Компания «Паркет Стар» — это напольные покрытия всех видов: паркет, ламинат, массивная доска, пробковые покрытия, художественный паркет. А также у нас есть все сопуствующие материалы и паркетная химия. Паркет-Стар — это брендовый салон и магазин шоу-рум, где вы можете подобрать нужный вам пол. Подробнее о нас.

8 495 730-18-03
Без выходных с 10 до 20 ч.
Заказать звонок
Главная О компании Каталог Услуги Новости и акции Полезные статьи Контакты Прайс-лист
Наши преимущества

  • Только лучшие бренды напольных покрытий
  • Гарантия качества на всю продукцию
  • Заказ можно оплатить картой VISA/MasterCard
  • Доставка по Москве и Московской области
  • Акции и регулярные спецпредложения
  • Квалифицированные консультанты
Подробнее о компании
Не дозвонились до нас?
Закажите звонок Оставьте Ваш телефон и, мы позвоним Вам сами! Заказать звонок
Главная страницаПолезные статьиПолы из массива ясеня

Полы из массива ясеня


Дерево ясень (Fraxinus) — род листопадных растений семейства маслиновых, который насчитывает около 70 видов. Ясень распространен в основном в умеренном поясе Северного полушария, реже в субтропических и тропических зонах. Растет ясень одиночно или группами в смешанных лесах, часто вместе с дубом и другими лиственными породами, реже с хвойными. Иногда преобладает в породном составе, образуя ясеневые леса.

Высота дерева до 30-50 м, диаметр ствола до 1,5 м. Крона удлиненно-яйцевидная, с возрастом высокоподнятая, широко-округлая с изогнутыми молодыми ветвями. Кора у молодых деревьев зеленоватая или светло-коричневая, с возрастом становится серой или коричневой с четкими неглубокими трещинами. Побеги с редкими беловатыми чечевичками, голые или опущенные. Листья большие, непарноперистые (редко цельные), с 3-17 листочками, тонкие или кожистые, по краю пильчатые или зубчатые, сверху темно-зеленые, снизу светлее. Распускаются одновременно с цветением или до него, иногда позже. Цветки опыляются ветром, иногда насекомыми, редуцированы, обычно невзрачные, собраны в пучковидные метелки, обоеполые или раздельнополые (полигамные — на одном растении мо­гут находиться мужские, женские и обоеполые), у некоторых видов околоцветник отсутствует.

Полы из массива ясеня

Плод — крылатая семянка (орешек). Плоды висят на дереве почти всю зиму (поедаются птицами). Корневая система обычно мощная, с да­леко расходящимися боковыми корнями. Живет до 150-350 лет. Цветет и плодоносит с 15-20 лет, в густых насаждениях позже. В России произрастают около 11 видов ясеня, кроме того, интродуцировано еще около 20 видов. Среди них наибольшее практическое значение имеют 3 быстро­растущих зимостойких вида из Северной Америки: ясень пенсильванский (Fraxinus pennsylvanica), или пушистый — дерево высотой 15-20 м, ясень белый американский (F. alba), высотой 20-40 м, ясень ланцетолистный, или зеленый (F. lanceolata), высотой 15-20 м.Ясень высокий, или обыкновен­ный (F. excelsior) — распространен по всей Западной Европе, в Средиземномо­рье и Малой Азии. В России — к югу и западу от Волги, на Кавказе. Растет в дубравах на темно-серых суглинках и оподзоленных черноземах, часто в поймах рек. Распространен в балочных (байрачных) лесах, размещенных по балочной сети (балки, суходолы, лощины), в лесостепной зоне и северной части степной. Дерево высотой 25-45 м, диаметр ствола до 1-1,5 м. Почки черные, цветки обоеполые или раздельнополые. Женские — без околоцветника. Метельчатые соцветия сосредоточены по нескольку штук в пазухе листового рубца прошлогоднего побега. Цветет до распускания листьев. Растет быстро, особенно в период от 20 до 40 лет. Часто страдает от поздних весенних заморозков. При температуре ниже -40°С отмирают покоя­щиеся почки и образуются морозные трещины. Воздушную засуху переносит хорошо. Широко используется в озеленении. Ясень маньчжурский (F. mandshurica) — дерево с необычайно стройным колонновидным стволом и высоко подня­той кроной, высотой до 25-35 м. Диаметр ствола достигает у отдельных экземпля­ров до 1-2 м. Кора серая или коричнева­тая, смолоду почти гладкая, позднее — в частых неглубоких тонких продольных трещинках, и даже у старых деревьев она не бывает грубой. Побеги и молодые ветви округло-четырехгранные, темно-желтоватые или коричневатые, с беловатыми чечевичками. Почки крупные, темнокоричневые, почти черные, голые. Одно из самых крупных лиственных деревьев Дальнего Востока России. Растет от низовьев Амура до юга Приморского края, а также в Корее, Китае, Японии. Образует ясеневые леса, а также смешанные с другими лиственными или хвойными по­родами.

