Твердость паркетной доски по бринеллю как выбирать. Свойства пород древесины

Каждый из нас, выбирая какое напольное покрытие купить в свою квартиру или дом, задумывается над критериями поиска: цвет покрытия, свойства и пр. И одним из главных критериев как раз и является твёрдость покрытия.

Практически все виды напольных покрытий повторяют по рисунку древесину. И это не случайно: дерево с древнейших времён является естественным и главное тёплым материалом и радует наш взгляд замысловатой структурой.

Так зачем же менять этот идеальный материал на что-то другое? Поговорим о твёрдости паркетной доски по шкале Бринелля и выберем, что лучше для нас в каждом конкретном случае.

Итак, метод измерения твёрдости по Бринеллю заключается на вдавливании стального шарика определённого диаметра с определённой силой в покрытие.

Каждый сорт дерева имеет твёрдость, отражающую плотность волокон и прочие свойства дерева. Они представлены в таблице ниже:

Исходя из данных таблицы, Вы можете выбрать себе идеальный вариант паркета. Если дома Вы ходите только в тапочках, смело выбирайте себе любую породу дерева. Ну а если у Вас живут домашние питомцы, или Вы передвигаете мебель часто, выбирайте паркетную доску с максимальным значением по шкале.

Однако, есть некоторые хитрости при изготовлении паркетной доски, позволяющие существенно улучшить показатель твёрдости. Это эффект тонкого покрытия на твёрдой поверхности: если бить молотком по листу бумаги, настеленному на металл, то бумага не продавится, т.к. металл под ней имеет огромную твёрдость, а толщина бумаги не позволяет хоть сколько-нибудь вдавить её верхний слой. Такой же эффект используется такими ведущими производителями паркетной доски, как Kahrs (Черс) в коллекции Линнея, Golvabia (Голвабия) и Meister (Мейстер) в коллекции Линдура.

Паркетная доска Черс из коллекции Линнея и паркетная доска Голвабия имеют толщину верхнего ценного слоя древесины всего 0,6 мм. За счёт того что под ней находится средний слой, твёрдое HDF основание, этот ценный слой очень трудно повредить вдавливанием. По такой паркетной доске можно ходить на каблуках, не боясь что останутся дыры в полу.

Паркет Мейстер из коллекции Линдура так же имеет верхний слой всего 0,6 мм, но он ещё и вдавлен в специальный пластификатор, заполняющий все поры и трещинки дерева. Такая паркетная доска пожалуй является самой твёрдой по шкале Бринелля и если уж нужна прочная паркетная доска, то лучше выбрать её.

В нашем шоу-руме имеется тестер паркетной доски на твёрдость, Вы можете приехать и сами убедиться в твёрдости разных пород древесины и разных видов напольных покрытий:

При выборе паркета покупатель сталкивается со множеством характеристик, ранее ему не знакомых. Одной из них является Твердость по Бринеллю , которая чаще всего используется для оценки твердости полов из разных пород древесины. Иногда в тех же целях применяются и другие методы, например, шкала Янка (широко используется в США).

Автор метода - шведский ученый Юхан Андерс Бринелль, предложивший в 1900 году измерять твердость металлов с помощью вдавливания с определенной силой в их поверхность металлического шарика. Позже метод был применен для определения твердости древесины. По диаметру оставленного шариком отпечатка оценивают степень твердости образца.

В качестве индентора используется шарик из твердого сплава диаметром от 1 до 10 мм, в зависимости от материала исследуемого образца. От него же зависит и степень прилагаемой нагрузки. Для образцов из древесины используется нагрузка в 100 кг и шарик диаметром 10 мм.

Твердость по Бринеллю обозначают HB (BHN, HBS, HBW). Она рассчитывается по формуле:

Где F - приложенная сила;

S - площадь квадрата, в который вписана окружность полученного отпечатка.

Ниже приведены породы древесины и их показатели HB (чем выше число, тем тверже древесина):

Нетрудно заметить, что у хвойных и быстрорастущих лиственных пород твердость гораздо ниже, чем у медленно растущих лиственных пород, например, дуба. Кроме того, показатель твердости древесины зависит от климатических условий, в которых дерево росло, так что у одной и той же породы твердость может варьироваться. К примеру:

• Вишня - от 3,0 до 3,2
• Ясень - от 3,3 до 4,1
• Клен - от 3,2 до 4,2
• Дуб - от 2,9 до 3,7
• Бук - от 2,7 до 4,0
• Береза ​​- от 2,2 до 2,7
• Сосна - от 1,3 до 1,8

Почему нужно знать твердость древесины по Бринеллю?

Эта информация важна, т. к. позволяет судить о прочности и потенциальной износостойкости конкретного продукта, будь то массивная доска , штучный паркет или инженерные конструкции. Чем мягче слой износа паркета, тем легче он будет повреждаться от твердых предметов (например, ножек мебели, каблуков и т. п.) и быстрее изнашиваться с годами.

