Древесина. Виды, свойства, классификация и пороки древесины

1. Строение древесины

Все деревья, растущие на земле, можно разделить на два вида: лиственные (покрытосеменные) и хвойные (голосеменные) – с листьями в виде иголок. К хвойным породам относятся сосна, кедр, ель, пихта, лиственница, можжевельник, тис. Лиственные деревья очень распространены и представлены множеством пород (береза, липа, дуб, орех, бук, ясень, клен, яблоня, вяз, ива и т. д.)

Дерево имеет три части: корень, ствол и крону (рис. 1). Резчики по дереву используют в основном ствол, в котором заключена основная масса древесины. Остальные части дерева также могут использоваться для производства различных изделий. Например, крону используют в качестве сырья для производства древесно-волокнистых плит, из ветвей ивы делают корзины и плетеную мебель, корни используются в декоративно-прикладном искусстве (корнепластика).

Части дерева

Рис. 1. Части дерева

Место перехода ствола в корень называют комлевой частью или комлем. Древесина в комлевой части имеет красивую текстуру и переливчатый блеск, что очень ценится в производстве художественных изделий из дерева.

Чтобы лучше понять свойства древесины, нужно хорошо представлять себе ее строение. Удобнее всего строение древесины рассматривать на трех основных разрезах ствола (рис. 2 и 3):

  1. поперечном, или торцевом, когда плоскость разреза проходит перпендикулярно (поперек) стволу;
  2. радиальном, когда плоскость разреза проходит вдоль оси ствола (параллельно волокнам древесины) через центр;
  3. тангенциальном, когда плоскость разреза проходит вдоль оси ствола, но на некотором расстоянии от центра и по касательной к годичным кольцам.

Разрезы ствола

Рис. 2. Разрезы ствола

Строение древесины

Рис. 3. Строение древесины

В самом центре ствола расположена сердцевина, состоящая из рыхлых, непрочных тканей, образованных в первые годы жизни дерева.

Сердцевину окружают годичные кольца – слои прироста древесины за один год жизни дерева. На радиальном разрезе годичные слои видны в виде параллельных полос, а на тангенциальном – в виде извилистых линий. В годичном кольце различают внутренние слои из крупных светлых клеток, которые появляются весной, и наружные слои из мелких темных клеток – это область поздней, летней и осенней древесины.

У некоторых пород деревьев на поперечном (торцевом) разрезе можно увидеть более темную центральную часть – ядро и более светлую часть вокруг ядра – заболонь. Ядро отличается большей плотностью, твердостью и меньшим содержанием влаги, так как это самая старая по возрасту древесина, состоящая из омертвевших клеток, не принимающих участия в обмене питательных веществ.

Заболонь – самая молодая часть древесины, она служит для проведения воды и других питательных веществ по стволу из корней в крону. Древесина заболони менее прочная, чем ядровая, она сильнее усыхает и растрескивается, поэтому резчики не используют в работе заболонь некоторых пород деревьев, а используют только ядро.

В зависимости от наличия ядра, заболони и спелой древесины породы деревьев подразделяются на следующие виды.

Ядровые – такие породы имеют и ядро, и заболонь. К ядровым породам относятся сосна, кедр, лиственница, можжевельник, дуб, ясень, яблоня и другие.

Спелодревесные – у этой группы деревьев древесина в центральной части ствола почти полностью отмирает, но не отличается от заболони по цвету. Такую древесину называют спелой. К спелодревесным породам относятся ель и осина.

Заболонные – это породы деревьев, у которых между центральной и остальной частью ствола нет разницы ни в цвете, ни в содержании влаги. К заболонным породам относятся береза, липа, клен, груша и др.

На границе между древесиной и корой находится камбий – тонкий слой, состоящий из живых клеток, которые, развиваясь, каждый год образуют новый слой древесины.

Кора состоит из двух слоев – пробкового и лубяного. Расположенный снаружи пробковый слой защищает древесину ствола от морозов, солнечных лучей и механических повреждений. Лубяной слой коры (луб) проводит воду и выработанные в листьях органические вещества по стволу.

