Дерево было одним из первых доступных человечеству материалов. Из него делали первое оружие, первые предметы быта и строили жилища. Тогда, давно, еще не имея знаний о твердости и прочности, люди обратили внимание на разную прочность древесины и за это некоторые виды прозвали железным деревом.
В современном мире давно разработаны методы определения твердости, например с помощью методов Бринелля и Роквелла.
Они заключаются в продавливании испытываемого образца шариком (Бринелля) и алмазом Роквелла с одинаковым усилием, а затем измерении полученных углублений. Испытав, таким образом, разные сорта древесины, люди составили список самых твердых сортов древесины. В списке ниже твердость приведена по Бринеллю.
1 Ятоба, твердость — 7.0
Ятобу часто называют бразильской или южноамериканской вишней, она не родственна растениям рода Вишня.
Дерево высотой до 40 метров с широкой кроной. Молодые побеги опушены коричневыми волосками. Листья сложные, состоят из двух широкосерповидных остроконечных листиков длиной до 7,5 см.
2 Сукупира, твердость — 5.6
Сукупира произрастает в Южной Америке, преимущественно в Бразилии, Колумбии, Венесуэле.
Зрелая древесина имеет красивые красновато-коричневые тона с вкраплением светлых или желтоватых узких прожилок и характерной, легко узнаваемой текстурой. Она очень декоративна и вместе с тем практична. Древесина сукупиры прочная, содержит маслянистые вещества, не повреждается вредителями и древесными грибками. Обрабатывается относительно тяжело, но хорошо шлифуется и полируется.
3 Мутения, твердость — 5.0
Мутения является африканской породой древесины
Мутения отличается некоторыми аспектами, ввиду которых цвет древесины схож с цветом древесины ореха, а структура древесины явно схожа с древесиной тика.
4 Мербау, твердость — 4.9
Красно-коричневая древесина видов мербау, большей частью получаемая от видов Intsia palembanica или Intsia bijuga, похожа по структуре, свойствам и цвету на древесину деревьев рода Afzelia, тверда и прекрасно полируется. Её плотность составляет около 800 кг/м.
В Европе эту древесину применяют в первую очередь для изготовления паркета. Особая твёрдость делает её пригодной при строительстве общественных зданий. Из-за устойчивости к влаге её применяют также в оформлении ванных.
Клён сахарный — листопадное дерево семейства Сапиндовые, произрастающее в восточной части Северной Америки.
Стилизованное изображение листа клёна сахарного занимает центральную часть на государственном флаге Канады, он также является символом этой страны, отсюда второе название клен канадский.
6 Ярра, твердость — 4.7
Ярра - древесина произрастающего в Австралии эвкалипта вида Eucalyptus marginata семейства Myrtaceae.
По цвету и текстуре древесины ярра напоминает махагони, и поэтому ее нередко называют «Австралийский махагони». Однако ярра отличается особенно яркой окраской - для нее характерны все оттенки красного цвета, преимущественно от светло-розового до темно-красного. На свету темнеет. Древесина очень декоративная, плотная, твердая, хорошо шлифуется и полируется. Твердость по Бринеллю: около 5-ти.
7 Розовое дерево, твердость — 4.4
Розовое дерево, бахиа - древесина, получаемая от субтропического дерева Dalbergia decipularis из рода Дальбергия (Dalbergia). Произрастает исключительно в Бразилии. Древесина розового дерева характеризуется окраской - от жёлтой до розовой с красным рисунком, и запахом розы. Эта очень твёрдая и плотная, великолепно полирующаяся древесина используется при изготовлении мебели для небольших дорогих объектов, таких как хьюмидоры, а также при изготовлении музыкальных инструментов.
8 Ясень, твердость — 4.0
Ясень - род древесных растений из семейства Маслиновые. Представители рода - деревья высотой 25-35 м (отдельные экземпляры до 60 м) и диаметром ствола до 1 м, с удлинённо-яйцевидной, высоко поднятой, широкоокруглой кроной и толстыми, редкими ветвями. Древесина ясеня, благодаря своей упругости и прочности, использовалась для изготовления боевых орудий и орудий охоты. Из ясеня делали колья и боевые дубинки, которые получались тяжёлыми, крепкими и эластичными. Древние новгородцы изготавливали луки из пяти ясеневых пластин, склеенных костным клеем. Рогатины на медведя, копья, стрелы, древки - примеры орудий охоты из ясеня.