Особенно это актуально для мест высокой проходимости: прихожих, детских, кухонь. В таких помещениях рекомендуют укладывать паркет, сделанный из пород высокой и средней твердости. Например, бамбуковый паркет для детской.

Обычно производители широко применяют в изготовлении паркета древесину пород средней твердости (дуб, ясень), реже - древесину сверхтвердых пород (ятоба, сукупира, ярра, венге и др.). При этом стоимость массивной доски тем выше, чем тверже древесина, из которой она сделана. Исключение - паркет из бамбука, сверхпрочный, но при этом доступный по цене. Пример: Массивная доска Бамбук Натур от MGK стоимостью 2968 рублей за кв.м.

Для паркетной доски твердость древесины тоже имеет значение, однако нужно иметь в виду, что чем тоньше слой ценной древесины, тем меньшую нагрузку принимает он на себя. Поэтому при производстве шпонированной паркетной доски (ценный слой - 0,5-1,5 мм) в качестве промежуточного слоя используется сверхтвердая HDF-плита, выдерживающая высокие нагрузки.

При производстве паркетных полов традиционной считается древесина лиственных деревьев. Такая древесина превосходит породы хвойных деревьев, как по твердости, так и по износостойкости. Древесина лиственных пород подразделяется на местные, растущую в Центральной части Европы и экзотическую привезенную из Африки, Южной Америки, Юго-Восточной Азии. В первую группу входят такие породы деревьев как дуб, бук, ясень, клен, граб и т.п. Во вторую группу можно отнести: тик, мербау, кумару, лапачо, венге, мутению, дуссию и т. д. Так же древесину различных пород отличают по твердости, по плотности, по стабильности, по степени окисления, по выразительности текстуры, по степени усадки и по стойкости к нагрузкам.

Один из основных показателей паркетной доски — это твердость.

Относительная измеряется по методу Бринелля, суть данного метода заключается в следующем. Особым стальным шариком производят вдавливающее воздействие на поверхность древесины с четко определенной силой и точно отмеренное время, после процесса вдавливания производят измерения образовавшейся вмятины, по которому и рассчитывают коэффициент твердости образца дерева. Чем ниже коэффициент, тем меньшую удельную прочность имеет данный вид древесины. Так, у экзотического дерева ятоба индекс твердости составляет примерно семь, а у обычной сосны порядка 1,6-1,8. Помимо сосны малой удельной твердостью обладают так же такие породы как: тополь, ель, пихта, кедр, осина, липа, ольха. Такие породы называют мягкими и при производстве паркетной доски обычно используют в нижнем слое. К породам обладающей средней степенью твердости относятся: лиственница, дуб, ясень, светлый клен, а из экзотических пород ироко, лапачо, падук, и др. К породам с высокой твердостью относятся: венге, граб, семенай, дару-дару, кулин, ятоба, мутения.

Если же Вам нужна паркетная доска, как говорится, на века, то стоит обратить свое внимание не только на относительную твердость древесины, но и на относительную плотность породы дерева из которого сделан верхний слой в паркетной доске. Плотность древесины можно определить как отношение массы дерева к занимаемому ей объему. Так, к примеру, при практически одинаковой твердости в 5 единиц - относительная плотность ореха составляет примерно 600-650 кг/куб. м, а у экзотической породы дерева мутения этот показатель уже будет порядка 800-900 кг/куб. м.

Любая древесина в своем строении имеет волокнистое основание и некую пористость, заполненную более легким материалом или же воздухом. Поэтому, при выборе паркетной доски, необходимо также обращать свое внимание на степень гигроскопичности, другими словами стабильности породы дерева из которой произведена эта доска. Чем меньше дерево впитывает влагу, тем соответственно меньше будет различных проблем возникающих в процессе эксплуатации. Повышенной способностью к впитыванию влаги обладает древесина таких пород как: самшит, бук, черешня, ясень, кемпас. Но это абсолютно не означает, что паркетная доска из такой породы дерева плоха. Если же правильно следить за паркетной доской, в частности придерживаться всех норм уборки и влажности. К примеру, производить уборку только при помощи насухо выжатой тряпки, и поддерживать в этом помещении оптимальную для дерева постоянную температуру. Для большинства напольных покрытий такой температурой считается от 18 до 25°C и относительной влажностью воздуха от 45 до 65%. Контроль температуры и влажности в помещении осуществляется при помощи гидрометра. Относительную влажность в помещениях поддерживают при помощи увлажнителей воздуха.

Таблица твердости древесины. Твердость древесины по Бринеллю (шкала Бринелля)

Значение твердости древесины для каждого вида находится в определенном диапазоне, который в таблице не приводится. Значения столбца "Тест Янка" взяты из англоязычного источника, приведены для образцов древесины 12% влажности (атмосферная сушка).

Твердость - это способность материала сопротивляться пластической деформации или разрушению при местном силовом воздействии; одно из основных механических свойств материалов. Проще - это способность материала сопротивляться внедрению в него другого, более твердого тела. Зависит твердость от структуры материала и других его механических характеристик, главным образом модуля упругости при деформации и предела прочности при разрушении, количественная связь с которыми устанавливается теорией упругости.