На торцовой поверхности древесного ствола у некоторых пород деревьев хорошо видны светлые блестящие полоски, направленные от сердцевины к коре, – это сердцевинные лучи. Они проводят в стволе воду в горизонтальном направлении, а также запасают питательные вещества. У всех хвойных деревьев и у таких лиственных, как береза, осина и груша, сердцевинные лучи настолько узкие, что почти не заметны; у дуба и бука, наоборот, лучи широкие и хорошо видны на всех разрезах.

2. Физические свойства древесины

К физическим свойствам древесины относятся свойства, которые определяют ее внешний вид: текстура, цвет, блеск, влажность, усушка, разбухание и плотность.

Текстура древесины – это рисунок, образующийся на ее поверхности при разрезе. Чем сложнее строение древесины, там богаче, интереснее текстура. На характер текстуры влияет следующее:

  1. направление разреза (радиальное или тангенциальное);
  2. часть дерева, попавшая в разрез (ствол, комель, наплыв, кап);
  3. строение древесины (расположение волокон и сердцевинных лучей, ширина и форма годичных колец).

Текстура определяет декоративную ценность древесины. Лиственные породы деревьев имеют более богатую текстуру, чем хвойные. Особо красивую текстуру имеют дуб, ясень, орех.

Цвет древесины зависит от ее породы, возраста, климата и условий, при которых росло дерево. Цвет определяют находящиеся в древесине красящие и дубильные вещества и смолы. По цвету и текстуре древесины можно определить породу дерева. Чаще всего встречаются желтовато-бурые и красновато-коричневые тона древесины, но бывают породы с почти белой древесиной (береза, осина, граб, пихта) и древесиной черного цвета (эбеновое дерево).

Блеск древесины – это свойство ее поверхности отражать свет. Особенно хорошо блеск виден на радиальном разрезе. Блеск у разных пород различается по своему характеру:

  • матовый (сатиновый) блеск имеют тополь, липа, осина, рябина, груша;
  • шелковистый – кедр, сосна, вяз, ясень, черемуха.
  • муаровый (переливающийся) – береза, серый клен, лавровишня.

Влажностью древесины называется отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах. Влажность оказывает большое влияние на свойства древесины как поделочного материала. Изделия, изготовленные из сырой древесины, легко поражаются плесенью и загнивают, при сушке изменяют размеры и форму, коробятся и растрескиваются. Влажность измеряется специальным прибором – влагомером. По степени влажности древесину подразделяют на следующие виды:

  • мокрая – долгое время пробывшая в воде (100 %);
  • свежесрубленная (50…100 %);
  • воздушно-сухая – долгое время пролежавшая на воздухе (15…20 %);
  • комнатно-сухая – (8…12 %);
  • абсолютно сухая – (около 0 %).

Влажность, при которой эксплуатируется изделие, называют эксплуатационной, или рабочей влажностью древесины. Так, эксплуатационная влажность древесины, из которой будет изготавливаться мебель для помещений (интерьера), должна составлять 6…12 %; влажность изделий из древесины, которые будут эксплуатироваться на улице (деревянные скамейки, ступеньки, перила), должна составлять 15…20 %. Важно, чтобы влажность древесины соответствовала влажности окружающей ее среды.

Усушка и разбухание – свойства, связанные с изменением влажности древесины.

Усушка древесины – это уменьшение линейных размеров и объема древесины при ее высыхании, т. е. при испарении из нее влаги. Уменьшение размеров при высыхании не одинаково по разным направлениям, например, в тангенциальном направлении усушка сильнее, чем в радиальном. Неравномерность усушки в разных направлениях приводит к деформациям древесины и даже к ее растрескиванию (рис. 4).

Усушка древесины в различных частях ствола

Рис. 4. Усушка древесины в различных частях ствола

Деформации древесины, связанные с ее усушкой, называются короблением (рис. 5). Коробление также может возникать из-за неправильной механической обработки сухой древесины, например, несимметричного строгания или неправильного хранения пиломатериалов. Различают поперечную и продольную покоробленность. Для предупреждения появления коробления необходимо правильно укладывать, сушить и хранить древесину.

Усушка и коробление граней

Рис. 5. Усушка и коробление граней: I – грани древесины, не подвергавшиеся сушке; II – грани высушенной древесины; а, б, в, г – схемы усушки граней древесины в зависимости от их места в стволе

Разбухание древесины – свойство, обратное усушке. Разбуханием называют увеличение линейных размеров и объема древесины при повышении содержания в ней влаги. Разбухание происходит из-за способности древесины поглощать, впитывать влагу из окружающего ее воздуха. Так же, как и усушка, разбухание происходит неравномерно в разных направлениях.

