Величины деформаций древесины

       Дерево является анизотропным материалом, т.е. его свойства в разных направлениях не одинаковы. Это полностью проявляется и при деформациях древесины. В продольном направлении (вдоль ствола) она коробится в десятки раз меньше, чем в поперечном, причем поперечная деформация для планок радиального распила примерно в 2 раза меньше, чем для планок тангенциального распила.

       Для практических целей можно пользоваться следующим ориентировочным соотношением: при изменении влажности паркетных планок или массивных досок на 1% их ширина итолщина изменяются примерно на 0,25% (в среднем для радиального и тангенциального направлений). Например, на 1% изменения влажности древесины для весьма распространенных планок шириной 60 мм деформация составит примерно 0,15 мм, для планок шириной 90 мм – 0,23 мм, для досок шириной 132 мм - 0,33 мм.

       Вследствие неоднородности материала деформация планок паркета в значительной степени зависит от отношения их ширины к толщине. Чем относительно тоньше материал, тем вероятнее его коробление. Оптимальным, проверенным многолетней практикой, считается соотношение ширины планки (доски) к толщине менее 4, а для древесины наименее устойчивых к деформации пород – менее 3,5.

       Примечание: величина реальной деформации паркетных планок при переходе от зимы к лету может быть весьма значительной. Так, при изменении относительной влажности воздуха от 50 - 60% при температуре +15 ⁰С (осень) до 30% при температуре +20 ⁰С (зима, помещение с центральным отоплением и без дополнительного увлажнения) равновесная влажность древесины изменяется с примерно 10,5% до 5,5% то есть на 5%.

       При этом возможная усредненная величина деформации (расширения) паркетной планки шириной 60 мм с учетом конкретных значений коэффициентов деформации составит:

       по усредненному показателю для всех пород 0,15 х 5 = 0,75 мм;

для дуба (средняя величина) 0,26 х 5 = 1,30% или 0,78 мм;

дуба радиального распила - 0,48 мм;

дуба тангенциального распила - 1,08 мм;

       для бука (средняя величина) 0,31 х 5 = 1,55% или 0,93 мм

Значения процентного изменения ширины паркетных планок на 1% изменения влажности (коэффициенты деформации древесины) для отдельных пород древесины приведены в таблице 2:

Таблица 2

Порода Древесины	Коэффициент тангенциальный                (%)	Коэффициент                        радиальный  (%)	Коэффициент средний (%)
Дуб	0,36	0,16	0,26
Бук	0,41	0,20	0,31
Сосна	0,36	0,19	0,28
Ель	0,39	0,19	0,29
Лиственница			0,22
Клен			0,20
Ясень			0,30
Вишня			0.23
Махагони			0,14
Мербау			0,20
Орех			0,24
Венге			0,28
Пинкадо			0,22
Тик			0,24 – 0,32
Доуссия			0,23 (ориентиров.)

 

Вследствие неизбежных деформаций древесины в процессе эксплуатации пола, при укладке паркета необходимо предусмотреть компенсационные зазоры между паркетом и стенами, трубами, и любыми другими неподвижными элементами помещения, а также в местах резкого сужения и в первую очередь - в дверных проемах. Зазоры у стен закрываются плинтусом; в дверных проемах, при переходе на другой вид покрытия и т.д. - декоративными порожками или специальными пробковыми вставками - компенсаторами; у труб - декоративными деревянными накладками (розетками).

 

 

Твердость древесины

       Твердостью называется сопротивление твердого тела изменению формы (деформированию), либо разрушению в поверхностном слое при местных силовых контактных воздействиях.

       Соответственно этому определению существуют два принципиально разных подхода определения твердости:

       - по сопротивлению деформированию;

       - по сопротивлению разрушению.

       Применительно к паркетным полам твердость древесины определяет их устойчивость к воздействию точечных нагрузок (каблуки - шпильки, падающие тяжелые предметы, когти домашних животных и т.д.), т.е. мы имеем дело с сопротивлением деформированию древесины

           

Твердость древесины измеряется по методу Бринеля. В соответствии с Европейским стандартом EN 1534 «Деревянные полы (включая паркет) – определениесопротивления вдавливанию» при этом необходимо выполнение следующих основных требований:

       в качестве индентора (воздействующего элемента) применяется закаленный стальной шарик диаметром 10 +/- 0,1 мм;

номинальное усилие, воздействующее на индентор – 1 кН (около 100 кг), оно должно плавно достигаться в течение 15 +/- 3 с. Затем, в течение 25 +/-5 секунд это усилие должно оставаться неизменным;

воздействующее усилие должно передаваться перпендикулярно плоской и твердой поверхности, на которой находится испытываемый образец;

после снятия нагрузки образец выдерживается не менее 3-х минут, затем измеряется диаметр отпечатка шарика в древесине в двух взаимно перпендикулярных направлениях: вдоль и поперек волокон. Чем меньше площадь полученной лунки, тем выше показатель твердости данного материала.

Единица измерения твердости - кг/кв.мм; Н/кв.мм; коэффициент Бринелля (формально безразмерный).

Для всех пород древесины твердость при воздействии вдоль волокон (с торца) выше, чем при воздействии поперек волокон, когда паркетные планки или доски лежат обычным образом (плашмя). Для разных пород и даже отдельных участков одного дерева твердость древесины примерно пропорциональна ее плотности (с увеличением плотности выше и твердость и наоборот), но эта зависимость не является линейной.

В приведенной ниже таблице представлена твердость основных пород древесины паркета.