Варианты распила ясеня

Другой дальневосточный вид — ясень носолистный (F. rhynchophyla), высотой до 10-15 м, растет в нижнем ярусе широколиственных (преимущественно дубовых) лесов, часто на опушках и в речных долинах. В культуре изредка встречается в Европейской части России. В горных лесах Средней, Азии растут небольшие деревья высотой до 10-15 м, это ясень сирийский (F. syriaca) — очень засухоустойчивое растение, способное переносить засоление почвы. Он является эндемиком. Ясень согдийский (F. sogdiana) — встречается одиночно или группами в поймах рек в горах Памира и Южного Ал­тая, на высоте 1000-2000 м, низкорослое растение (иногда в виде куста). Ясень изогнутоплодный (F. Raibo-саrра) встречается на Кавказе. В Среди­земноморье, Малой Азии и Центральной Европе распространен ясень цветочный, или белый (F. ornus), со своеобразной низко опущенной, часто шарообраз­ной кроной и с красивыми многоцветковыми густыми и душистыми соцветиями. Этот вид, как и ясень остроплодный (F. охусаrра), используется в озеленении и в защитных насаждениях на Юге России. Некоторые виды ясеня являются редкими. Один из них — ясень Зибольда (F. Sieboldiana) имеет очень узкий ареал. Он встречается только на о. Кунашир (Курильские острова).Ясень — газоустойчивое растение. 1 кг его листьев способен за сезон накопить и химически связать 10-12 г двуокиси серы.

Ясеневые леса

Ясеневые леса — насаждения с преобладанием ясеня. Они в основном смешанные, сложные по составу и 2-3-ярусные. В Европе состоят в основном из ясеня вы­сокого, в Северной Америке — из ясеня белого или американского, ланцетолистного или зеленого и пенсильванского или пушистого, в России (в Приморском и Ха­баровском краях) — ясеня маньчжурского. В России ясеневые леса занимают свыше 100 тыс. га, что составляет 0,1% от об­щей площади лесов России, в том числе около 200 тыс. га в Европейской части и 500 тыс. га на Дальнем Востоке. Запасы древесины ясеня в этих насаждениях оце­ниваются приблизительно в 120 млн куб. м (0,1% от общего запаса). Из них спелых и перестойных лесов около 300 тыс. га (0,1% от общей площади спелых и пере­стойных лесов), в которых сосредото­чен запас древесины объемом около 50 млн куб. м (0,1% спелой и перестойной древесины).