Плотность древесины характеризуется отношением массы древесины к ее объему и имеет размерность [кг/м3 ] или [г/см3 ] . Плотность древесины зависит от ее породы и влажности. С уменьшением влажности древесины снижается ее плотность, и она становится легче почти в два раза.

По плотности при влажности 12 % древесину можно разделить на три группы:

  1. породы с малой плотностью (до 510 кедр, тополь, липа, ива, ольха, каштан;
  2. породы средней плотности (550…740 кг/м3 ): сосна, ель, пихта, кг/м3 ): лиственница, тис, береза, бук, вяз, груша, дуб, ильм, карагач, клен, платан, рябина, яблоня, ясень;
  3. породы с высокой плотностью (от 750 граб, самшит, саксаул, фисташка, кизил. кг/м3 ): акация белая,

3. Механические свойства древесины

Механические свойства характеризуют способность древесины сопротивляться внешним воздействиям. К механическим свойствам древесины относятся прочность, твердость и жесткость.

Прочность – это способность древесины сопротивляться разрушению от механических усилий, таких как растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг, кручение. Растяжение и сжатие могут быть вдоль и поперек волокон, сжатие – в радиальном и тангенциальном направлениях, поперечный изгиб может быть радиальным (действующая сила направлена к сердцевинным лучам) и тангенциальным (по касательной к годичным слоям).

Прочность характеризуется пределом прочности, после которого происходит разрушение древесины под воздействием внешней нагрузки. Прочность древесины зависит от направления действия нагрузки, породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков. При увеличении влажности древесины ее прочность снижается, большое количество пороков (трещин, сучков) также значительно понижает прочность древесины.

Прочность древесины имеет большое значение при изготовлении мебели и несущих конструкций из дерева в строительстве.

Твердость – это способность древесины сопротивляться проникновению в нее более твердых тел (например, режущего инструмента). Поэтому твердость имеет большое значение при обработке древесины: пилении, строгании, фрезеровании, резьбе. Чем выше твердость древесины, тем труднее ее обрабатывать.

Твердость торцовой поверхности выше твердости боковой поверхности (тангенциальной и радиальной) на 30 % у лиственных пород и на 40 % – у хвойных. Твердость древесины, высушенной до 12 % влажности, в полтора-два раза больше твердости древесины 30 %-й влажности.

По степени твердости все древесные породы можно разделить на три группы:

  1. к мягким породам относят сосну, ель, кедр, пихту, можжевельник, тополь, липу, осину, ольху, каштан;
  2. к твердым – лиственницу, берёзу, бук, дуб, вяз, платан, рябину, клен, орех, яблоню, ясень;
  3. к очень твердым – акацию белую, граб, кизил, самшит, фисташку, тис.

Твердость древесины в разных частях дерева неодинакова. Выше она в комлевой части ствола, в сучках и наростах. Ранняя и поздняя древесина годичных слоев некоторых пород (например, лиственница) резко отличаются по твердости.

Жесткость – это способность сопротивляться изменению размеров и формы, проявляется при гнутье древесины. Чем меньше жесткость древесины, тем легче она гнется. Жесткость древесины снижается при повышении ее влажности и нагревании.

Важными технологическими свойствами древесины являются износостойкость – способность древесины сопротивляться износу, т. е. постепенному разрушению ее поверхностных зон при трении, и способность удерживать механические крепления (гвозди, шурупы, саморезы, скобы). Особо прочными бывают соединения, если шурупы и гвозди завинчены или забиты в тангенциальном направлении. Чем больше плотность древесины, тем лучше она удерживает крепления.

4. Классификация древесных пород

Для художественных работ по дереву в качестве материала можно использовать разные породы дерева. Выбор материала зависит от вида работ, творческого замысла, а также наличия и цены древесины.

Все породы деревьев разделяются на хвойные и лиственные.

Хвойные породы обладают характерным смолянистым запахом, так как содержат смолу, которая защищает древесину от гниения. Иногда на пиломатериалах хвойных пород можно отчетливо увидеть смоляные ходы – тонкие узкие каналы, заполненные смолой. Хвойные породы деревьев не имеют сосудов, а сердцевинные лучи очень узкие и невооруженным глазом не видны.

