатели твердости известно не всем. Постараюсь по мере возможностей ликвидировать этот пробел в ваших познаниях.

Начнем с того, что твердость в европейских странах измеряется по шкале Бринелля, а в странах Америки по шкале Джанка. Разница между этими показателями существенная, это что-то похожее на температуру в градусах и кельвинах или на длину в милях и километрах. В интернете чаще всего встречается твердость по Бринеллю, но есть и по шкале Джанка. К сожалению, многие авторы и сами не понимают разницы, поэтому не уточняют, по какой именно шкале указаны параметры твердости.

Шкала Бринелля

Метод изобрел шведский инженер Юхан Август Бринелль в далеком 1900 году, он используется не только для определения твердости древесины, но и металлов и других твердых материалов. Испытания проводят следующим образом: закаленный металлический шарик вдавливают с определенным усилием и определенное время (30 секунд) в испытуемый материал. Диаметр шариков (инденторов) и величина усилия могут изменяться в широких пределах. Диаметр индентора может быть от 1,0 мм до 10 мм, усилие прижатия 49 Н, 127 Н, 358 Н и 961 Н. Главное условие при выборе этих параметров – диаметр отпечатка должен составлять 0,2-0,7 диаметра шарика (индентора). Время выдержки под усилием всегда одинаковое – тридцать секунд. После этого производят замеры отпечатка и определяют твердость по формуле:

Где: P – приложенное усилие вдавливания (Н), D – диаметр шарика (мм), d – диаметр полученного отпечатка (мм), h – глубина отпечатка (мм).

Шкала Джанка

Американец пошел по другому пути, на мой взгляд, мене удачному. Если по Бринеллю можно определить твердость любых материалов, то по шкале Джанка возникают неразрешимые проблемы в случае испытания очень твердых тел. Дело в том, что по этому методу берется шарик фиксированного диаметра 11,28 мм (американский дюйм) и измеряется усилие, которое необходимо приложить, чтобы шарик вошел в испытуемый материал ровно на половину своего диаметра. Понятно, почему только более-менее мягкие материалы можно испытывать на твердость. Древесина к ним, к счастью, относится.

Теперь вы будете знать, что если твердость древесины указана в 4,5 или 1530, то это одно и то же дерево венге. Только первое значение рассчитано по шкале Бринелля, а второе по шкале Джанка. Есть несколько закономерностей, которые присущи всем породам дерева:

• Торцовая твердость всегда больше радиальной или тангенциальной, у хвойных пород древесины она больше на 40%, у лиственных на 30%.
• Чем выше влажность – тем меньше твердость. Увеличение влажности на 1% приводит к уменьшению торцовой твердости на 3%, радиальной на 2%. В большинстве случаев твердость замеряют при относительной влажности 12%.

Все породы древесины в зависимости от их твердости делятся на три большие группы пиломатериалов: мягкие (твердость до 38,6 МПа, торцовая), твердые (твердость 38,6-85,2 МПа, торцовая) и очень твердые (твердость свыше 82,5 МПа).

Представители мягких пород: осина, липа, тополь, ель и т. д.

К твердым породам относятся клен, ясень, бук, береза и т. д.

И к очень твердым породам относятся граб, самшит, дуб, кизил и т. д.

Помните, выбирая деревянное напольное покрытие, порода дерева играет важную роль,  в последующем использовании мягкие представители быстрее подлежат износу , а цена их значительно ниже , но и шлифовку деревянного пола потребуется делать чаще.