Методы измерения твердости делятся на статические(по Бринеллю, Викерсу, Роквеллу, Кнупу) и динамические(по Шору, Шварцу, Бауману, Польди, Морину, Граве). Статическими методами твердость определяют вдавливанием в поверхность материала какого-либо твердого предмета - индентора(металлического шарика, металлического или алмазного конуса), деформацией которого можно пренебречь, или царапанием поверхности образца. Динамические методы основаны на нанесении отпечатка шариком при ударной нагрузке - при ударе или по отскоку от материала свободно падающего бойка или маятника с бойком. Иногда используют метод определения твердость по затуханию колебаний маятника при его контакте с испытуемым материалом, по сопротивлению абразивному изнашиванию, резанию, шлифованию и др.

Таблица твердости древесины является вариацией метода Бринелля и используется для оценки твёрдости древесины. Он заключается в измерении силы, необходимой для вдавливания металлического шара диаметром 0,444 дюйма (11.28мм.) в древесину на половину своего диаметра. Тест твёрдости изобрёл австриец Габриэль Янка (Gabriel Janka, 1864-1932), который исследовал проблемы упругости и твёрдости разных сортов древесины.

Значение твердости древесины для каждого вида находится в определенном диапазоне, который в таблице не приводится. Значения столбца "Тест Янка" взяты из англоязычного источника, приведены для образцов древесины 12% влажности (атмосферная сушка). Следует заметить, что при вычислении результатов берется площадь равная площади сечения шарика по диаметру, то есть ≈100мм2. Согласно же отечественной методике измерений, и данных твердости, приведенных, например, в "Древесиноведении" Перелыгина, берется площадь половины поверхности шарика(≈200мм2), вдавливаемого в поверхность измеряемого образца.

Таким образом, ежели учитывать колебания значений твердости древесины в зависимости от влажности, поверхности измерения(торцовая, тангентальная, радиальная) и условий измерений и вычислений, следует рассматривать приведенные значения в таблице, как сравнительные данные для понимания того, какая древесина тверже.

Что такое твердость древесины по Бринеллю (шкала Бринелля)

В первую очередь твердость древесины зависит от условий произрастания и от породы дерева. Разброс значений может быть весьма значительный даже в пределах одной породы. В России и Европе твердость древесины чаще всего указывают по шкале Бринелля, а в США например по шкале Janka.

Твердость по Бринеллю определяют путем вдавливания в бразец древесины закаленного стального шара диаметром 10 мм с силой в 100 кг. После вдавливания производят замер образовавшегося углубления (кратера) и рассчитывают соответствующий показатель по шкале Бринелля. Воздействие оказывают в течении 30 секунд. Показатель твердости тем выше, чем меньше образовавшаяся лунка по размерам (тем соответственно древесина тверже). Суть этого метода исследования (испытания) заключается в определении способности древесины к внедрению в нее твердых предметов.

На величину твердости оказывают влияние множество факторов: влажность древесины, вид распила (радиальный, полурадиальный, тангенциальный) и другие факторы. Все породы дерева по твердости делятся обобщенно на три группы:

1)мягкие --лиственные породы(напр. осина,ольха,липа)

2) твердые - сибирская лиственница, клен, бук, яблоня, ясень, береза (торцовая твердость от 38,6 до 82,5 МПа).

3) очень твердые - акация, кизил, самшит, граб(торцовая твердость более 82,5 МПа).

Для производства паркета используются породы древесины, у которых твердость по шкале Бриннеля как минимум средняя. Рассчитывают твердость древесины по Бринеллю следующим образом: приложенную нагрузку нужно поделить на площадь поверхности отпечатка.

Твердость древесины одной породы может значительно отличаться в зависимости от распила (плашки радиального распила тверже тангенциального распила). В таблице ниже приведены усредненные значения по ряду пород древесины.

Тест Бринелля (европейский стандарт EN 1534) разработан шведским инженером Йоханом Аугустом Бринеллем в 1900г. С тех пор он является официальным и общепринятым методом определения твердости дерева.

Акация (Acacia)	7.1
Афрормозия (Afrormosia)	3.3
Бамбук (Bamboo)	4.0
Берёза (Betula)	3.5
Берёза карельская (Betula verrucosa)	3.5
Бук (Buche)	3.8
Венге (Wenge)	4.3
Вишня (Cherry)	3.1
Граб (Cárpinus)	3.7
Груша (Pear)	4.2
Дуссия (Doussie)	4.5
Дуб (Oak)	3.7
Зебрано (Zebrano)	4.5
Ипе (Лапачо) (Ipe)	5.9
Ироко (Iroko)	3.5
Кемпас (Kempas)	4.9
Клён (Maple)	4.1
Лиственница (Larche)	2.5
Махагон (Mahagoni)	5.0