9 Дуб, твердость — 3.8
Дуб - род деревьев и кустарников семейства Буковые.
Род объединяет примерно 600 видов. Естественным ареалом дуба являются регионы Северного полушария с умеренным климатом. Дубовый строевой и поделочный лес дают главным образом названные русско-европейские виды. Древесина дуба отличается прочностью, крепостью, плотностью, твёрдостью и тяжестью. Свойства древесины зависят от условий произрастания дерева.
10 Бук, твердость — 3.8
Бук - род широколиственных деревьев семейства Буковые. Высота деревьев до 30 м, толщина ствола до 2 м. Ствол гладкий, покрыт тонким слоем серой коры. У бука, имеющего густую крону из цельнокрайних листьев, верхние ветви настолько затеняют нижние, что последние, не имея нужного для фотосинтеза доступа света, постепенно отмирают и опадают. В результате буковое дерево в лесу почти до самого верха лишено ветвей, и крона у него поддерживается как бы голыми столбами. Это свойство характерно для всех видов рода Бука. Древесина бука часто используется для изготовления различных изделий: музыкальных инструментов, в частности, гитар, фанеры, паркета, деревянной тары, ткацких челноков, ружейных прикладов, измерительных инструментов и др. Обработанный паром бук легко гнется. Такая особенность позволяет использовать древесину бука в мебельной промышленности при изготовлении венских стульев и деталей округлой формы.
В России произрастает большое количество пород деревьев, но при использовании некоторых из них необходимо учитывать их прочность.
Акация
Обладает самой твердой древесиной из всех деревьев, произрастающих в России. Имеет оливково-зеленый либо желтый цвет. Хорошо поддается обработке только в сыром состоянии. Но в сухом виде практически не режется различными инструментами. При высыхании не коробится и не растрескивается. Обладает прекрасной изностойкостью, практически не подвергается атмосферным влияниям. Со временем под действием УФ-лучей изменяет окраску структуры и приобретает очень привлекательный и изысканный цвет.
Благодаря прочной и твердой, но эластичной древесине, популярно используется для выполнения облицовочных работ. Это прекрасный материал для изготовления отделочного шпона.
Из древесины акации получаются прекрасные напольные покрытия. Их срок эксплуатации значительно больший, чем у паркета из лиственницы либо ясеня. Из акации получаются отличные межкомнатные двери.
Береза
Наиболее популярный отделочный материал. Отличается светлой однородной текстурой. Благодаря мелкой структуре, обладает плотной твердой древесиной. Прекрасно поддается разнообразным видам механической обработки в различном состоянии. Быстро реагирует на колебания температуры и повышенную влажность. Начинает коробиться. В основном используется для изготовления небольших изделий. Из нее получается очень привлекательный шпон. Требует применения эффективных пропиток для дерева.
Дуб
Обладает довольно твердой и крепкой древесиной, обладающей желто-коричневым цветом с четко выраженными годичными кольцами. Используют древесину дуба, имеющий 80-150 летний возраст, и выросший в чернолесье. Дуб обладает прекрасной устойчивостью к воде. Под ее действием приобретает идеально черную окраску. Древесина с таким цветом очень востребована для изготовления элитной корпусной мебели.
Липа
Обладает изысканно белой текстурой с малозаметными годичными кольцами. Прекрасно обрабатывает различным режущим инструментом. Липа невосприимчивая к сырости, вследствие чего практически не коробится. Но легко подвергается червоточине.
Изделия из липы практически не окрашиваются, так как отличается прекрасной водонепроницаемостью. В основном используется для производства мебели с белой текстурой и отделочных материалов, типа вагонки для бани.
Это сибирский вариант обычной сосны. Древесина его мягкая, имеет розовато-буроватый оттенок и приятный запах. Не коробится под действием влаги. Пользуется большой востребованность для изготовления мебели. Лиственница относится к разряду наиболее популярных пород хвойных деревьев применяемых в строительной и столярной сфере. Древесина отличается повышенной прочностью с красноватым цветом. Она значительно стойче дуба. Лиственница отличается прекрасной выносливостью к воде и неблагоприятным факторам атмосферы. Этому способствует большое содержание камеди в структуре ее древесины. Отлично обрабатывается, после нее получается гладкая идеально ровная поверхность.