В Европейской части России ясеневые леса встречаются на лесных суглинках и оподзоленных черноземах (преимущественно производные типы леса), а также на богатых суглинистых или иловатых почвах в поймах рек (коренные типы ле­са), на равнинах в лесной и лесостепной зонах, в горах Кавказа (до 2000 м). В лесо­степной зоне ясеневые леса в основном сформировались после рубок сложных по составу дубрав. Насаждения средне- и высокопродук­тивные I-II классов бонитета, запасы дре­весины к 80-100 годам достигают 290-350 куб. м/га и более. Под пологом леса ясень успешно возобновляется семенами и час­тично порослью. На вырубках — как семе­нами, так и порослевым путем, но самосев на вырубках часто нуждается в осветлении. На Дальнем Востоке ясеневые леса занимают участки с плодородными дерно-аллювиальными и бурыми лесными почвами на пойменных и надпойменных террасах, на горных склонах с бурыми горно-лесными почвами. В кедрово-широколиственных и ясенево-ильмовых формациях преобладают ясеневники травяные, травяно-кустарниковые, кустарни­ковые и папоротниковые. Бонитет даль­невосточных ясеневых лесов — I—IV клас­сов, запасы древесины в возрасте 120-160 лет достигают 200-350 куб. м/га, а иногда до 450-480 куб. м/га. Возобнов­ление — семенное и быстрорастущей пневой порослью — хорошее. Ясеневые леса помимо значительной промышленной ценности имеют боль­шое природоохранное, водоохранное, водорегулирующее, берего и склонозащитное кольматирующее значение, а в ряде мест несут нерестилищеохранную функцию. В ясеневых лесах применяют преимущественно сплошнолесосечные рубки, однако наилучшие способы заготовки — выборочные и постепенные рубки слабой и средней интенсивности. При выращивании саженцев в питом­никах и получении лесных культур следует иметь в виду, что ясень относится к числу деревьев с наиболее выраженной аллелопатической активностью, такой, что не может образовывать стойких одновидовых насаждений. Аллелопатия — это взаимное влияние растений путем вы­деления в окружающую среду физиологически активных веществ. Аллелопатия осуществляется путем прижизненного обмена корневыми выделениями в почве, листовыми (летучие эфирные масла) — в окружающем воздухе, а также путем накопления в почве продуктов перегнивания остатков корней, опада, продуктов жизнедеятельности грибов и бактерий. Наибольшей аллелопатической активностью обладают фенольные соединения, которые содержатся в листьях многих растений и освобождаются в результате разложения опада, вызывая так называемое почвоутомление («отравление»). На­ряду с ясенем эти вещества активно выделяют листья ореха, каштана, хвоя сосны и ели. Растения с высокой аллелопатической активностью (ясень дуб, бук, платан, эвкалипт и многие хвойные) создают вокруг себя защитные зоны, которые в фитоценозе сливаются в общее поле, угнетающее и не допускающее прорастания чуждых данному сообществу видов. Аллелопатия наряду с другими экологическими факторами лежит в основе возникновения и развития растительных сообществ, так как является основой избирательного отношения растений друг к другу, играет важную роль в почвообразовании. Учитывая «враждебность» или совместимость лесных пород целесообразно обеспечивать их правильное чередование в питомниках, а также на площадях главного пользования. При интродукции пород вне их природного ареала для декоративных и смешанных лесных посадок необходимо учитывать возможный характер их «взаимоотношений». Отсутствие такого подхода отчасти объясняет не­удачные попытки высадить ясень на вы­рубках в массивах, где преобладают хвой­ные (сосна и ель).У активных пород происходит угнете­ние даже собственного подроста за счет накопления токсических веществ. В конечном счете, вид вытесняет сам себя, что служит одной из причин смены расти­тельных ассоциаций. Поэтому, по мне­нию некоторых специалистов, выбороч­ные рубки слабой интенсивности помога­ют сохранить ясеневые леса. Большинство аллелопатических ве­ществ обладают антимикробными (фитонцидными) свойствами, защищая дере­вья и других обитателей леса (в частности человека) от действия патогенов (гриб­ные инфекции — для деревьев, микроор­ганизмы — для людей). Чемпионами здесь, безусловно, являются молодые сосновые и можжевеловые насаждения (выделяют до 30 кг эфирных масел с одного гектара в день), в которых воздух практически стерилен. За ними следуют другие хвойные, эвкалиптовые, ясеневые и дубовые рощи.

Вредители

Из грибов наибольший урон ясеневым насаждениям приносит серо-желтый трутовик, который вызывает красно-бурую ядровую гниль. Стволы средневозрастных и приспевающих деревьев страдают от рака, вызванного грибом Neetva gebigena. Листья ясеня повреждаются ясеневой шпанкой, стволы и сучья — ясеневым лубоедом, семена — ясеневым долгоносиком-семяедом. Меры борьбы с вредителями обычные: санитарные рубки и рубки ухода, опрыскивание инсектицидами, отряхивание веток и сбор жуков с деревьев утром до вос­хода солнца, выкладка ловчих деревьев (лубоед), ранний сбор семян (в конце ав­густа) до выхода личинок и их прогревание (семяеды).

Ясень в разрезе

Ясень относится к ядровым кольцесосудистым породам. Годичные слои из-за различий в строении поздней и ранней древесины хорошо заметны на всех раз­резах. На поперечном разрезе в поздней зоне годичных слоев мелкие сосуды видны как отдельные светлые точки или короткие извилистые черточки (у внешней границы широких годичных слоев). Ядро светло-бурое, заболонь широкая, желтовато-белая, постепенно переходящая в ядро. Сердцевинные лучи видны только на строго радиальном разрезе в виде небольших блестящих черточек и точек.

