Во многом срок службы, надежность и устойчивость к износу напольных покрытий из натуральной древесины определяются твердостью используемых пород дерева.
Твердость пород дерева в штучном паркете, массивной, инженерной и паркетной доске напрямую влияет на риск появления вмятин на поверхности вследствие ударов, нагрузки от каблуков, падения тяжелых предметов или давления ножек массивной мебели.
Чем выше твердость древесины, тем ниже риск появления вмятин и других повреждений в процессе эксплуатации деревянного пола. Этот показатель также характеризует способность древесины противостоять деформациям и разрушению под воздействием внешних нагрузок.
Следует учитывать, что уровень твердости может варьироваться даже у древесины одной и той же породы. На это влияют различные факторы, включая влажность материала, климатические условия произрастания, возраст дерева, период заготовки древесины, а также способ ее распила.
Условно все породы древесины можно разделить на четыре категории по уровню твердости:
- мягкие — осина, тополь, липа, ель, ольха и сосна;
- средней твердости — береза и лиственница;
- твердые — вяз, клен, дуб, бук, акация, груша и черешня;
- очень твердые — тали, оливковое дерево и тис.
Методы определения твердости древесины в напольных покрытиях
В настоящее время для определения твердости деревянных напольных покрытий используются два основных метода — Бринелля и Янка. Несмотря на некоторые различия, они во многом схожи и были разработаны практически в один исторический период — на рубеже XIX и XX веков. При этом метод Бринелля появился немного раньше, в 1900 году.
Метод, предложенный шведским инженером Бринеллем, применяется для оценки твердости не только древесины, но и металлов, сплавов и других материалов. Метод, разработанный австрийским исследователем Янка, предназначен исключительно для измерения твердости и износостойкости древесины.
Оба способа широко используются в отрасли. В России на упаковках паркета чаще указывается показатель твердости по Бринеллю, тогда как в США более распространена шкала Янка. В европейских странах применяются обе системы оценки. При измерениях по методу Янка используются разные единицы силы: в США — фунт-сила (lbf), в Швеции — килограмм-сила (кгс), а в Австралии — ньютон (Н) и килоньютон (кН).
Шкала твердости паркета по Бринеллю
Метод определения твердости по Бринеллю подробно описан, в частности, в ГОСТ 9012–59. Его принцип заключается во вдавливании в поверхность древесины закаленного стального шара диаметром до 10 мм под нагрузкой 3000 кгс в течение 10–15 секунд. Испытуемая поверхность должна быть ровной и гладкой, а при использовании шара диаметром 1 мм — дополнительно отполированной.
В ходе испытания на древесине остается отпечаток в виде лунки. Для обеспечения корректности измерений ее центр должен находиться на расстоянии не менее 40 мм от края образца паркетной доски (при использовании шара диаметром 10 мм). Диаметр образовавшегося отпечатка измеряется специальным прибором со шкалой делений, после чего показатель твердости рассчитывается по установленной формуле и обозначается как HB.
На практике показатель HB чаще всего не рассчитывают по формуле, а определяют с помощью специальных таблиц, в которых значение твердости напрямую связано с диаметром полученного отпечатка. Иначе говоря, согласно методу Бринелля, чем меньше и менее глубоким оказывается след от вдавливания на поверхности паркета, тем выше твердость древесины.
Поэтому при выборе напольного покрытия из натурального дерева рекомендуется обращать внимание на таблицу твердости древесных пород. Это особенно важно, если на пол предполагается устанавливать тяжелую мебель или подвергать покрытие повышенным нагрузкам.
Следует учитывать, что по шкале Бринелля к самым мягким породам древесины относятся ель и сосна: их твердость составляет не более 1,3 HB и 1,6 HB соответственно. Наиболее высокими показателями твердости обладают бамбук и тали. При этом для древесины, используемой в качестве напольного покрытия, значение твердости должно быть не ниже 2,6 HB. Так, популярный дубовый паркет имеет достаточно высокий показатель — около 3,7 HB, хотя и уступает по этому параметру некоторым другим видам деревянных полов.
Шкала твердости паркета по Янка
Твердость древесины по методу Янка также определяется путем вдавливания металлического шара в поверхность материала. Однако в данном случае показатель выражается через величину силы, необходимой для того, чтобы шар диаметром 11,28 мм вошел в древесину на половину своего диаметра.
Как и при использовании метода Бринелля, значение твердости по Янка может изменяться под влиянием влажности древесины и других внешних условий. Поэтому приведенные в таблице показатели являются усредненными и предназначены прежде всего для того, чтобы потребитель мог сравнить твердость различных пород древесины между собой.
Как показывают результаты, метод Янка также подтверждает низкую твердость таких пород, как сосна, ель и лиственница. К категории мягких древесных пород можно отнести также липу, каштан, тсугу и ольху, показатели твердости которых составляют 186 кгс, 245 кгс, 227 кгс и 268 кгс соответственно. К древесине средней твердости относятся платан с показателем 349 кгс и махагони, чья твердость находится в диапазоне 363–376 кгс. Несколько более высокой твердостью отличается американский орех — 458 кгс.
Согласно данным диаграммы, дуб не является самой твердой породой древесины для паркета: твердость красного дуба по шкале Янка составляет 571 кгс, а белого дуба — 617 кгс. Схожими характеристиками обладают также напольные покрытия из бука и ясеня, включая штучный паркет, массивную и паркетную доску. При этом бамбук, который демонстрирует высокие показатели по методу Бринелля, по шкале Янка не входит в число лидеров.
Самыми твердыми породами древесины по результатам испытаний Янка стали тигровое дерево, эбеновое дерево и тамаринд. Наивысший показатель твердости зафиксирован у австралийского булоке — 2295 кгс.
В целом оба метода испытаний дают близкие результаты, поэтому при выборе деревянного напольного покрытия можно ориентироваться на данные любого из них. Тем, кто стремится максимально тщательно подойти к выбору, стоит сравнивать показатели твердости интересующей древесины по обеим шкалам.
Как подобрать деревянное напольное покрытие с учетом его твердости, чтобы в процессе эксплуатации избежать появления вмятин
Штучный паркет, массивная и инженерная доска полностью состоят из массива древесины (за исключением фанерного основания инженерной доски, которое не влияет на твердость покрытия), поэтому показатели твердости по Бринеллю или Янка относятся ко всему напольному покрытию и зависят от используемой породы дерева.
В отличие от них паркетная доска имеет трехслойную структуру. Хотя в большинстве случаев все ее слои выполнены из древесины, при оценке твердости основное значение имеет именно верхний слой. Поэтому при выборе паркетной доски следует ориентироваться на твердость породы древесины, используемой для верхнего слоя. Это может быть дуб, бук, венге, вишня, мербау и другие ценные, в том числе экзотические породы с различными показателями твердости.
Грамотный выбор деревянного напольного покрытия с учетом его твердости и предполагаемых нагрузок в эксплуатации помогает предотвратить появление вмятин и надолго сохранить эстетичный внешний вид пола.