Благодаря большому количеству камеди лиственница прекрасно противостоит образованию колоний плесени, гнили, дереворазрушающих насекомых.
Заключение
Сравнивая все породы, мы приходим к выводу, что прочнее древесины дуба и сибирской лиственницы в Российской Федерации нет другой породы. Этот вывод подтверждает тот факт, что лучшие доски для пола в РФ производят из древесины дуба и доски из сибирской лиственницы.
Прочность и твердость лесоматериалов определяется несколькими методами. Эксперты давно составили перечень всех деревьев по плотности. Благодаря результатам этой проверки мастера используют лесоматериалы строго по назначению.
Прочность пород древесины
Первую строчку этого списка занимает акация белая, широко распространенная на территории Европы. Бразильская вишня, или ятоба, занимает вторую строчку по твердости. Изделия из этого дерева обладают красивой структурой. На территории Центральной Америки можно встретить амарант. Лесоматериалы отличаются плотной и гибкой древесиной. Сырье отличается красно-фиолетовым оттенком и интересной структурой. Прочнейшая древесина амаранта сложно обрабатывается, но именно из него выпускают элитные предметы мебели.
Далее в перечне расположился ясень, за ним дуб. Пиломатериалы этих видов очень тяжелые и прочные. В нашем государстве наибольшей твердостью отличается береза Шмидта. От нее отлетают пули, в воде она идет ко дну за несколько секунд, отличается свойством самоконсервирования. Изделия из нее не гниют и прочнее чугуна.
Твердые сорта лесоматериалов используются в различных областях. К примеру, бразильская вишня отличный материал для создания тростей, мебели, паркета. Прочность паркета из акации выше дубового, и с годами приобретает более красивую текстуру. После обработки паром сырье можно легко согнуть, поэтому она так популярна при создании венских стульев.
Из «железных деревьев» делают гвозди и подшипники. К ним относится: береза Шмидта, амазонское дерево, азобе и несколько других.
Легкая прочная древесина
Бальза дерево, имеющее очень легкую и прочную древесину, растет на территории Южной и Центральной Америки. Многие считают, что самое легкое дерево-пробковое. Однако они сильно ошибаются - практически в 2 раза легче бальза. Плотность досок этого дерева равняется 120-160 кг/м3, а пробковых - свыше 210 кг/м3. Изделия из бальзы в 9 раз легче воды, и в 6 раз - дуба.
Стоит отметить, что свежесрубленное дерево довольно тяжелое, потому что в составе лесоматериалов много клеток клетчатки, которые наполнены клеточным соком. Если древесину не просушить сразу после рубки, она сгниет за несколько дней.
Эти деревья отличается колоссальной скоростью роста: за полгода после прорастания семян они достигают 3,5 м в высоту и 25 см в диаметре.
Вырубка производится в 6-10 лет. В это время дерево вырастает 25-30 метров в высоту, а диаметр ствола составляет 1 м (бывает до 6 м).
После вырубки лесоматериалы просушивают в вертикальном состоянии. Во время сушки клетчатка теряет влагу и деформируется, клетки сжимаются. Бальсовые лесоматериалы очень пористые, губчатые, но не хрупкие - 6% влаги в них остается.
Еще один плюс такого сырья заключается в легкости обработки. Мастера ценят его за то, что при малом весе сооружения получаются довольно жесткими - жестче, чем у дуба или сосны. Губчатое строение позволяет успешно использовать этот материал как шумо- и звукоизолятор. На территорию Европы дерево попало относительно недавно. Массовый экспорт начался во время второй мировой войны, когда им заменяли пробковое дерево.
Сегодня из бальсы делают:
- лопасти ветрогенераторов
- спортивное оборудование
- декорации, макеты
- авиамодели
- набивку подушек из волокон.
Предел прочности древесины
Известно, что определенные качества пиломатериалов проявляются под эффектом механической работы. Это:
- прочность
- деформативность
- технологические и эксплуатационные свойства.
