Твердость деревянных напольных покрытий по бринеллю и янка. Важный фактор при выборе паркетной доски: твёрдость по Бринеллю, какую лучше выбрать

L UXURY INFO by ART-STUDIO MJ Эксклюзивные материалы премиум-класса - ценные сорта древесины, экзотические виды кожи, золото, бриллианты и другие уникальные материалы от Арт-Студии MJ

Таблица твердости древесины по Бринеллю

Для определения твердости древесины обычно используют метод Бринелля. Для этого стальной закалённый шарик диаметром 10 мм вдавливают с силой 100 кг в поверхность древесины, измеряют лунку и рассчитывают величину твердости. Чем тверже дерево, тем выше коэффициент.

Таблица твердости пород древесины по Бринеллю (кгс/ммІ).

Твердость древесины в пределах одной породы может отличаться в зависимости от распила (например, плашки радиального распила будут тверже тангенциального). В таблице приведены усредненные значения.

Текстура пород древесины

Плотность древесины

Плотность древесины зависит от влажности и для сравнения значения плотности всегда приводят к единой влажности - 12%. Между плотностью и прочностью древесины существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной.
Величина плотности колеблется в очень широких пределах. По плотности при влажности 12% древесину можно разделить на три группы:

Породы с малой плотностью (510 кг/м3 и менее): сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ива, ольха, каштан, орех;

Породы средней плотности (550...740 кг/м3): лиственница, тис, береза, бук, вяз, груша, дуб, ильм, карагач, клен, платан, рябина, яблоня, ясень;

Породы с высокой плотностью (750 кг/м3 и выше): акация белая, береза железная, граб, самшит, саксаул, фисташка, кизил.

Плотность древесины (г/см3)

Ударная вязкость характеризует способность древесины поглощать работу при ударе без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше, чем у древесины хвойных пород. Ударную твёрдость определяют, сбрасывая стальной шарик диаметром 25 мм с высоты 0,5 м на поверхность образца, величина которого тем больше, чем меньше твёрдость древесины.
Износостойкость - способность древесины сопротивляться износу, т.е. постепенному разрушению её поверхностных зон при трении. Испытания на износостойкость древесины показали, что износ с боковых поверхностей значительно больше, чем с поверхности торцевого разреза. С повышением плотности и твёрдости древесины износ уменьшился. У влажной древесины износ больше, чем у сухой.
Способность древесины изгибаться позволяет гнуть ее.Способность гнуться выше у кольцесосудистых пород - дуба, ясеня и др., а из рассеянно-сосудистых - бука; хвойные породы обладают меньшей способностью к загибу. Гнутью подвергают древесину, находящуюся в нагретом и влажном состоянии. Это увеличивает податливость древесины и позволяет вследствие образования замороженных деформаций при последующем охлаждении и сушке под нагрузкой зафиксировать новую форму детали.
Раскалывание древесины имеет практическое значение, так как некоторые сортименты ее заготовляют раскалыванием (клепка, обод, спицы, дрань). Сопротивление раскалыванию по радиальной плоскости у древесины лиственных пород меньше чем по тангентальной. Это объясняется влиянием сердцевинных лучей (у дуба, бука, граба). У хвойных, наоборот, раскалывание, по тангентальной плоскости меньше, чем по радиальной.
Деформативность . При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем деформативности служит коэффициент пропорциональности - модуль упругости.
Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жесткая древесина.
С увеличением содержания связанной воды и температуры древесины, жесткость её снижается. В нагруженной древесине при высыхании или охлаждении часть упругих деформаций преобразуется в "замороженные" остаточные деформации. Они исчезают при нагревании или увлажнении.
Поскольку древесина состоит в основном из полимеров с длинными гибкими цепными молекулами, её деформативность зависит от продолжительности воздействия нагрузок. Механические свойства древесины, как и других полимеров, изучаются на базе общей науки реологии. Эта наука рассматривает общие законы деформирования материалов под воздействием нагрузки с учётом фактора времени.

Отличительные характеристики паркета и ламината очень обширны. Отвечая простым словом на вопрос: «чем отличается паркет от ламита», получаем ответ: «всем». А именно, по своей структуре - это два совершенно разных материала. Единственным объединяющим фактором, для них, является тот фактор, что и ламинат, и паркет - это материалы, применяемые в устройстве деревянных полов для помещений жилых и общественных зданий.