Текстура ясеня определяется на продольных разрезах шириной годичных слоев, разницей в окраске поздней и ранней древесины, а также ядра и заболони. Кроме того, важную роль в образовании текстуры ясеня играют перерезанные сосуды в поздних и ранних зонах. Сердцевинные лучи практически не сказываются на текстуре (в отличие от дуба), за исключением строго радиальных разрезов. В комлевой части крупных деревьев встречается волнистая свилеватость. На радиальном разрезе такая текстура особенно красива. Цвет древесины ясеня характеризуется следующими значениями параметров:

  • цветовой тон: ядро — 583,5 НМ, заболонь - 579 НМ;
  • чистота: ядро — 47,1%, заболонь — 43,2%;
  • светлота: ядро — 58,2%, заболонь — 51,1%.

Блеск древесины ясеня имеет более низкие показатели, чем у хвойных, но несколько лучше у дуба. Причиной является то, что анатомические неровности (в основном перерезанные сосуды) на продольных разрезах (особенно на радиальных) не позволяют получить зеркальную поверхность. Преимуществом по отношению к дубу является то, что сосуды имеют меньший диаметр, и сердцевинные лучи практически незаметны. При самой тщательной отделке поверхности высота этих неровностей будет не менее 200 мкм. Эти неровности образуют блики и отсветы, что заметно снижает показатель блеска древесины. Показатели макроструктуры древесины ясеня частично уже были перечислены выше. Следует указать еще среднее число годичных слоев на 1 см поперечного разреза и процентное содержание поздней древесины в годичном слое:

  • ясень высокий или обыкновенный (Татарстан и Чувашия): число годичных слоев — 6, содержание поздней древесины в годичном слое — 58%;
  • ясень маньчжурский (Дальний Восток): число годичных слоев —6,7; содержание поздней древесины — 51%;
  • ясень пенсильванский (Европейская часть России, культура): число годичных слоев — 5; содержание поздней древесины — 71%.

Древесина ясеня обладает значительной неравноплотностью: плотность поздней древесины в 2-3 раза выше, чем плотность ранней. Между ядром и заболонью у ясеня существует кольцеобразный слой спелой древесины, которая по цвету и физическим свойствам практически не отличается от заболони. Она характеризуется пониженной по сравнению с заболонью влажностью и резко сниженной проницаемостью для газов и жидкостей, по причине отсутствия живых клеток и закупорки водопроводящих элементов.

Физические свойства ясеня

Влажность и связанные с ней свойства. Свежесрубленная древесина ясеня имеет влажность в среднем:

ясень маньчжурский — 78%;

ясень высокий, или обыкновенный — 36%.

Влагопоглощение и водопоглощение у древесины ясеня существенно ни­же, чем у хвойных, в силу большей плотности древесины. При использовании защитных покрытий изделия из нее практически не меняют своей влажности в процессе эксплуатации, поэтому ясень идеально подходит для паркета. Однако высокая плотность приводит и к большей усушке и разбуханию. Ясень относится к породам с сильным усыханием. Тангенциальная усушка для ранней зоны годичного слоя составляет 8,4%, а для поздней — 9,8%. Коэффициент разбухания (процент изменения размеров на процент изменения влажности):

  • ясень обыкновенный: радиальный — 0,19; тангенциальный — 0,31; объемный — 0,52;
  • ясень маньчжурский: радиальный — 0,2; тангенциальный — 0,32; объемный — 0,54. Важной характеристикой древесины является давление набухания. Для ясе­ня при нормальной температуре оно со­ставляет (ясень высокий, ядро): тангенциальное — 3,12 МПа; радиальное — 2,66 МПа, что в два раза выше, чем у сосны.

Существенно большие, чем у хвойных пород, и внутренние напряжения, возникающие в процессе сушки пиломатериалов из ясеня.

Плотность. Средние значения плотности при стандартной влажности (12%):

  • ясень обыкновенный (Татарстан, Чувашия) — 663 кг/куб. м;
  • ясень маньчжурский (Приморский и Хабаровский край) — 653 кг/куб. м;
  • ясень пенсильванский (культура) — 742 кг/куб. м.

Наиболее плотной древесиной отличаются ясеневые лесоматериалы, полученные из ясеня сумахолистного (F. coriariifolia) из Азербайджана (p=762 кг/куб. м).