Лиственные породы древесины бывают кольцесосудистыми и рассеянно-сосудистыми. У кольцесосудистых пород на поперечном разрезе хорошо видны скопления небольших круглых отверстий – это сосуды, по которым, как по трубкам, проводятся влага и питательные вещества. Крупные сосуды сосредоточены в ранней древесине годичных слоев и образуют сплошное кольцо из сосудов. У кольцесосудистых лиственных пород годичные слои хорошо заметны из-за резкого различия между ранней и поздней древесиной. У рассеянно-сосудистых пород сосуды расположены равномерно внутри годичного кольца.

При строительстве деревянных домов и их внешней отделке чаще используют хвойные породы деревьев (например, лиственницу, сосну, ель), так как эти породы более прочные, стойкие к загниванию и экономичные в использовании (имеют невысокую цену). К тому же ствол хвойных пород имеет более правильную форму и меньшее количество дефектов.

Лиственные породы, как правило, имеют более сложную, интересную текстуру и большее цветовое разнообразие, поэтому их используют тогда, когда важны декоративные свойства древесины. Лиственные породы обычно используют для внутренней отделки помещений, изготовления мебели, паркета, дверей, элементов декора, музыкальных инструментов.

Основные признаки для определения породы древесины:

  • наличие ядра, ширина заболони и степень резкости перехода от ядра к заболони;
  • степень видимости годичных слоев, разница между ранней и поздней древесиной;
  • наличие и размеры сердцевинных лучей;
  • размеры сосудов; наличие смоляных ходов, их размеры и количество;
  • дополнительные признаки – цвет, блеск, текстура (рисунок), плотность и твердость.

4.1. Твердые хвойные породы

Лиственница – ядровая порода. Ядро желто-красное или красное с грубым рисунком. Заболонь желтовато-белая. Граница между ядром и заболонью четкая, на разрезе видны годичные кольца. Из-за особенностей смолы, пропитывающей лиственницу, дерево не подвергается нападению насекомых-древоточцев, а также может использоваться без какой-либо химической обработки в тех случаях, когда другие породы подвержены гнили. Древесина очень прочная, долговечная, дает небольшую усадку. Обрабатывается с большим трудом. Пробыв в воде большой срок, древесина становится твердой, как камень, поэтому ее используют при строительстве мостов, плотин, телеграфных столбов, в строительстве кораблей. Также используется в строительстве жилых домов, мебельном производстве и при изготовлении скульптур.

Можжевельник – ядровая порода. Ядро буровато-коричневое. Заболонь светло-желтая с зеленоватым оттенком. Древесина крепкая, плотная, хорошо обрабатывается. Режется без сколов во всех направлениях. Применяется для изготовления мелких резных и токарных изделий, игрушек. Из древесины можжевельника добывают смолу, которая используется для приготовления белого лака.

4.2. Мягкие хвойные породы

Сосна – ядровая порода. Ядро красно-бурое. Заболонь бело-желтого цвета. На срезе – четкие годичные кольца. Древесина мягкая, легкая, прочная, хорошо раскалывается в радиальном и тангенциальном направлении. Окрашивается и протравливается плохо из-за наличия смоляных ходов. После обессмоливания хорошо обрабатывается, легко режется. Широко применяется в строительстве, мебельном производстве, в деревянном зодчестве и резьбе.

Кедр – ядровая порода. Ядро красновато-розовое, заболонь желтовато-розовая. Годичные слои заметны на всех разрезах, но переход от более темной, поздней древесины слоя к ранней – плавный. Древесина кедра мягкая, легкая, хорошо обрабатывается. Имеет довольно красивую текстуру и окраску и обладает стойким приятным запахом. Кедр используют в резной скульптуре и для изготовления токарных художественных изделий. Население Урала и Сибири во все времена предпочитало сибирский кедр для отделки жилищ. Из продольно распиленных бревен получали доски в два аршина и больше, которые шли на изготовление дверей, половиц и других столярных изделий. Из смолистой древесины кедра делали сундуки, гардеробы, шкафы и комоды. Высокое содержание в кедровой древесине фитонцидов отпугивает различных насекомых, в том числе моль. Сейчас кедр используется в мебельном производстве, для всех видов резьбы. Из древесины кедра делают карандаши, ее используют в строительстве, так как она очень устойчива по отношению к гниению.