Но, несмотря на то, что <отличия паркета от ламината>, равны, практически, ста процентам, лучшим доказательством данному утверждению, будет описание каждого из материалов в отдельности.

Ламинатом (ламинированной панелью) называется, многослойное напольное покрытие, изготавливаемое из прессованной древесины, покрываемой меламиновой плёнкой. В стандартном варианте, ламинированная панель - четырехслойная. Каждый из слоёв прочно склеен между собою и спрессован под высоким давлением. Несущим слоем-основою при изготовлении ламината, является древесноволокнистая плита, имеющая высокую прочность и обработанная специальным водоотталкивающим средством. С двух сторон, ламинированная панель, покрывается бумагой, которая пропитывается меламиновой смолой. После этого, на внешнюю сторону материала, наносится печатный рисунок, который, в довершение, покрывается полимерной плёнкой, обеспечивающей ламинату высокую износостойкость.

Паркетом называется, напольное покрытие, элементы которого изготавливаются в виде планок из материала ценных пород деревьев (дуб, тик, орех, лиственница, бук, бамбук и вишня). Подбор породы дерева для паркета, обуславливается функциональными и нормативными показателями помещения, для которого будет изготавливаться данное напольное покрытие. По видовым характеристикам, паркет можно разделить на такие виды, как штучный, наборной и щитовой паркет.

Измерения твердости паркетной доски по Бринелю

Профессионалы часто щеголяют терминами, звучащими для обычных покупателей как китайская грамота. Так, одной из значимых характеристик паркетной доски является показатель твердости древесины по

рекомендуют обращать внимание на эту величину, так как именно от нее зависит долговечность и износостойкость пола. Рассмотрим этот параметр подробнее.Бринеллю. При выборе напольного покрытия специалисты настойчиво
Твердость - это свойство материала противостоять деформации и разрушениям при контактном силовом воздействии. Применительно к паркетной доске таким «разрушителем» может стать женский каблук или когти домашнего животного, ножки мебели или падающие тяжелые предметы.

В 1900 году шведский инженер Август Бринелль (Brinell) предложил методику измерения прочности древесины различных пород, получившую наименование «шкала твердости по Бринеллю». Измерение производится следующим образом:

• Испытываемый образец помещается в индентор.
• Шарик из закаленной стали диаметром 10 мм вдавливается в древесину с силой в 100 кг в течение 2-х секунд;
• Образовавшуюся лунку замеряют и по специальной формуле вычисляется индекс твердости.

Опытным путем была получена необходимая информация и сведена в единую таблицу. Благодаря ей любой покупатель без лишних расчетов и долгих размышлений сразу может определить уровень износостойкости приглянувшейся паркетной доски, соответственно, и сферу ее применения. То есть паркет с наименьшим показателем можно устанавливать в комнатах с малой проходимостью. Для помещений с высокой эксплуатационной нагрузкой лучше покупать покрытие с индексом твердости по Бринеллю более 3.

Таблица 1. Твердость разных пород древесины по Бринеллю.

Все значения рассчитываются при влажности 12%. То есть в регионах с повышенным влажностным уровнем воздуха (Приморье, Кавказ, Урал и другие) величины следует подвергать незначительной корректировке.

Особо отметим, что ни одно дерево не выдерживает длительного точечного давления и постоянного воздействия абразивов. К примеру, от тонких ножек тяжелого шкафа на поверхности напольного покрытия образуются невосстанавливаемые вмятины, а когти домашних животных на незащищенной поверхности оставляют вполне явные царапины. Разумеется, любой дефект устраним. Для этого можно воспользоваться шлифовальной машиной или специальными шпаклевочными либо реставрационными составами. Однако разумнее предупредить подобные повреждения:

1) Под ножки мебели подкладывайте отрезы мягкого войлока или приобретите специальные наклеиваемые фетровые накладки.

2) В местах наибольшей проходимости постелите коврик или любое грязезащитное покрытие (ковролин, «травка» и другие).

3) Периодически подпиливайте когти домашних животных.