Проницаемость жидкостями и газами. Воздухопроницаемость древесины ясеня значительно ниже, чем у сосны (примерно в 20 раз). Примерно то же можно сказать и о водопроницаемости. Благодаря этому его древесина так же, как и у дуба, трудно пропитывается различными защитными веществами.

Механические свойства

Помимо красивой текстуры и цвета ясень обладает весьма высокими прочностными показателями. Он превосходит по этим показателям дуб и уступает лишь грабу.

По длительной стойкости к деформациям ясень не имеет себе равных среди отечественных пород. Так как сердцевинные лучи у ясеня значительно меньше, чем у дуба, и составляют только 15% объема древесины (у ду­ба — 36%), ясень раскалывается заметно труднее, чем дуб.

Ядро ясеня имеет большую (на 6-8%) плотность и более высокие прочностные показатели, но заболонь более гибкая и упругая, поэтому для изготовления гну­тых деталей предпочтительнее использо­вать именно заболонь.

Технологические и эксплуатационные особенности

Ясень достаточно трудно обрабатывается режущим инструментом, и это объясняется не только его высокой плотностью, но и особенностями анатомического строения его древесины. Коэффициент, учитывающий влияние породы де­рева на силу резания (для сосны принимается равным 1), для ясеня равен. 1,75. Для сравнения, этот коэффициент для дуба имеет значение 1,55. Примерно так же соотносятся и периоды стойкости режущего инструмента (характеристики затупления инструмента).

Степень уширения зубьев на сторону для рамных пил составляет для влажной древесины ясеня — 0,65-0,75 мм, для сухой и мерзлой — 0,65-0,75 мм. Для дисковых пил диаметром от 135 до 315мм — 0,3 мм. Для ленточных пил: 0,4-0,45 мм — для влажной древесины и 0,3-0,4 — для сухой и мерзлой. Сушка пиломатериалов из ясеня имеет те же особенности, что и материалов из дуба (см. «Дерево. RU» №3-4, 2002, с. 25).Способность удерживать крепления (гвозди, шурупы) существенно выше, чем у всех отечественных пород, включая дуб. Способность к гнутью, характеризующаяся отношением высоты сечения (толщины заготовки) h к радиусу изгиба R: h/R =1:2,7 (для бука — 1:2,5; для сосны — 1:11).Упоминавшиеся выше анатомические элементы на продольных разрезах древе­сины ясеня не позволяют достичь в процессе отделки (шлифовки) микронеровностей менее 200 мкм. Из-за этого и из-за довольно крупных сосудов требуется подготавливать поверхность к окончательной отделке: грунтовать, заполнять поры. Ясень тонируется морилками на водной и спиртовой основе или травится до почти белого цвета, расход отделочных матери­алов умеренный. Древесина ясеня относится к группе стойких к биологическому воздействию (поражению грибами). Причем биостойкость растет с возрастом дерева. Более биостойкая древесина в нижней (комлевой) части ствола. Характерными пороками древесины ясеня для средней полосы России являются морозные трещины, возникшие в результате суровых зим и, как следствие, развитие внутренней гнили, тяговая древесина и волнистая силеватость в комле­вой части бревна. На ясенях встречаются капы, однако существенно реже, чем на березах и орехах. Сучковатость ясеня и дуба примерно одинаковы. Ствол ясеня составляет от 55 до 70% общей биомассы дерева, корни — 15-25%, ветви — 12-20%. Соотношение такое же, как и у дуба.

Область применения

Ясень — скромный сосед дуба, который почему-то не стал таким знаменитым, хотя заслуживает всяческих похвал. Не уступая ему по прочности и твердости, богатству текстуры, он существенно превосходит его по длительной стойкости к деформациям и ударной вязкости. Поэтому он идеально подходит для изготовления лестниц, напольных покрытий, для других деталей интерьера. К его недостаткам относят большую градацию цвета (из-за широкой заболони), но иногда это можно считать его дополнительным плюсом. В настоящее время ясень все больше входит в моду у мебельщиков и производите­лей паркета. Однако широкое распространение этой породы ограничивается тем, что на рынке он предлагается мало. О потребительских качествах можно сказать, что ясень при стандартном уходе служит долго и не преподносит никаких сюрпризов. Растрескивание практически не встречается даже при не очень грамотной сушке. Стоимость изделий из него близка к стоимости изделий из дуба и бука.

Шпоном из древесины ясеня и его корней отделываются менее красивые породы древесины и облицовочная фанера.