Ель – спелодревесная порода. Древесина ели белая с желтоватым, иногда с розоватым оттенком. На срезе хорошо видны годичные кольца. Древесина мягкая, легкая, хорошо раскалывается. Широко применяется в целлюлозно-бумажной промышленности. Древесина ели обладает высокими акустическими свойствами, поэтому ель незаменима при изготовлении гитар, скрипок, балалаек, пианино и других музыкальных инструментов.

Пихта – безъядровая спелодревесная порода. Древесина пихты белая, со слабым желтоватым (у некоторых видов красноватым) оттенком, очень похожа по внешнему виду на древесину ели, от которой она отличается отсутствием смоляных ходов. Годичные кольца видны на всех разрезах. Пихта – самая мягкая из хвойных пород. Используется при изготовлении различной тары, для изготовления отделочного шпона, в домовой резьбе, в целлюлозно-бумажной промышленности.

4.3. Твердые лиственные породы

Дуб считается классической резной породой. Дуб – ядровая порода. Ядро темно-красное или желто-коричневое, заболонь – светло-желтая. Сердцевинные лучи широкие и видны на всех срезах. Дуб относится к кольцесосудистым породам, годичные кольца хорошо видны. Древесина дуба крепкая, твердая, характеризуется высокой прочностью и стойкостью против гниения. Дуб всегда используется там, где требуется особая прочность. У древесины дуба красивая текстура. Это незаменимый материал для изготовления мебели, скульптурных и резных работ. Очень ценится мореный дуб. Этот дуб необыкновенно тверд и прочен. Дуб естественного морения получается из дубовых стволов, находящихся десятилетиями в воде, при этом стволы приобретают черный или темно-коричневый цвет. Обычно мореный дуб используется в кораблестроении.

Ясень – ядровая порода. Ядро светло-бурое, с коричневым оттенком. Заболонь розовая или желтоватая. Переход от заболони к ядру нечеткий. Ясень относится к кольцесосудистым породам, годичные кольца хорошо видны. Древесина ясеня очень прочная и крепкая, обладает высокими физическими и механическими свойствами, имеет очень красивую текстуру, напоминающую древесину дуба. Из ясеня изготавливают игрушки, декоративную посуду; в мебельном производстве – резную мебель и отделочный шпон, в строительной промышленности – лестничные перила, паркет. Благодаря высокой ударной вязкости и гибкости ясень используют в производстве спортивного инвентаря: теннисных ракеток, лыж, весел, луков.

Вяз (ильм, карагач) – кольцесосудистая ядровая порода. Ядро светло-бурое. Заболонь широкая, желтовато-белая, постепенно переходит в ядро. Сердцевинные лучи узкие и почти не видны, годичные слои хорошо различимы. Древесина вяза твердая, прочная и упругая. Расколоть ее нелегко, обрабатывается она с трудом, зато почти не коробится, слабо растрескивается при высыхании, хорошо полируется и очень красива в изделиях. Используется в производстве мебели, строганого шпона, в резных работах.

Орех – кольцесосудистая ядровая порода. Ядро коричневато-серое. Заболонь сероватая, самых разных оттенков. Годичные кольца хорошо заметны. Древесина имеет красивую текстуру и высоко ценится в мебельной промышленности. Хорошо обрабатывается, легко режется, точится. Из ореха изготавливают мебель, отделочный шпон, рукоятки охотничьих ножей, приклады ружей, различные резные изделия.

Клен – безъядровая, заболонная, рассеянно-сосудистая порода. Древесина клена белая, иногда с желтоватым, красноватым или буроватым оттенком, желтеющая со временем под действием солнечных лучей. Годичные слои заметны на всех разрезах. Узкие сердцевидные лучи буроватого цвета особенно хорошо заметны на радиальном разрезе. Древесина клена крепкая и твердая, прочная и тяжелая, мало разбухает. Клен используется для производства мебели, паркета, музыкальных инструментов, кухонной утвари. Подходит для различных видов резьбы.