4) Не используйте для уборки сильноабразивные средства, а для удаления сложных пятен применяйте пятновыводители или очистители для паркета и ламината.

Твердость паркетной доски по методу Янка

Следуя логике, чем тверже материал, тем более устойчив он к различным повреждениям и деформациям. Это утверждение верно и для паркетной доски. От уровня твердости ценной породы древесины зависит стабильность напольного покрытия, степень истираемости, сопротивления нагрузкам, царапинам и т. д.

В 1906 году австрийский ученый Габриэль Янка (Gabriel Janka) проводил серию исследований разных пород древесины и вывел собственный способ определения упругости и прочности этого материала. Впоследствии эта методика получила название «тест твердости Янка». Применяется в основном в США и Канаде, тогда как в европейских странах наибольшее распространение получил его аналог - метод Бринелля.

Исследование проводится при помощи металлического шарика диаметром 0,444 дюйма. В переводе на более понятные для нас величины это 11,28 мм. Измеряется давление, необходимое для того, чтобы вмять в образец древесины этот шар на половину диаметра. По итогам испытания в куске дерева должно образоваться углубление площадью 100 мм 2 .

Поскольку твердость зависит от разновидности распила, испытания проводятся в 4 плоскостях - 2 в тангенциальной и столько же - в радиальной. По итогам высчитывается среднеарифметическая величина, а результат выводится в английской системе измерений, поэтому обозначается как «фунт силы/квадратный дюйм». Однако для лучшего понимания итоговая таблица конвертирована в привычные нам кг/см 2 . Понятно, что чем выше показатель, тем больше прочность и упругость дерева.

Исходя из полученных показателей для различных пород, они распределены на 17 классов твердости.

Таблица 1. Классы твердости

Во многом долговечность, прочность и износостойкость напольных покрытий из натурального дерева зависят от твердости сортов используемой в них древесины. Твердость пород дерева в штучном паркете, массивной, инженерной и паркетной доске напрямую влияет на вероятность образования вмятин на их поверхности от ударов, каблуков, падения твердых предметов, давления ножек тяжелой мебели.

Чем выше показатель твердости древесины, тем меньше вероятность столкнуться с вмятинами и другими неприятными последствиями в период эксплуатации деревянного напольного покрытия. Твердость древесины можно также определить как ее способность сопротивляться разрушению и деформации в процессе эксплуатации под воздействием внешней силы.

При этом коэффициент твердости может несколько различаться даже в пределах одной породы дерева. Это зависит от ряда факторов: влажности, климата произрастания и возраста дерева, времени заготовки древесины и даже способа ее распила.

Можно условно выделить 4 группы сортов древесины:

1. мягкие - осина, тополь, липа, ель, ольха, сосна;
2. средней твердости - береза, лиственница;
3. твердые - вяз, клен, дуб, бук, акация, груша, черешня;
4. очень твердые - тали, оливковое дерево, тис.

Методы определения твердости древесины в напольных покрытиях

На сегодняшний день твердость напольных покрытий из дерева определяется двумя основными методами: по Бринеллю и Янка, которые, однако, очень похожи между собой и появились примерно в одно и то же время (на рубеже предыдущих столетий, но метод Бринелля предложен чуть раньше - в 1900 году).

Тем не менее, метод шведского инженера Бринелля используется для испытания твердости не только древесины, но и металлов и иных материалов, включая сплавы, а метод австрийского технолога Янка - исключительно для определения свойств износа и твердости древесины.

Оба метода широко применяются на практике, но первый (твердость по Бринеллю) чаще указывается на упаковках паркета в России, а второй (твердость по Янка) - в США. В Европе используются оба метода. При измерении твердости методом Янка используются различные единицы силы (в США - фунт-сила в lbf, в Швеции - килограмм-сила в кгс, в Австралии - ньютон в Н и килоньютон в кН).

Шкала твердости паркета по Бринеллю

Метод измерения твердости по Бринеллю был, в частности, подробно описан в ГОСТе 9012-59. Суть его сводится к следующему: стальной закаленный шар диаметром до 10 мм на протяжении 10-15 секунд под нагрузкой 3000 кгс вдавливается в поверхность древесины, которая должна быть гладкой, ровной, а в некоторых случаях - отполированной (при использовании шара диаметром 1 мм).