 

Породы древесины	Твердость (по Бринеллю)	Породы древесины	Твердость (по Бринеллю)
Бамбук	4,0	Бальзамо	6,8
Береза	3,0	Бубинга	4,0
Дуб	3,7	Кемпас	5,5
Карельская береза	3,5	Платан	3,2
Клен европейский	3,7	Ярра	5,0
Клен канадский	4,8	Ятоба	5,0
Лиственница	2,6	Гонкало	4,1
Ясень	4,0	Ипе	6,0
Акация	4,0	Лаурел	5,0
Зебрано	3,2	Мербау	4,2
Ироко	3,6	Орех американский	4,0
Олива	6,0	Сукупира	4,3
Тик	3,5	Венге	4,5
Бук	3,8	Эбен	8,0
Вишня	3,0	Амарант	5,0

 

Из приведенных данных следует, что лиственные породы по твердости значительно превосходят хвойные, поэтому паркет изготавливается почти исключительно из древесины лиственных пород. Однако хвойные породы обладают достаточно высокой твердостью вдоль волокон (в отдельных случаях даже превышающей твердость у лиственных поперек волокон), поэтому они могут быть использованы для устройства торцевых полов.

Износостойкость

       Износостойкость древесины прямо зависит от ее плотности. Средние значения плотности в кг/куб.м при нормативной влажности: дуб - 690; бук - 720; сосна - 520;    ель - 470. При прочих равных условиях износостойкость торцевого покрытия выше, т.к. в данном случае на поверхности трения располагается большее количество волокон древесины.

       Для лакированных паркетных полов износостойкость обычно не играет существенной роли, т.к. они дополнительно защищаются слоем лака, а износ последнего в процессе эксплуатации до чистого дерева не должен допускаться, иначе древесина окажется не защищенной от внешних воздействий.

Теплопроводность

       Теплопроводность древесины в значительной степени зависит от ее плотности. Чем плотнее древесина, тем выше ее теплопроводность и соответственно хуже теплоизоляция. В среднем для лиственных пород коэффициент теплопроводности составляет примерно 0,20 Вт/м.К, а для хвойных пород - 0,13 Вт/м.К, т.е. последние менее теплопроводны. Однако в целом любая древесина плохо проводит тепло по сравнению со многими другими строительными материалами (например, линолеумом, керамической плиткой и др.), поэтому деревянные полы при прикосновении всегда воспринимаются как достаточно теплые.

       Низкая теплопроводность древесины существенно ухудшает эффективность полов с подогревом. Теоретически обосновано, что при внутрипольной системе отопления для его нормального функционирования общая толщина деревянного покрытия не должна превышать 20 -22 мм, т.к. в противном случае подогрев становится практически бессмысленным.

        

 

Паркет на полах с подогревом

       Древесина в принципе не является оптимальной материалом для покрытий полов с подогревом, т.к. при высыхании уменьшается в поперечных размерах (образует щели) и коробится. При этом даже создание нормальной влажности в помещении не решает проблемы, т. к. в зоне контакта паркета с основанием создается свой особый микроклимат с повышенной температурой и низкой влажностью и дерево все равно рассыхается и коробится.

Оптимальный вариант - устройство в помещении отдельной зоны с подогревом, облицованной керамической плиткой или камнем, тогда в остальной части помещения можно без каких-либо проблем уложить обычный паркетный пол (без подогрева). Однако в последнее время все большее число заказчиков настаивают на устройстве именно паркетного пола с подогревом, поэтому важно знать, как можно свести к минимуму неизбежные отрицательные последствия.

       Выбор древесины

       По устойчивости к изменению влажности для полов с подогревом лучше всего подходит трехслойная паркетная доска (за исключением древесины особо «капризных» пород - бук, клен). Для уменьшения рассыхания доски при подогреве она должна иметь относительно низкую заводскую влажность - 6... 7%.

Для полов из штучного паркета следует отдать предпочтение древесине с наименьшими значениями коэффициента поперечной деформации. По материалам немецкой книги «Паркетное дело и напольные покрытия» этот коэффициент минимален для дуба чисто радиального распила -0,16% (на 1% изменения влажности древесины).

Судя по этим данным, а также дополнительно проведенным лабораторным исследованиям, следует отдавать предпочтение качественному дубу (исключительно радиального распила), а также мербау и тику. При этом влажность древесины должна быть в нижней части нормируемого диапазона (около 6 - 7%,), ширина планок - как можно меньшей, т.к. величина образующихся щелей при прочих равных условиях прямо пропорциональна поперечному размеру планок.

       Способ укладки

Для паркетной доски оптимальной является укладка плавающим способом, когда происходит достаточно равномерный прогрев всей пластины напольного покрытия снизу и вообще не возникает усилий «на отрыв» от основания при возможных деформациях древесины. Вследствие возможных перепадов температуры на основании обязательно применение влагоизолирующей пленки.

К стяжкам на полах с подогревом предъявляются более жесткие требования по остаточной влажности, чем к обычным, т.к. в начальный период их эксплуатации происходит более интенсивное выделение влаги (норматив 1,6 СМ% относительно 2,0 СМ% для обычных стяжек).

       Лаки

       В связи с тем, что на полах из штучного паркета с подогревом неизбежно образование щелей, для них следует применять лаки с низкой склеивающей способностью (преимущественно лаки на растворителях). Воднодисперсионные лаки могут применяться только с грунтовкой.

Для полов с подогревом весьма удобны масляные пропитки. Они не склеивают паркетные планки и хорошо ремонтнопригодны (например, можно сравнительно легко заменить несколько отклеившихся планок, не переделывая пол целиком).

        Схемы подогрева полов

       Для полов с подогревом необходимы постоянство и как можно более равномерное распределение температур по поверхности основания, а также щадящий режим нагрева. Максимально допустимая температура на поверхности такого пола не должна превышать 25 градусов С. Оптимальная температура - около 23 градусов С.