Параметры механических качеств лесоматериалов вычисляют при помощи:
- растяжения
- сжатия
- изгиба
- сдвига.
Прочность - возможность лесоматериалов не разрушаться под действием механической работы. Она прямо пропорциональна строению и физическому состоянию сырья. Проверка на прочность осуществляется стандартными способами на здоровых и небольших (сечение 20X20 мм) экземплярах при статических нагрузках на особых аппаратах. По итогам большей части процессов регистрируется максимум прочности, который является максимальным напряжением, не разрушающим сырье.
Прочность при сжатии вычисляется на экземплярах призматической конфигурации. Экземпляр медленно нагружают до признаков деструкции. После этого по силоизмерителю испытательного аппарата рассчитывают по особой формуле. Средняя величина максимума прочности на сжатие по волокнам для всех российских сортов при влажности сырья 12% достигает 50 МПа.и В ходе проверки лесоматериалов на статический изгиб используют экземпляры в виде бруска небольшого размера. Средняя величина максимума прочности достигает 100 МПа.
Механическая прочность древесины
Во время не продолжительных нагрузок в пиломатериалах появляются главным образом упругие деструкции, исчезающие после снятия нагрузки. Этот показатель также вычисляется специалистами по особым формулам.
По той причине, что в составе лесоматериалов преобладают полимеры с продолговатыми цепными молекулами, то их деформативность находится в непосредственной зависимости от времени нагрузки. Изучением механических качеств пиломатериалов занимается наука реология. Она изучает общие закономерности деструкции лесоматериалов при нагрузках, учитывая временной фактор.
Коэффициенты прочности лесоматериалов при долгих непрерывных нагрузках необходимо изучать, потому что они применяются в строительных сооружениях. Характеристикой этого качества специалисты называют максимум длительного сопротивления. Он почти для всех типов нагрузки равняется 0,5 - 0,6 уровня максимума прочности при непродолжительных статических нагрузках.
В ходе составления проекта стройконструкций из лесоматериалов мастера в расчётах пользуются не максимумами прочности малых экземпляров лесоматериалов, а намного меньшими коэффициентами - расчётными сопротивлениями.
Удельная вязкость - это характеристика способности сырья поглощать работу во время удара не разрушаясь. Ее определяют в ходе испытаний на изгиб. Этот показатель у хвойных лесоматериалов в два раза слабее, чем у лиственных.
Твёрдость - это предел сопротивления пиломатериалов вдавливанию более твёрдых тел. Для определения твёрдости применяют аппарат с пуансоном, наконечник которого вдавливается на глубину радиуса. По окончанию процедуры в сырье остаётся след. По размерам следа определяют твердость. Ударная твёрдость вычисляется при помощи сбрасывания металлического шара диаметром 25 мм с высоты 50 см на экземпляр.
Свойство пиломатериалов сопротивляться износу носит название - износостойкость. Давно известно, что износ боковых частей намного выше, чем торцевых разрезов. С повышением твердости, уменьшается износ. Влажные лесоматериалы более подвержены износу, чем просушенные.
Пожалуй, самым уникальным качеством пиломатериалов можно назвать способность удерживать крепежные материалы такие как, гвозди, саморезы, скобы. Во время забивания гвоздя в сырье создаются упругие деструкции, обеспечивающие необходимую силу трения. Именно она мешает выдернуть гвоздь. С повышением плотности, увеличивается сопротивление лесоматериалов выдергиванию крепежного материала.
Пиломатериалы дуба и ясеня намного легче согнуть, чем, к примеру, из бука. Хвойные сорта характеризуются еще меньшей способностью к загибу. Гнуть лесоматериалы гораздо легче при обработке паром. Такие условия делают сырье более податливым и дают возможность в результате формирования замороженных деструкций при дальнейшем охлаждении и высушивании под нагрузкой закрепить новую форму образца.
Для сравнения качеств лесоматериалов разных сортов специалисты пользуются удельными коэффициентами механических свойств, т.е. коэффициентами их механических качеств, пропорционально единице плотности.
Эти показатели пиломатериалов очень важны, если от предмета или сооружения требуется повышенная прочность при низком весе. Все это обязательно учитывается в транспортном машиностроении, строении воздушных судов, кораблестроении.