Древесина ясеня обладает высокой ударной вязкостью, хорошо гнется (особенно детали из заболони), не дает отщепов и поэтому достаточно широко используется при изготовлении спортивного инвентаря. В ряде стран Европы в качестве лекарственного сырья используют кору, почки, листья, цветки ясеня. Высушенный сок под названием «манна», который выделяет ясень цветочный, или манновый, включен в фармакопеи некоторых стран Западной Европы.

Ясень — техническая порода, и в промышленности востребованы и кора, и древесина, и корень, и листья этого дерева. Из коры и листьев изготовляют синюю, черную и коричневую краски, используют как дубитель; листья в свежем и сухом виде служат хорошим кормом для скота. В Англии недозрелые плоды собирают и сразу же маринуют (в уксусе с перцем и солью). Их подают как пряную приправу к овощным и мясным блюдам вместо ка­персов. На Кавказе незрелые плоды маринуют подобным образом и используют в пищу как острую пряность. Молодые зеленые семена после засолки имеют вкус маринованных грецких орехов. Их используют как пряную приправу к закускам, первым и вторым блюдам.

В США и Канаде ясень используется шире, чем в Европе. Для изготовления пиломатериалов применяется семь видов ясеней. На четыре из них приходится 90% всей ясеневой древесины. Ясени аме­риканский и ланцетолистный, растущие почти по всему востоку США и сопредельным районам Канады, дают так называемый «белый ясень» — тяжелую, твердую, прочную, жесткую и упругую древесину, особенно подходящую для изготовления паркета, лестниц, черенков лопат, ручек для инструмента. Она также высоко ценится как материал для бейсбольных бит, лыж, теннисных ракеток и весел. Ясень черный с северо-востока США дает более легкую, менее прочную и жесткую древесину, пригодную для отделки помещений, изготовления мебели и других столярных работ. Ясень широколистный (F. latifolia) с тихоокеанского побережья США характеризуется широкими сидячими боковыми листочками. Это одна из ценнейших листопадных пород в регионе. Ясень американский на востоке США часто высаживают для озеленения и как декоративное растение. Для этих же целей широко используется ясень обыкновенный родом из Европы. Еще одна декоративная и озеленительная порода — ясень манновый из Южной Европы. Ясень китайский (F. chinensis) служит для разведения восковой ложнощитовки — насекомого, выделяющего т. н. белый китайский воск.

Вязкость или работа разрушения материала

Почему же конструкторы считают, что для прочностных расчетов конструкций, особенно крупногабаритных, вязкость материала является не менее важной характеристикой, чем, скажем, предел прочности или модуль упругости? Начнем с того, что важнейшим свойством любой конструкции является ее способность противостоять разного рода нагрузкам и при этом не разрушаться. Разрушение любого материала — процесс сложный, но принцип его достаточно прост. Чтобы материал детали разрушился, в нем должна возникнуть трещина. Однако для того чтобы такая трещина росла, необходимо затратить энергию, которую надо где-то взять. Согласно современной точке зрения, в том случае, когда материал подвергается растягиваю­щей нагрузке, мы не должны рассматривать его разрушение как результат непосредственного растяжения химических связей между атомами. Иначе говоря, это отнюдь не простое следствие, вызванное действием растягивающего напряжения, как можно подумать, начитавшись классических учебников. Прямым результатом увеличения нагрузки, действующей на конструкцию, будет лишь увеличение запаса упругой энергии в материале.

Ответ на вопрос, поломается ли на са­мом деле конструкция, зависит от того, может ли упругая энергия перейти в энергию разрушения так, чтобы образовать трещину, и так, чтобы эта трещина смогла развиваться до полного разрушения детали. Так вот, количество энергии, требуемое для разрушения образца материала, в соотношении с поперечным сечением определяет вязкость этого материала, или «трещинностойкость», которую в настоящее время чаще называют энергией или работой разрушения. Упомянутое свойство совершенно отличается и не зависит от прочности материала на разрыв, которая определяется как напряжение (а не как энергия), требуемое для разрушения твердого тела. От вязкости, или работы разрушения материала, в значительной мере зависит реальная прочность конструкции, особенно если она велика по размерам. Современную механику разрушения занимает прежде всего не вопрос о нагрузках и напряжениях, а вопрос о том, как, почему, где и когда упругая энергия может перейти в энергию разрушения. Оказывается, что независимо от того, подвергается ли конструкция удару или действию статической нагрузки, разрушение путем разрыва зависит главным образом от следующего: от цены в единицах энергии, которую нужно заплатить, чтобы создать и «толкать» трещину; от количества упругой энергии, которым располагает конструкция, готовая заплатить указанную цену; от размеров и формы наиболее опасных отверстий, трещин или дефектов конструкции. Тот факт, что величины энергии, необходимые для того, чтобы разрушить материал в любом данном поперечном сечении, для различных твердых тел весьма различны, легко подтвердить, ударив молотком сначала по стеклянной, а потом по консервной банке.

