Визначення твердості деревини методами Брінелля та Янка

Відмінності статичних методів від динамічних

Для виміру твердості дерева застосовуються різні типи методів:

Статистичні (по Брінеллю, Роквеллу, Кнупу, Вікерсу) є вдавлюванням надтвердого предмета в поверхню деревини. Цим предметом може служити алмазний конус або металева кулька; їх деформацією можна знехтувати;
У динамічні методи (за Шором, Моріном, Бауманом, Шварцем, Граве) відбувається створення в матеріалі відбитка кулькою при ударному навантаженні;
У деяких випадках твердість визначається по опору абразивного зношування та шліфування.

Графічна схема вимірювання твердості деревини за: а) Брінель; б) Роквеллю; в) Віккерс.

Метод Юхана Августа Брінелля

Для того щоб визначити твердість деревини застосовують метод Брінелля. Його результатом є числовий показник, в Україні та Європі він вказується на деревині та позначає її твердість.Суть самого методу полягає в наступному: у невеликий фрагмент досліджуваного матеріалу з силою 100 кг вдавлюється невелика сталева кулька діаметром 10 мм. Лунку, яка після цього залишається, вимірюють. Твердість дерева та показник на шкалі Брінелля тим вищий, чим менший слід від кульки.

При виборі паркетного покриття варто ознайомитися з тим, яку твердість за шкалою Брінелля має обраний матеріал. З метою збільшення тривалості терміну служби під час виготовлення якісного паркету зазвичай використовується деревина середнього рівня твердості. Перед тим, як зробити остаточний вибір матеріалу для оформлення підлоги, не зайвим буде подивитися характеристики найпопулярніших деревних порід.

Схильність до механічного впливу безпосередньо залежить від того, наскільки високо значенняпоказника твердості. Чим воно вище, тим менша ймовірність виявити подряпини навіть після тривалої експлуатації.

У таблиці нижче представлені чисельні значення твердості найпоширеніших деревних порід Брінеллю. Ці порівняльні дані дозволяють зрозуміти, який вид деревного матеріалу має найбільшу твердість. Найтвердіші деревини є і найдорожчими: як правило, це екзотичні сорти деревини.

Таблиця твердості деревини по Брінеллю

Можна сміливо сказати, що твердість дерев'яного матеріалу відбиває його здатність чинити опір запровадження стороннього тіла певної форми. Умовно можна виділити три групи дерев: м'які, тверді та дуже тверді. Показник твердої твердості м'яких дерев дорівнює 40 МПа. До твердих відноситься деревина з твердою торцевою в діапазоні від 40 до 80 МПа. Дуже тверді породи дерева характеризуються торцевою твердістю понад 80 МПа.

Показник твердості деревного матеріалу обов'язково має бути врахований під час обробки фрезером або пилкою. Також необхідно врахувати і те, що викликають труднощі сучки та нарости: їхня твердість вища, ніж у самого дерева.

Показник ударної в'язкості відображає те, наскільки добре дерев'яний матеріал здатний поглинати роботу при ударі, зберігаючи цілісність. Для визначення проводяться випробування на вигин. Кульку зі сталі діаметром 2,5 см скидають з висоти 50 см на невеликий зразок деревини. Величина зразка залежить від значення показника твердості дерева: що менше твердість, то більше вписувалося площа. У середньому показник ударної в'язкості листяних порід дерев перевищує у 2 рази показник хвойних порід. Має сенс брати його до уваги і у випадках, коли деревина піддається систематичному стирання та використовуєтьсяу виготовленні сходів та поручнів, оформленні підлоги.

Метод Габріеля Янка

Метод вимірювання твердості Янка відрізняється від Брінелля тим, що для випробування береться сталева кулька трохи більшого діаметру (11.28 мм замість 10 мм по Брінеллю) + заміряють лунку, що не утворилася в результаті падіння кульки, а силу, з якої необхідно втиснути кульку в деревину, щоб вона заглибився у ній на 50% свого діаметра.

У таблиці не наведено діапазонів, у яких знаходиться значення твердості різних видів деревини. Значення за шкалою Янка запозичені з англомовних джерел та відповідають деревині після атмосферного сушіння, її вологість становить 12%.

Порода дерева та особливості кліматичних умов місцевості, в якій воно росте, зрештою є визначальними факторами для твердості деревини, тому навіть усередині одного і того ж зразка породи буває колосальний розкид значень. У Європейських країнах і в Україні твердість зазвичай вказується в одиницях за шкалою Брінелля, а в США широко використовуються дані за шкалою Janka.