Самые прочные деревья в мире
Сегодня твёрдость дерева определяется с помощью нескольких методов. Существуют рейтинги всех деревьев по плотности. Исходя из твердости, определяют, где и какую древесину использовать.
Самые твердые породы дерева
Согласно полученным данным о твердости, составлен список наиболее твердых деревьев. В него вошла акация белая . Это дерево в больших количествах растет в Европе, куда попало из Северной Америки.
Бразильская вишня , по-научному называемая ятоба , находится на втором месте по твердости. Надо отметить, что с растениями рода «вишня» это дерево не имеет ничего общего. В Южной Америке растет сукупира. Ее древесина не только практична, но еще и декоративна, так как имеет вкрапления светлых прожилок, которые контрастируют с красновато-коричневой древесиной. Известно что грибки и вредители сукупире не страшны. Несмотря на то что, древесина плохо поддается обработке, она хорошо шлифуется.
Есть такая древесина из разряда твердых, как африканская мутения . Необычно то, что по структуре она схожа с тиком, а по цвету напоминает орех. В Центральной Америке есть дерево амарант , обладающее плотной, но гибкой древесиной, имеющей красно-фиолетовый оттенок и крупную выразительную структуру. Амарант тяжел в обработке и лакировке, там ни менее из его древесины изготавливают единичные аксессуары и дорогую мебель.
Мербай - еще один вид твердой древесины. Она удобна в обработке, легко поддается полировке и устойчива к влаге. Эти свойства делают ее идеальной для производства паркета, оформления ванных комнат. Всем известный канадский клен, растущий в Северной Америке, по-другому называется клен сахарный. Это твердое дерево является символом Канады.
Ярра - австралийский эвкалипт. По причине схожести его древесины с махагони, дерево называют еще и австралийским махагони. Твердой считается древесина розового дерева. Его родина - Бразилия. Это незаменимый материал для изготовления музыкальных инструментов и мебели для презентабельных объектов.
Далее в списке следует ясень с очень твердой древесиной, за ним - дуб , с тяжелой и прочной древесиной. Нельзя не сказать о буке . Свойства его древесины позволяют находить ей широкое применение.
Самое твердое дерево в России
Россия богата лесами. Береза Шмидта - житель заповедника «Кедровая падь», находящегося в Приморье, является самым твердым в стране. Эта береза - один из представителей, так называемых железных деревьев. Из-за чрезвычайно твердой древесины, пули от нее отскакивают, она моментально тонет в воде, обладает свойством само консервирования, не гниет и превышает по прочности чугун. Считается, что из этого дерева можно изготавливать подшипники для машин .
Свое название береза получила в честь открывшего ее ботаника по фамилии Шмидт. Это дерево растет по склонам оврагов у выхода скал, так как любит каменистую почву. У березы всегда наклонное состояние ствола. Обычно он гребенчатый и не превышает в обхвате восьмидесяти сантиметров. Железная береза достигает в высоту двадцати пяти метров, но крона начинается только на высоте восьми метров. Эти деревья считаются долгожителями. В среднем береза Шмидта живет около трехсот пятидесяти лет.
Что делают из твердого дерева?
Твердые деревья применяются во многих областях, в зависимости от породы. Так из бразильской вишни, которую называют ятоба, изготавливают трости, кии для бильярда, мебель, паркет. А вот в кораблестроении эту древесину не используют, так как она портится в морской воде.
Древесина акации имеет желтый оттенок. Она была известна еще краснодеревщикам, так как не гниет и не изнашивается. Из древесины акации делают паркет, считающийся прочнее дубового, причем с годами он становится красивее.
Древесину марбау, благодаря ее повышенной твердости, используют во время строительства общественных зданий, а так же делают из нее паркет. Она используется при оформлении влажных помещений, так как не боится воды.
Из прочной древесины ясеня ранее изготавливали не только орудия охоты, но и боевые орудия, делали копья и дубинки. Известно, что при обработке паром древесины бука, она легко гнется. Это свойство незаменимо при изготовлении мебели округлой формы, в том числе венских стульев. Из бука производят приклады ружей, ткацкие челноки и даже музыкальные инструменты. Кроме того, из бука делают фанеру и тару, известно о буковом паркете и измерительных инструментах.