Вязкие и хрупкие

Итак, когда твердое тело разрушается при растяжении, должна возникнуть хотя бы одна трещина, распространение которой разделяет кусок материала на части. Это означает, что должны образоваться по крайней мере две новые поверхности, не существовавшие ранее, до разрушения тела. Чтобы таким путем произвести в материале разрыв и образовать эти новые поверхности, необходимо разорвать все химические связи, до того сцеплявшие между собой по­верхности. Количество энергии, требуемое для разрыва почти всех типов химических связей, хорошо известно (по крайней мере химикам), и оказывается, что для большинства твердых тел, с которыми мы имеем дело в технике, общие количества энергии, требуемые для разрыва всех связей по любой единичной плос­кости в любом поперечном сечении, весьма близки между собой и не сильно отличаются от значения в 1 Дж/кв. м. Если мы имеем дело с материалами, которые носят название хрупких (камень, кирпич, стекло или фаянс), — помянутое количество энергии и есть почти вся та энергия, которую мы должны сообщить телу, чтобы произвести разрушения. В действительности 1 Дж/кв. м — это совсем малое количество энергии. Так, согласно самой простой оценке, упругая энергия, которую можно запасти в 1 кг сухожилий, достаточна для того, чтобы «заплатить» за 2500 кв. м поверхности битого стекла. (Такое действие эквивалентно визиту слона в посудную лавку). Вот почему каменщик раскалывает кирпич точно пополам всего лишь легким ударом мастерка, а чтобы разбить тарелку или бокал, достаточно малейшей неловкости. Хрупкие материалы по возможности не используются там, где они могут подвергнуться действию растяжений. Эти материалы являются хрупкими не потому, что имеют низкую прочность на растяжение, — это означало бы, что для их разрушения требуется небольшая сила, — а потому, что для их разрушения требуется небольшая энергия. Технические и биологические мате­риалы, которые относятся к вязким и используются в условиях растяжения, для образования новой поверхности при разрушении требуют значительно большей энергии. Другими словами, ра­бота разрушения для них значительно (несравненно!) больше, чем в случае хрупких твердых тел. Для вязкого трещинностойкого материала величина работы разрушения обычно лежит в пределах 103—106 Дж/кв. м.

Поэтому энергия, требуемая для разрушения, например, древесины или мягкой стали, может быть в десятки тысяч и даже в миллион раз больше энергии, требуемой для разрушения в таком же поперечном сечении стекла или керамики, хотя величины статической прочности на растяжение этих материалов не сильно различаются. Поэтому таблица значений пределов прочности на растяжение, если ее используют для выбора какого-то конкретного материала, может дезинформировать конструктора. По этой же причине классическая теория упругости, основанная главным образом на силах и напряжениях, которая старательно разрабатывалась в течение столетий — и еще более старательно преподавалась студентам, — сама по себе не может правильно предсказывать разрушение реальных мате­риалов и конструкций.

Хотя в деталях механизм поглощения столь огромных количеств энергии в виде работы разрушения в вязких трещинностойких материалах часто является тонким и сложным, общий принцип его действия весьма прост. В хруп­ком твердом теле работа, производимая в процессе разрушения, на самом деле сводится к работе, которая необходима, чтобы разорвать химические связи на возникающей в процессе разрушения новой поверхности или в ее непосредственной близости. Как мы уже упоминали, соответствующая энергия мала и составляет около 1 Дж/кв. м. В вязком же материале, несмотря на то, что проч­ность и энергия каждой индивидуальной связи остаются теми же, изменения структуры материала в процессе разрушения распространяются на гораздо большую глубину. Практически, эти из­менения вполне могут распространяться на глубину свыше сантиметра, то есть на глубину, измеряемую 50 млн атомов, под видимой поверхностью разрушения. Поэтому, если в процессе нагрузки разорвется только одна межатомная связь, то энергия, требуемая для образования новой поверхности, увеличится в миллионы раз, что, как мы видели, и имеет место в действительности. Молекулы, находящиеся вдали от поверхности разрушения, способны, таким образом, поглощать энергию и вносить свой вклад в сопротивление разрушению. Механизм поглощения упругой энергии при разрушении у искусственно созданных пластиков и волокнистых композитов совершенно отличен от механизма поглощения у металлов, но достаточно эффективен. У биологических материалов также, по-видимому, имеются весьма совершенные механизмы получения больших величин энергии разрушения, которые работают весьма изощренным образом. Способ, реализующийся, например, в древесине, исключительно эффективен, и работа разрушения дерева, взятая на единицу веса, больше, чем для большинства марок стали.