Бук – рассеянно-сосудистая безъядровая спелодревесная порода. Древесина бука светлая с желтоватым или красноватым оттенком. Годичные слои хорошо видны. Сердцевинные лучи широкие, на радиальном разрезе имеют вид блестящих полосок, а на тангециальном – коричневых черточек, создающих характерный крапчатый рисунок. Старые деревья иногда имеют окрашенную в красно-коричневый цвет спелую древесину – «красное ядро». Древесина бука твердая и прочная, но не устойчива к загниванию, поэтому используется только внутри помещений. Бук используют для отделки помещений, изготовления мебели, лестниц, паркета, токарных изделий, музыкальных инструментов, фанеры. Обработанный паром бук легко гнется. Такая особенность позволяет использовать древесину при изготовлении венских стульев и деталей округлой формы.

Береза – безъядровая рассеянно-сосудистая порода. Древесина белая, с желтоватым или красноватым оттенком. Годичные слои заметны плохо. Сердцевинные лучи видны только на радиальных разрезах (расколах). Для древесины березы характерны высокая прочность, твердость, ударная вязкость, но малая стойкость к гниению. Древесина березы хорошо полируется, окрашивается, легко поддается обработке инструментами, хорошо гнется в распаренном состоянии. Используется для изготовления шпона, фанеры и столярных плит, лыж, мебели, токарных изделий, рукояток для инструментов, прикладов огнестрельного оружия. Особенно ценится карельская береза, которая отличается очень сложной фактурой древесины. Ценным поделочным материалом считается березовый кап – большие наросты на стволах, крупных сучьях, корнях. Срез нароста дает сложный и красивый рисунок, поэтому его и используют для изготовления сувенирных изделий.

Яблоня – рассеянно-сосудистая ядровая порода. Вокруг краснокоричневого ядра расположена желто-розовая широкая заболонь. Переход от ранней древесины годичного слоя к поздней происходит постепенно. Годичные слои яблони слегка извилисты и неодинаковы по ширине. Каждый годичный слой то сужается, то расширяется, образуя кольцо неправильной формы. На всех разрезах они видны, но особенно четкий текстурный рисунок проявляется на торцовом срезе. У яблони очень узкие сердцевинные лучи, которые почти не видны. Древесина яблони твердая, плотная, сильно усыхающая, при усыхании сильно растрескивается. Древесина хорошо режется, точится, прекрасно шлифуется и полируется. Из яблони изготавливают инструменты, дорогую мебель, шкатулки, красивую и прочную посуду. На яблоневой древесине выполняется очень тонкая резьба.

4.4. Мягкие лиственные породы

Липа – лучший материал для резьбы любого вида. Липа – безъядровая спелодревесная рассеянно-сосудистая порода. Древесина липы белого цвета с розоватым или желтоватым оттенком, чистая и однородная. Годичные слои на ней почти незаметны. Древесина липы мягкая, сравнительно мало усыхает, почти не коробится, легка в обработке, хорошо точится, режется, отлично гнется и полируется. Свежесрубленная древесина липы мягкая, но, высохнув, становится достаточно твердой, поэтому из липы вырезают сувениры, игрушки, различную кухонную утварь (ковши, черпаки, блюда) и многое другое. Хохломскую посуду и матрешки тоже делают из липы.

Осина – заболонная безъядровая рассеянно-сосудистая порода. Древесина белого цвета, мягкая, с однородной текстурой, на всех срезах видны годичные кольца. Умеренно усыхает, почти не трескается, что позволяет делать порезки в любом направлении, не скалывается. Поэтому осина широко используется для всех видов резьбы. Древесина осины прямослойная, легко колется и при сгорании не дает копоти, поэтому она незаменима в спичечном производстве. Осиновая стружка используется как упаковочный материал. Древесина осины очень долго не гниет в воде, поэтому из нее делают колодезные срубы, легкие рыбачьи лодки. Очень хорошо использовать осину при строительстве бань, так как древесина осины легко обрабатывается. Из осины также изготавливают прекрасную прочную посуду и деревянные игрушки.