Дерево с самой прочной древесиной
Достоверно известно, что самая прочная, другими словами «железная» древесина у деревьев, которые так и называются - «железные деревья». Она настолько прочна, что порой превышает по этому показателю железо. Из нее можно делать даже гвозди и детали машин. Таких видов деревьев несколько и растут они в разных частях планеты. Вот несколько примеров этих чудо-деревьев.
Береза Шмидта , чья древесина в полтора раза прочнее чугуна, произрастает в Приморском крае, в Бразилии растет еще один обладатель железной древесины - это амазонское дерево , в Африке такой представитель называется азобе . Taxus (или тисс ) тоже относится к железным деревьям, он абсолютно не подвержен гниению, его так же называют «негной-дерево». Азербайджан и Иран - родина железного дерева под названием темир-агач , а в Северо-Ирландских и Закавказских лесах растет персидская парротия .
Деревья являются рекордсменами не только в прочности, но и в размерах. По некоторым данным самое большое дерево в мире достигло в высоту более 150 метров.
На вопрос какое самое прочное дерево в мире заданный автором Їибрик Киприан
лучший ответ это Несколько деревьев могут возглавить список растений с самой прочной древесиной.
1. ЖЕЛЕЗНАЯ БЕРЕЗА, научное название "Береза Шмидта" обладает самой прочной древесиной, которую когда-либо встречал человек. Береза Шмидта так названа в честь русского ученого-ботаника Ф. Б. Шмидта, который ее открыл. Произошло это во второй половине прошлого столетия на Дальнем Востоке.
Древесина этой березы в полтора раза прочнее чугуна, а прочность на изгиб приближается к прочности железа. Благодаря этому железная береза в некоторых случаях могла бы заменять и металл. В отличие от металла эта береза не подвергается коррозии и не гниет. Если из такой березы сделать корпус судна, то можно даже его не красить: он не разрушится из-за коррозии, ведь этой древесине нипочем даже кислоты.
Пули не пробивают березу Шмидта, а топоры не могут ее срубить. Живет железная береза около 400 лет, она самая долговечная береза из всех берез на планете.
Конечно, такая древесина могла бы повсеместно использоваться и быть очень полезной в промышленности, но береза Шмидта очень редка, растет она в заповеднике Кедровая Падь. Вид редкий, охраняемый, занесен в Красную книгу.
2. ТИК, или Тиковое дерево - род деревьев семейства Вербеновые. Растёт в лесах Южной и Юго-Восточной Азии.
Тик - твердолиственная порода деревьев, произрастающих в Индии, Бирме, Таиланде, на Суматре и Яве.
Древесина тика плотная, прочная и твердая; имеет крупную и выразительную текстуру; обладает высокой сопротивляемостью к загниванию; содержит эфирные масла, затрудняющие обработку; используется в судостроении, в мебельном производстве и в строительстве. Тиковое дерево не поддается воздействию термитов. Тик отличается не только высокой прочностью древесины, но и не практически не гниет, за что его и называли «негной-дерево» . Из него делали даже гвозди, применяли при строительстве подводных и подземных сооружений, где его сохранность была гораздо выше, чем у металла.
Дерево используется для строительства т. к. самое прочное. Этот тип древесины известен своим уникальным свойством затвердевать и со временем превращаться в материал, по своим свойствам очень близкий к камню, постройки из тика могут сохраняться в идеальном состоянии не одну сотню лет.
3. ЖЕЛЕЗНОЕ ДЕРЕВО (Парротия персидская) - Растет в лесах Закавказья и Северного Ирана. Человек всегда использовал ценную и необычную по окраске и структуре древесину черного дерева. Она обладает высокой прочностью и устойчива к любым формам биологического воздействия: даже вездесущим термитам черное дерево «не по вкусу» . Оно прекрасно полируется, и после механической обработки поверхность становится идеально ровной, зеркальной. Интересно, что мы традиционно считаем дерево «теплым» материалом, а вот отполированное черное дерево холодное на ощупь и по весу и фактуре напоминает скорее металл. Имеет очень твердую, прочную, тяжелую древесину (отсюда название) идет на изготовление деталей машин, художественных изделий.