В результате испытания на поверхности дерева образуется лунка, центр которой должен быть удален от края образца паркетной доски не менее чем на 40 мм (для шара 10 мм) с целью получения правомерного результата. Диаметр полученного отпечатка измеряется прибором со шкалой с делениями, а показатель твердости древесины вычисляется по специальной формуле и записывается как HB.

Однако в большинстве случаев значение HB вычисляют не по формуле, а сразу определяют по таблице, где оно напрямую зависит от размера (диаметра) лунки. Иными словами, согласно методу Бринелля, чем менее глубоким получился отпечаток на поверхности паркета, тем более твердой является его древесина.

Таким образом, выбирая напольное покрытие из натурального дерева, нелишним будет взглянуть на таблицу твердости сортов древесины, особенно если на ваш паркет планируется ставить тяжелую мебель.

Помните, что по Бринеллю наиболее мягким деревом является ель и сосна (их твердость не превышает 1,3 HB и 1,6 HB соответственно), а наиболее твердыми сортами считаются бамбук и тали. В любом случае показатель твердости древесины, используемой в напольном покрытии, не должен быть ниже 2,6 HB. В частности, популярный дубовый паркет имеет вполне приемлемые значения твердости - 3,7 HB, но не самые высокие среди всех деревянных напольных покрытий.

Шкала твердости паркета по Янка

Твердость древесины по методу Янка определяется тоже давлением металлического шара на ее поверхность, однако записывается в значении той силы, какую приходится прикладывать, чтобы шар диаметром 11,28 мм наполовину своего размера был вдавлен в дерево.

Как и в случае метода Бринелля, коэффициент твердости древесины по методу Янка может различаться в зависимости от влажности древесины и иных внешних факторов. В связи с этим значения в таблице являются усредненными и даны в первую очередь для понимания потребителем твердости того или иного сорта древесины в сравнении с другими сортами.

Как нетрудно заметить, метод Янка подтвердил мягкость древесины сосны, ели и лиственницы. Сюда же можно отнести липу, каштан, тсугу и ольху со значениями твердости по Янка 186 кгс, 245 кгс, 227 кгс и 268 кгс соответственно. К сортам средней твердости относят платан (349 кгс) и махагони (363-376 кгс). Более твердым является американский орех (458 кгс).

Как видно из диаграммы, дубовый паркет не является самым твердым: значение твердости красного дуба - 571 кгс, а белого дуба - 617 кгс по шкале Янка. Аналогичным по твердости будет штучный паркет, паркетная или массивная доска из бука или ясеня. А вот бамбук не получил высоких оценок по Янка в отличие от метода Бринелля.

Наиболее твердыми породами древесины по методу Янка оказались такие сорта, как тигровое дерево, эбеновое (черное) дерево и тамаринд, а лидером среди них по твердости стало австралийское булоке (2295 кгс).

В целом результаты испытаний по обоим тестам схожи, поэтому при покупке деревянного напольного покрытия можно руководствоваться любым из них. Ну а самым взыскательным покупателям мы рекомендуем сверять значения твердости выбранного напольного покрытия по обеим таблицам, чтобы быть абсолютно уверенным в своем выборе.

Как выбрать деревянное напольное покрытие по твердости и избежать вмятин в процессе эксплуатации

Штучный паркет, массивная и инженерная доска состоят целиком из массива древесины (не считая фанерного основания последней, не влияющего на твердость покрытия), а потому твердость по Бринеллю или Янка указывается для всего напольного деревянного покрытия в зависимости от сорта древесины.

В отличие от них паркетная доска включает в себя 3 слоя. В большинстве случаев все слои выполнены из массива дерева, однако при определении твердости паркетной доски учитывается, главным образом, лишь ее верхний слой. Таким образом, при выборе паркетной доски необходимо учитывать твердость лишь того сорта древесины, который составляет ее верхний слой. Это может быть дуб, бук, венге, вишня, мербау и другие ценные породы дерева различной твердости, в том числе экзотические.

Правильный выбор деревянного напольного покрытия с учетом его твердости и планируемых нагрузок в процессе эксплуатации позволит вам избежать появления вмятин на его поверхности, сохранив на долгие годы привлекательный внешний вид.