Ольха – рассеянно-сосудистая безъядровая заболонная порода. Древесина ее в свежесрубленном состоянии белая, но на воздухе приобретает окраску от оранжево-желтой до желто-красной или красновато-бурой. Годичные кольца почти незаметны. Древесина ольхи хорошо режется, мало коробится, легко окрашивается, полируется и протравливается, долго не гниет в воде. Легко обрабатывается режущими инструментами, порезки получаются четкими и чистыми, поэтому ольха, так же как липа и осина, широко используется при резьбе. Из ольхи изготавливают различную кухонную посуду: чаши, ковши, миски. Это также хороший поделочный материал. Ольху применяют для скульптуры, различных настенных украшений. Ее также используют для получения шпона – как лущеного (для фанеры), так и строганого (для отделки мебели).

Тополь – ядровая рассеянно-сосудистая порода с широкой белой заболонью, которая нерезко ограничена от ядра светло-бурого или желтовато-бурого цвета. Годичные слои широкие, слабозаметные. Сосуды мелкие, сердцевинные лучи очень узкие. Малостойка против гниения и других биоповреждений. При сушке почти не коробится и не трескается, хорошо обрабатывается режущими инструментами. Тополь используют для изготовления бумаги, в мебельной промышленности для производства отделочного шпона, а также для изготовления деревянной посуды.

Ива (ветла, ракита, лоза) – рассеянно-сосудистая ядровая порода с широкой белой заболонью и буровато-розовым ядром. Годичные слои и сердцевинные лучи заметны слабо, сосуды мелкие. По своим свойствам древесина ивы близка к липе и тополю. Древесина ивы легкая, мягкая, эластичная, мало усыхает, очень гибкая. Ивовые прутья – универсальный материал для плетения. Из них плетут корзины, изготавливают плетеную мебель. Древесина ивы хорошо обрабатывается различными режущими инструментами и точится, поэтому из нее изготавливают токарную и резную посуду.

5. Пороки древесины

Пороками древесины называют изменения ее внешнего вида, нарушения правильности строения и другие недостатки, снижающие качество древесины и ограничивающие возможности ее использования в работе. Влияние пороков на пригодность древесины как материала зависит от вида порока, размеров поражения им древесины, а также характера изготавливаемого изделия и условий его эксплуатации.

Некоторые пороки осложняют работу или делают древесину вообще непригодной для использования. Но при изготовлении художественных изделий некоторые отклонения от нормального строения (например, наросты или неравномерная окраска) могут повышать декоративные качества материала.

Все пороки разделены на следующие девять групп (ГОСТ 2140–81):

  1. сучки;
  2. трещины;
  3. пороки формы ствола;
  4. пороки строения древесины;
  5. химические окраски;
  6. грибные поражения;
  7. биологические повреждения;
  8. инородные включения, механические повреждения и пороки обработки;
  9. покоробленности.

Сучки (рис. 6) – это основания ветвей, заключенные в древесине ствола. Наличие сучков в древесине называют сучковатостью. Сучковатость – один из наиболее распространенных пороков древесины, особенно хвойных пород, из которой со временем сучки могут выпадать. Древесина сучков в два-три раза выше твердости окружающей их древесины, что затрудняет обработку режущими инструментами. При работе нужно учитывать невозможность соединений в этих местах.

Основные разновидности сучков

Рис. 6. Основные разновидности сучков: 1 – круглый; 2 – овальный; 3 – продолговатый; 4 – пластевой; 5 – кромочный; 6 – ребровой; 7 – сшивной; 8 – групповой; 9 – разветвленный

Трещины – это разрывы древесины вдоль волокон (рис. 7). На их образование влияют природные факторы и внутренние напряжения, возникшие в стволе. Различают морозные, отлупные и метиковые трещины. Морозные трещины появляются в результате расширения внутренней влаги при сильных морозах. В результате возникают сквозные трещины, направленные радиально.

Основные разновидности трещин

Рис. 7. Основные разновидности трещин: а – метиковые: 1 – простая в круглом лесоматериале; 2 – в пиломатериале с выходом на пласть, кромку и торец; б – отлупные: 1 – в круглых лесоматериалах; 2 – в пиломатериалах (пластевая, кромочная, торцевая); в – трещины усушки: 1 – в круглых лесоматериалах; 2 – в пиломатериалах (пластевая, кромочная, торцевая); г – морозные: 1 – в круглых лесоматериалах; 2 – в пиломатериалах

Внутренние напряжения, возникающие в стволе, приводят к появлению отлупных (отслоение друг от друга годичных слоев) и метиковых (направленных вдоль ствола от корня к вершине) трещин. Помимо этого могут появиться трещины, являющиеся результатом усушки.