Вязкость древесины

Уже упоминалось, что от характера приложения нагрузки (статическое растяжение или ударный изгиб) энер­гия разрушения не зависит. На практике, для того чтобы опытным путем оп­ределить вязкость материала, издавна пользовались маятниковым копром. С его помощью определяли ударную вяз­кость — способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударных нагрузок. Методика испытаний достаточно известна, чтобы излагать ее здесь. При всей значимости этой характеристики в прочностных расчетах деревянных конструкций ударная вязкость применяется редко. Когда речь идет о мебели, перекрытиях, лестницах и других столярно-строительных изделиях и даже о зданиях в целом, сделанных из древесины, оказывается, что для этих конструкций важнее жесткость, чем прочность. Если сильно уменьшить толщину материала, из которого они сделаны, то прогибы, перемещения и общая хлипкость сделают эти предметы неприемлемыми в эксплуатации. Чтобы быть достаточно жесткими, различные части кон­струкции должны иметь настолько большую толщину, чтобы возника­ющие в них напряжения были очень малы, с инженерной точки зрения. Таким образом, для конструкций, о которых идет речь, даже содержание в материале мелких дефектов и концентраторов напряжений обычно не имеет большого значения. А именно благодаря им вязкость материала приобретает для конструкций иного назначения и из иного материала чрез­вычайную важность. Ударная вязкость древесины, как и подавляющее большинство других ее характеристик, зависит не только от породы, но и от влажности образца. В таблице 2 приведены значения ударной вязкости для основных древесных по­род при стандартной влажности (12%) образца и при влажности, превышаю­щей предел насыщения клеточных стенок. Значения, приведенные здесь, дают основание сделать вывод, что при увеличении влажности древесина становится более хрупкой. Лиственные породы (особенно твердые) проявляют су­щественно большую вязкость по срав­нению с хвойными. Вполне естественно, что направление ударного изгиба относительно расположения годичных слоев тоже заметно влияет на ударную вязкость образцов. Для хвойных и кольцесосудистых лиственных пород ее значения на 20-50% выше при радиальном направлении удара, чем при стандартизованном тангенциальном.

Более вязкая древесина дает при таких испытаниях защепистый излом, а более хрупкая — раковистый.

В заключение следует отметить, что сухая древесина в диапазоне природных низких температур не проявляет значительного снижения вязкости.

© Издательский дом «Файнстрит»

Новости

Новинка - чешский ламинат французская ёлка Новинка - чешский ламинат французская ёлка
Ламинат BIELA CBM французская елка коллекция Биела Ostrost - это ультрасовременное, но при этом классическое по дизайну напольное покрытие, произведенное по новейшим технологиям в Чехии.

Ламинат CBM Biela CBM Koruna Ламинат CBM Biela CBM Koruna
Недавно каталог компании «Паркет-Стар» пополнился новыми образцами продукции CBM от Паркет-Стар. Чешский ламинат CBM - новинка на нашем рынке. Этот ламинат по праву можно отнести к премиум-классу.

Новинка - чешский ламинат от Паркет-Стар в Москве Новинка - чешский ламинат от Паркет-Стар в Москве
Чешский ламинат Биела от Паркет-Стар - новинка на нашем рынке. Этот ламинат по праву можно отнести к премиум-классу, так как он хорош во всем. Остановив свой выбор на чешской продукции компании «BIELAlliance», вы получите твёрдую гарантию того, что ваш пол будет самым надёжным, из представленных на рынке.

Купон на скидку

Купон на скидку
Не знаете что выбрать?
Закажите звонок Задайте свой вопрос и получите консультацию технолога бесплатно! Задать вопрос
Перейти к коллекциям Coswick