Трещины нарушают целостность древесины и снижают ее механические свойства. При выборе материала следует не допускать этот порок. Если трещина возникла во время работы, ее необходимо заделать.

Пороки формы ствола возникают в результате изменения условий роста дерева, механических повреждений или заболеваний. Такие пороки затрудняют распиловку бревен и снижают полезный выход пиломатериалов. Чаще всего встречаются следующие пороки формы ствола.

  • Кривизна – искривление ствола по длине. Кривизна может быть простой и сложной (ствол имеет несколько изгибов в разном направлении).
  • Сбежистость – резкое уменьшение диаметра от комля к вершине, что вызывает наклон волокон.
  • Закомелистость – резкое увеличение диаметра в нижней части ствола.
  • Наросты на стволе – местные утолщения ствола. Наросты бывают двух видов: наплывы, которые имеют гладкую поверхность и появляются в комлевой части дерева, и капы, имеющие неровную поверхность и свилеватое строение. Древесина наростов плохо поддается обработке и мало пригодна в качестве конструкционного материала, но отличается очень красивой текстурой. Капы используются для производства строганого шпона и мелких художественных изделий.

Пороки строения древесины (рис. 8)

  • Наклон волокон (косослой) – винтообразное направление волокон древесины. Такую древесину лучше не использовать для токарных и резных работ.
  • Свилеватость – волнообразное или переплетное расположение волокон. Чаще всего это явление наблюдается в комлевой части ствола. Свилеватое дерево трудно раскалывается и обрабатывается, но имеет красивый рисунок.
  • Двойная сердцевина – наличие в древесине двух и более сердцевин, каждая из которых имеет свою систему годичных колец. Это затрудняет обработку, увеличивает отходы, способствует растрескиванию.
  • Прорость – дефект на участке дерева, возникший в результате механических повреждений. Прорость бывает открытая и закрытая. Такой участок древесины портит внешний вид и затрудняет отделку. Часто в этом месте встречаются грибные пятна и засмолки.
  • Смоляной кармашек (засмолок) – полость внутри годичных слоев, заполненная смолой. Смоляной кармашек портит поверхность изделий, плохо поддается отделке и склеиванию, пачкает инструменты, снижает прочность древесины.
  • Химические окраски – ненормально окрашенные, неравномерные по цвету участки в древесине, возникающие в результате развития химических и биологических процессов. Химические окраски не влияют на механические свойства древесины, но изменяют ее цвет и блеск. При интенсивной окраске ухудшают внешний вид.
  • Грибные поражения – один из опасных пороков древесины. Они могут привести к загниванию древесины, изменению ее цвета и ее быстрому разрушению. Гниль – ненормальные по цвету участки древесины без понижения или с понижением твердости, возникающие под воздействием дереворазрушающих грибов. Мягкая гниль резко снижает прочность древесины.

Пороки строения древесины

Рис. 8. Пороки строения древесины: 1 – наклон волокон; 2 – свилеватость; 3 – двойная сердцевина; 4 – прорость открытая; 5 – прорость закрытая; 6 – смоляной кармашек

Основным видом биологических повреждений являются червоточины – ходы и отверстия, проделанные в древесине насекомыми. По глубине проникновения в древесину червоточины подразделяют на поверхностные, неглубокие, глубокие и сквозные. Червоточина ухудшает внешний вид древесины и может снижать ее механические свойства.

Древесина может содержать инородные включения, такие как камни, песок, проволока, гвозди, металлические осколки. Инородные включения могут привести к порче инструмента при обработке такой древесины, а также к травме человека, ее обрабатывающего.

  • Механические повреждения и пороки обработки – повреждения древесины, полученные в процессе ее заготовки, транспортировки, сортировки и обработки механическим инструментом.
  • Покоробленность (рис. 9) – деформации, которые возникают при распиловке, сушке или хранении древесины. Покоробленность затрудняет, а иногда и полностью исключает использование такой древесины в работе.

Покоробленность

Рис. 9. Покоробленность: а – простая продольная по пласти; б – сложная; в – продольная по кромке; г – поперечная; д – крыловатость; п – прогиб

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *