Свойства древесины . Традиционными породами для строительства бани у нас считается сосна, ель, лиственница, сибирский кедр, осина, липа, береза. Каждое дерево имеет свои недостатки и свои преимущества.

Ассортимент рынка древесины и строительных материалов сегодня необычайно разнообразен. Чтобы разобраться в нем и выбрать именно то, что вам нужно, предлагаем вашему вниманию краткое описание свойств самых разных пород деревьев.

При этом будут указаны их особенности, слабые и сильные стороны, порядок предпочтительности (то есть какое из них считается наиболее подходящим для строительства бань) и так далее.

Все породы объединены в три группы:

Со смолистым запахом.
С приятным запахом.
Со слабым запахом или без запаха.

Ель обыкновенная. Традиционное дерево для бани, с почти белым цветом сердцевины, с не очень сильным, но приятным смолистым запахом. Довольно устойчиво к расщеплению и гниению. Недостатки: наличие смоляных карманов. Часто ель продают вместе с пихтой, отличить их легко, поскольку пихта имеет неприятный запах.

Сосна смолистая . Довольно крепкая древесина с очень сильным смолистым запахом. Стойкость к расщеплению и гниению. Недостатки: иногда чересчур сильно насыщена смолой.

Сосна обыкновенная. Порода с красивой розоватой или светло-коричневой древесиной. Также считается традиционным деревом для бани. Устойчиво к гниению (но не к грибковым поражениям), довольно стойко и к раскалыванию, расщеплению. Обладает сильным приятным запахом. Недостатки: большое количество смоляных карманов, повышенное содержание смолы.

Сосна скрученная. Древесина обладает повышенной устойчивостью к расщеплению и гниению. Цвет сердцевины - от светлого до красно-коричневого. Запах смолы сильный. Волокна древесины прямые. Недостатки: наличие смоляных карманов.В современных банях используются не только отечественные, но и импортные материалы. Поэтому не мешает добавить, что растущая в Канаде сосна желтая хотя и относится к очень крепким породам деревьев, но очень нестойка к расщеплению, к тому же содержит слишком много смолы. При использовании сосны лучистой можно брать только молодые деревья, они легкие, обладают сравнительно малой плотностью (а значит, и низкой теплоемкостью). Одно из достоинств этой древесины - умеренный смолистый запах, к недостаткам можно отнести наличие смоляных карманов и то, что дерево не очень прочное. Некоторые породы со смолистым запахом могут разъедаться железом (например, лжетсуга тисолистая). Если при этом дерево склонно к расщеплению и раскалыванию, использовать его, особенно для внутренней отделки, не стоит.

Все виды сосны относятся к мягким породам, обладают отчетливой красивой текстурой, то есть рисунком, образуемым слоями древесины. Кроме того, сосна относится к так называемым ядровым породам. Что это означает? То, что древесина внутри ствола отмирает и имеет более темный цвет, чем расположенный вокруг ядра древесный слой (заболонь). Сердцевина в таком дереве - самая прочная его часть. Правда, у некоторых пород ее очень трудно отличить по цвету (ель, осина, липа, пихта).

И еще один важный момент: сосновая древесина очень плохо протравливается и окрашивается (из-за наличия смоляных ходов). После специальной обработки (обессмоливания) легко режется, поддается протравливанию. Обрабатывать сосну нужно, так как она легко поддается поражению грибками, теряет цвет, синеет.

Кедр сибирский . Красивая древесная порода с красновато-розовым ядром и желтовато-розовой заболонью. Текстура дерева отчетливая, однородная (считается одной из лучших), запах приятный, немного пряный. Древесина кедра мягкая, легкая, хорошо обрабатывается, очень устойчива к гниению.

Пихта. Чаще всего в продаже можно встретить пихту великую, однако под этим названием продается несколько схожих по свойствам пород. Пихта относится к породам с очень красивой текстурой. Ее древесина не содержит смоляных ходов. Кроме того, пихта - самая мягкая из хвойных пород. Цвет сердцевины у нее почти белый, переходящий в слегка красновато-коричневый. Пихта не относится к очень прочным породам. Некоторые ее виды обладают неприятным запахом. Избавиться от него можно путем выдерживания древесины.

Липа. Тяжелое дерево с прекрасной ровной текстурой, прямыми волокнами. Цвет древесины меняется от кремо-во-белого до кремово-коричневого. Устойчива к расщеплению. Годичные кольца на срезе липы почти незаметны. Древесина ее мягкая, мало усыхает, легка в обработке. Обладает липа и таким ценным свойством, как вязкость. Из липы хорошо не только строить баню, но и вырезать различную банную утварь - ковши, черпаки и т.д. Обладает очень слабым, но приятным запахом.

Тополь. Имеет хорошую волокнистую текстуру без смоляных карманов. Очень устойчив к расщеплению (можно использовать для полков, лежанок и пр.). Древесина тополя легкая, однородная. Свежая - довольно мягкая, после высыхания становится твердой. При сушке не коробится, не трескается. Имеется много разновидностейтополя.Унас распространены черныйтополь (осокорь), белый (серебристый) и пирамидальный (итальянский), а также канадский. Все они обладают сходными свойствами.

Осина. Широко распространенная порода. В последнее время все чаще применяется для внутренней отделки бань и саун. Древесина легкая, мягкая, легко пропитывается, обрабатывается. Цвет белый, с легким зеленоватым отливом. Устойчива к расщеплению. Рисунок текстуры малозаметен. Одно из преимуществ осины - низкая теплоемкость. Среди недостатков нужно отметить малую устойчивость к грибковым заболеваниям. Поэтому древесина осины нуждается в специальной обработке. Осина практически не гниет в воде (недаром из нее делают колодезные срубы, легкие лодки). Даже в современных элитных банях наряду с экзотическим африканским деревом абах все чаще используют осину. Кроме того, из нее получаются прекрасные прочные ковши и бадьи.

Ольха . Наиболее распространены ольха белая, ольха черная и ольха сибирская. Произрастает на большей части Европейской России, в Западной Сибири. Древесина белая, но это относится только к свежесрубленной ольхе. На воздухе быстро краснеет, приобретая темный или светло-красный оттенок, иногда красно-бурый. Годичные кольца почти незаметны. Ольха относится к мягким, легким породам, легко режется, окрашивается, полируется, протравливается. Очень долго не гниет в воде.

Береза. Древесина березы отличается средней прочностью, упругостью, она не относится к числу очень легких пород. Цвет белый, однородный, с легким желтоватым оттенком (иногда с красноватым). Очень легко поддается обработке, окрашиванию, обладает высокими акустическими свойствами. Это хорошо для изготовления музыкальных инструментов, но не очень годится для бани, где больше ценятся звуко изоляционные свойства. В строительстве бань и саун применяется довольно редко. В числе достоинств березы - ее сильные бактерицидные свойства.

Лиственница . Имеет очень прочную, долговечную древесину. Дает небольшую усадку. Сердцевина обычно желто-красного или красного цвета, с грубым рисунком, заболонь желтовато-белая. Очень устойчива к гниению. Пробыв в воде достаточно большой срок, становится твердой как камень. Обладает нерезким, очень приятным запахом (выдержанная древесина иногда вообще не имеет запаха). Один из недостатков - обрабатывается с большим трудом, так как относится к твердым породам.

В наш век прогресса существуют инновационные строительные материалы. Но и в прошлые века, и сейчас остается популярным такой материал, как дерево. Этот материал благородный и очень красивый, и при правильной эксплуатации и уходе может сохраняться много лет.

Что такое древесина?

Древесина в строительстве

Еще с давних времен дерево использовали как строительный материал для возведения стен, для сруба. Хотя в последнее время ставят металлопластиковые окна и двери, но деревянные изделия все-таки не уступают, а даже превосходят по своим свойствам.

А натуральный пол из дерева создаст теплый микроклимат вашего дома. Непревзойденно будет смотреться и деревянная лестница.

Древесный материал в дизайнерской сфере используется при обшивке стен домов, бань саун, для производства мебели.

Почему строители и дизайнеры оставляют свой выбор на натуральном материале — древесине?

Преимущества

— имеет небольшой вес (если сравнивать с железобетоном древесный материал имеет вес в 5 раз меньше и в 16 раз меньше стали);
— высокая прочность;
— ее легко добывать;
— в обработке не требует сложных технологии;
— деревянные детали конструкции легко собирать, разбирать, переносить и переделывать отдельные деревянные строения и целые сооружения;
— древесина имеет низкий коэффициент теплопроводности, поэтому она ценная в качестве эффективного утеплителя;
— материал характеризуется долговечностью, если, конечно, соблюдать правила эксплуатации конструкции;
— древесину можно возобновлять, это дает широкие возможности для изготовления многих видов изделий;
— замечательно сочетается с другими строительными материалами;
— выступает как влагорегулирующий и фильтрующий компонент, (деревянные стены очищают воздух, причем в обоих направлениях медленно пропускает его сквозь структуры своих волокон);
— древесина — экологически чистый материал.

Недостатки

— неоднородное строение. Так, если неправильно распилить древесину, то прочность на сжатие может упасть почти в 5 раз;
— сучковатость;
— ползучесть. При длительном воздействии нагрузки на древесину она деформируется;
— подвергается гниению и поражению насекомыми;
— влаговпитываемость. При увеличенной влажности прочность древесины почти при всех видах работы с ней резко падает;
— высыхание древесины. Может привести к сильному растрескиванию;
— подвергается горению.

Знать характеристики лесоматериала очень важно при проектировании, строительстве и эксплуатации деревянных сооружений.

Как строительный материал, дерево используют двух форм:

— исходной (лес-кругляк, бревна и т.п.)
— вторичной (доска, брус, фанера, шпон и т. п.).

Какую породу древесины выбрать для строительства?

1. Хвойные породы — наиболее популярный древесный материал. Он, если сравнивать с лиственными, наиболее доступный. И, конечно, имеет высокие технические свойства.

— Сосна. По шкале использования находится на самой высокой позиции. Почему? Во-первых, этот материал прочный, плотный, стойкий к растрескиванию, усыханию и гниению, износостойкий. Во-вторых, сосна легкая древесина, несучковатая, а это очень облегчает процесс обработки. К недостатку можно отнести такое свойство, как «синева», внешний вид сруба этим портится.

— Ель. Отличается гибкостью, поэтому широко применяется для изготовления гнутых деталей. Ель так же, как и сосна, очень прочная (в сухом виде). Но не так богата смолистыми веществами, поэтому ее нужно дополнительно обрабатывать. Ель сучковатая, а это затрудняет процесс обработки, а также область применения сужается.

По сравнению с сосной, ель долго не теряет свою цветовую палитру.

— Лиственница. Она обладает высокой плотностью и прочностью, особенно после высушивания, а также она стойкая к загниванию. Поэтому ее используют для изготовления основных несущих конструкций. Имеет низкую степень водопоглощения. Также она практически не сучковатая и не коробится. Из недостатков можно выделить: легкораскалываемость и затрудненность в обработке.

— Пихта. Обладает малой упругостью и низкой прочностью. Она легко колется, а также обрабатывается. Эта порода гораздо больше подвергается гниению, чем сосна, потому что не имеет смоляных ходов. Пихта не подойдет для изготовления основных внешних конструкций. Она нашла свое применение в изготовлении окон, дверей, полов и других внутренних конструкций.

— Кедр. Высокопрочный материал, но при этом гибкий и мягкий. Он легкий, стойкий к гниению, легко поддается обработке. Из кедра изготовляют наружные конструкции. К преимуществам кедра можно отнести его антисептические свойства, поэтому его успешно применяют в экостроительстве.

2. Лиственные породы
Многие лиственные породы не так прочны и стойки к загниванию (у них нет смоляных ходов), как хвойные, поэтому их применяют в строительной индустрии не так широко.

В строительной сфере наиболее широко используются такие лиственные породы:

— Дуб. У него очень красивая текстура, поэтому он не требует дополнительного окрашивания. Практически не подвержен грибковым воздействиям. Древесина дуба очень прочная, это очень твердый материал. Его применяют при изготовлении внешних конструкций, а также как материал для отделки (окна, двери, пол).

— Орех. Материал тяжелый, прочный и твердый. Он хорошо обрабатывается и замечательно поддается полируется.Текстура ореха очень красивая.

— Ясень. Упругий и прочный материал, имеет светлый цвет. Ясень очень тяжело раскалывается. Благодаря повышенной вязкости, обрабатывать древесину вручную тяжело. Не обладает такими свойствами, как дуб, поэтому его редко применяют во внешних конструкциях. Наиболее активно применяют в качестве материала для отделки.

— Вяз. Стойкий к гниению. Материал отличается плотностью, вязкостью, твердостью и прочностью. Трудно колется, но прекрасно обрабатывается. По своим техническим характеристикам уступает многим хвойным породам, поэтому не используется для строения домов. В основном используют в мебельном производстве, кораблестроении.

Виды пиломатериала

При строительстве деревянных сооружений и выборе пиломатериала вы встретите названия видов пиломатериала, значение которых нужно знать:

кряж — толстый ствол дерева, освобожденный от коры, или его отрезок достаточно большой длины (но не более 25 см);
подвязник – тот же кряж, но с диаметром менее 25 см;
жердь – тонкий ствол дерева (диаметром менее 9 см), очищенный от коры;
пластина – ствол дерева, распиленный вдоль волокон;
четвертина - ½ пластины, которая распилена вдоль волокон;
лежень – это бревно в горизонтальном положении, которое отесанное с двух сторон;
брус — бревно, которое отесанное со всех четырех сторон с сечением не менее 100х100 мм.
брусок — то же, что и брус, но меньше размером.
Облагороженная древесина

В строительной сфере в последнее время популярна так называемая облагороженная древесина — древесные пластики, полученные после продуктов переработки древесного материала.

Виды древесных пластиков:

— фанера;

— ДВП (древесно-волокнистые плиты);

— ДСП (древесно-стружечные плиты);

— ОСП (ориентированно-стружечная плита);

— древесно-слоистый пластик.

Когда выбираешь лесоматериала для строительства, что нужно учитывать?

Прочность. Чем прочнее материал, тем ниже коэффициент разрушения. Каждая порода дерева имеет свою прочность. На нее влияют также влажность, плотность и ее пороки.
Плотность. От нее зависят вес, легкость обработки и устойчивость к гниению.
Изнашиваемость. Чем тверже и плотнее дерево, тем больше степень износостойкости.
Сопротивляемость к трещинам. Зависит от того, какая степень усыхаемости древесины: при процессе сушки влага из древесного материала испаряется неравномерно, это приводит к внутреннему напряжению и древесина трескается. Малоусыхающими породами являются пихта, кедр, сосна.
Подверженность гниению. Под влиянием разных грибков, древесина разрушается. Считают, что хвойные породы меньше склонны загнивать, чем лиственные. Это можно объяснить наличием смолистых веществ.
Текстура. Здесь важно, как она проявляет себя после покрытия морилкой, воском или лаком. Это очень важно в дизайнерском решении.
Способность держать крепления из металла (гвоздь или шуруп). Здесь важны плотность и влажность — чем выше плотность, тем сложнее будет вытащить крепление.
Наличие сучков. Чем больше древесный материал имеет сучков, тем прочность ниже. Это приведет к дополнительным расходам на переработку.

Инновационные технологии обработки дерева дают возможность изготавливать любые изделия.

Цели урока:
Рассказать учащимся, какие свойства материалов необходимо учитывать при их обработке.
Дать определение терминам.
Иметь представление о роли древесины в жизни человека.
Воспитывать в учащихся любовь к труду.

Оборудование: тетрадь, ручка, карандаш. Презентация "Волшебный мир дерева" (приложение 1).

Ход урока

1. Орг. момент. Приветствие учащихся. Проверка готовности учащихся к уроку.

Беседа с учащимися:

Что является богатством нашей страны? (лес)

Какие виды древесины вы знаете? (береза, клен, ель:)

Какие изделия можно сделать из дерева? (игрушки, шкатулки, изделия для быта, украшения:)

2. Объяснение новой темы:

Леса учат понимать прекрасное. (А. Чехов)

Похитив огонь с неба, легендарный герой Прометей принес его людям. Затем он научил их различным искусствам: зодчеству, мореплаванию, медицине, чтению и письму, животноводству и растениеводству... Так утверждают древнегреческие мифы и легенды.

(Приложение 1). "Лес - вот истинный Прометей, похитивший огонь с неба, похищенный им луч солнца приводит в движение чудовищный маховик паровой машины, и кисть художника, и перо поэта". Это очень точное и образное выражение принадлежит великому русскому ученому Климентию Аркадьевичу Тимирязеву.

Лес - это не только деревья и кустарники, но и сложный комплекс растений и животных, в который входят также травы, мхи, лишайники, грибы, звери, птицы и насекомые. Человек издревле находил в лесу все необходимое для жизни: пишу, лекарства, жилище, одежду, орудия труда, домашнюю утварь и многое другое. Но все это давалось ему нелегко. Недаром имеющая символическое значение широко известная поговорка "Не руби сук, на котором сидишь!" родилась в лесном краю. Там, где эта заповедь нарушалась, лес жестоко мстил. Только при бережном отношении к лесу, к каждому его кустику, к каждой травинке человек мог рассчитывать на его щедроты.

Тайны древесного ствола

Вблизи хорошо знакомое дерево можно узнать по цветам, листьям, хвое, плодам. Но это только летом, а как же быть зимой, ранней весной и поздней осенью?

И в эти времена года, оказывается, не так уж трудно узнать дерево по характерному расположению почек, их величине и форме, по сережкам, стволу и ветвям. "Каково дерево, таковы и сучья",- говорится в народной пословице. У каждого дерева свои неповторимые форма, цвет и фактура сучьев. Они могут быть прямыми или изогнутыми, гладкими или узловатыми, с блестящей или матовой, коричневой, зеленой или серой корой.

Вершина ствола дерева вместе с сучьями образует крону.

Крона - это одна из трех основных частей дерева, выполняющая при его жизни определенные функции. Листья или хвоя кроны усваивают углерод из воздуха, образуя на солнце органические вещества, идущие на построение растительного организма дерева.

Другая часть дерева - корни. Их можно сравнить с фундаментом и сваями, которые удерживают ствол дерева в вертикальном положении.

Третья часть дерева - ствол. Он удерживает тяжелую крону и служит проводником питательных веществ поступающих от корней и поступающих в листья.

Ствол - самая ценная часть дерева.

Распиливая бревно поперек волокон, получают торцовый разрез, а раскалывая вдоль волокон - продольные разрезы: тангентальный и радиальный . Радиальный разрез можно получить только в том случае, если он проходит строго через сердцевину. Остальные же продольные разрезы, идущие параллельно сердцевине на любом расстоянии, будут называться тангентальными. Все доски, получаемые на пилораме, имеют тангентальные разрезы, за исключением двух досок, выпиленных из середины бревна, поэтому в практике тангентальные разрезы иногда называют досковыми .

Очень важным разрезом при определении древесины является торцовый. На нем видны сразу все основные части древесного ствола: сердцевина, древесина и кора. Для определения породы древесины на практике достаточно изучить макроструктуру небольшого куска дерева, который отпиливают от доски бруска или кряжа. Ориентируясь на годичные кольца, делают тангентальный и радиальный срезы. Все срезы тщательно отшлифовываются вначале крупнозернистой, а потом мелкозернистой наждачной бумагой. Необходимо также иметь под рукой лупу с пятидесятикратным увеличением, баночку с чистой водой и кисть.

В середине ствола многих деревьев хорошо видна сердцевина. Она состоит из рыхлых тканей, образованных в первые годы жизни дерева. Сердцевина пронизывает ствол дерева до самой вершины, каждую его ветку. И по этому поводу жители Самарской губернии загадывали такую загадку: "В лесу с лесом наравне растет, а свету не видит". У лиственных деревьев диаметр сердцевины чаще бывает больше, чем у хвойных. Очень большая сердцевина у бузины. Удалив сердцевину, можно довольно легко получить деревянную трубочку. Такие трубочки исстари шли у народных музыкантов на изготовление различных духовых инструментов: жалеек, свирелей и дудок. У большинства деревьев сердцевина на торцовом разрезе круглая, но есть породы с иной формой сердцевины. Сердцевина ольхи на торце напоминает форму треугольника, ясеня - квадрата, тополя - пятиугольника, а сердцевина дуба напоминает пятиконечную звездочку.

На торце вокруг сердцевины концентрическими кольцами расположены годичные , или годовые , слои древесины. На радиальном разрезе годичные слои видны в виде параллельных полос, а на тангентальном - в виде извилистых линий. Каждый год дерево словно рубашку надевает новый слой древесины, а за счет этого ствол и ветки становятся толще.

Между древесиной и корой расположен тонкий слой живых И клеток, называемый камбием. Большая часть клеток идет на строительство нового годичного слоя древесины и совсем незначительная часть - на образование коры. Кора состоит из двух слоев - пробкового и лубяного. Расположенный снаружи пробковый слой защищает древесину ствола от свирепых морозов, знойных солнечных лучей и механических повреждений. Лубяной слой коры проводит воду с выработанными в листьях органическими веществами по стволу вниз. В волокнах дуба происходит нисходящее сокодвижение.

Кора - деревьев очень разнообразна по цвету (белая, серая, коричневая, зеленая, черная, красная) и по фактуре (гладкая, пластинчатая, трещиноватая и т. д.). Многообразно ее применение. Кора ивы и дуба содержит много дубильных веществ, используемых в медицине, а также в красильном деле и при выделке кожи. Из коры пробкового дуба вырезают пробки для посуды, а отходы служат заполнителем морских спасательных поясов. Хорошо развитый лубяной слой липы идет на плетение различных хозяйственных вещей.

Древесина наших лесных пород окрашена обычно в светлый цвет. При этом у отдельных пород вся масса древесины окрашена в один цвет (ольха, береза, граб), у других центральная часть имеет более темную окраску (дуб, лиственница, сосна). Темно-окрашенная часть ствола называется ядром, а светлая периферическая- заболонью .

В том случае, когда центральная часть ствола отличается меньшим содержанием воды, т. е. является более сухой, ее называют спелой древесиной, а породы - спелодревесными . Породы, имеющие ядро, называют ядровыми. Остальные породы, у которых нет различия между центральной и периферической частью ствола ни по цвету, ни по содержанию воды, называют заболонными (безъядровыми).

Из древесных пород, произрастающих на территории России, ядро имеют: хвойные - сосна, лиственница, кедр; лиственные - дуб, ясень, ильм, тополь. Спелодревесными породами являются из хвойных ель и пихта, из лиственных бук и осина. К заболонным породам относятся лиственные: береза, клен, граб, самшит.

Однако у некоторых безъядровых пород (береза, бук, осина) наблюдается потемнение центральной части ствола. В этом случае темная центральная зона называется ложным ядром.

Молодые деревья всех пород не имеют ядра и состоят из заболони. Лишь с течением времени образуется ядро за счет перехода заболонной древесины в ядровую.

Ядро образуется за счет отмирания живых клеток древесины, закупорки водопроводящих путей, отложения дубильных, красящих веществ, смолы, углекислого кальция. В результате этого изменяются цвет древесины, ее масса и показатели механических свойств. Ширина заболони колеблется в зависимости от породы, условий произрастания. У одних пород ядро образуется на третий год (тис, белая акация), у других - на 30-35-й год (сосна). Поэтому заболонь у тиса узкая, у сосны широкая.

Переход от заболони к ядру может быть резким (лиственница, тис) или плавным (орех грецкий, кедр). В растущем дереве заболонь служит для проведения воды с минеральными веществами от корней к листьям, а ядро выполняет механическую функцию. Древесина заболони легко пропускает воду, менее стойка против загнивания, поэтому при изготовлении тары под жидкие товары использовать заболонь следует ограниченно.

Сосна. Хвойная порода. Мягкая. Пропитана смолистыми веществами. Древесина красного цвета с ярко выраженной текстурой. Применяется для изготовления окон и дверей, полов и потолков, мебели. В строительстве судов, вагонов, мостов.

Ель. Хвойная порода. Мягкая. Пропитана смолистыми веществами. Цвет белый с желтым оттенком. Применяется для изготовления музыкальных инструментов, мебели, окон и дверей.

Лиственница. Плотность лиственницы выше сосновой на 30%. Пролежав долго в воде - становится твердой как камень. Из коры изготовляют красно-коричневую краску. Применяется для изготовления домов, колес, посуды, мостов.

Кедр. Ядровая порода. У древесины кедра широкая белая заболонь с желтым оттенком и розовато-охристым ядром. Применяется для половицы, мебели, карандашей.

Береза. Лиственная порода. Твердая. Цвет белый с буроватым оттенком. Применяется для изготовления музыкальных фанеры, мебели, посуды, ружейных лож, лыж.

Осина. Лиственная порода. Мягкая. Цвет белый с зеленоватым оттенком. Склонна к загниванию. Используется для изготовления спичек, посуды, игрушек, бумаги.

Липа. Лиственная порода. Мягкая. Цвет белый с розовым оттенком. Применяется для изготовления посуды, чертежных досок, карандашей, изделий с художественной резьбой.

Дуб. Лиственная порода. Твердая. Цвет светло-желтый с коричнево-серым оттенком и ярко выраженной текстурой. Применяется для изготовления мебели, паркета, облицовывания ценных изделий, мостов и вагонов.

3. Практическая работа: определить породы древесины по образцам, выданным учителем.

4. Итог урока: проверка практической работы.

5. Задание на дом: выучить определения.

Древесина без сомнения наиболее распространенный материал, который используется для постройки и отделки коттеджей. И, несомненно, в строительстве древесина используется почти везде, этот внешне привлекательный благородный материал при правильном применении может служить длительный срок.

Основными положительными качествами дерева считают небольшой вес, низкая плотность, небольшая теплопроводность и высокая прочность. Раньше из этого материала строили мосты, возводили красивые церкви и дома и другие сооружения, часть которых сбереглись и до сегодняшнего дня. Ни одну квартиру или коттедж сложно представить без элементов, изготовленных из древесины: несущие конструкции здания, плинтуса, наличники, дверные и оконные конструкции, множество отделочных материалов.

Условно считается нормальным уровень влажности около 15%, и физических качеств этого материала необходимо оценивать с учетом влажности. Распознают влагу, в древесине, которая находится в свободном состоянии — заполняет полости межклеточного пространства, сосудов и клеток, и влагу гигроскопическую, которая размещается в стенках сосудов и клеток в виде очень тонких слоев.

По количеству влаги различают:

Свежесрубленную древесину, с влажностью более 35%;
Воздушно-сухую с количеством влаги от 15 до 20%;
Комнатно-сухую 8—13% влажности,
И мокрую, у которой, влажность выше, чем у свежезаготовленного материала.

Древесина, которая в срубленном виде находится долгий срок на открытом воздухе постоянной температурой и влажностью, достигает влажность, которая называется равновесной. Материал ее достигает после того когда упругость паров воздуха стает такой же как упругость паров наружной поверхности древесины.

Водонепроницаемость и гигроскопичность древесины

Называют гигроскопичностью древесины способность поглощать из окружающего пространства пары воды, уровень впитывания зависит от относительной влажности и температуры воздуха помещения. Каждому соотношению температуры и его влажности воздуха соответствует обусловленная влажность материала определенного вида. Так как уровень влажности окружающего воздуха часто изменяется, то уровень влажности материала колеблется.

Древесина с высокой влажностью отдает внутреннюю влагу воздуху, полностью высушенная древесина ее быстро поглощает. Изменение уровня влажности материала в промежутке от 0% до уровня насыщения волокон древесины вызывает модифицирование габаритов древесины, что приводит к ее деформации в строительных конструкциях и становится причиной появление трещин.

Для снижения гигроскопичности материала и защиты деревянных конструкций от разбухания или усушки предусмотрены меры ее защиты. Самым простым способом снижения гигроскопичности материала является ее защита с помощью лаков и красок, которые создают паро и водопаронепроницаемую пленку, с помощью которой возможно механически предотвратить прониканию в материал влаги. Но покрытия такого вида защищают древесину только на определенный срок, особенно при жестких условиях использования конструкций и при использовании некачественного защитного покрытия. Наиболее качественная стабилизация влажности достигается с помощью ее обработки химическими составами или высокой температурой.

Перепады влажности древесины по причине ее гигроскопичности бывают довольно большими как по сезону года, так и по условиям использования конструкций. Самая большая влажность древесины наблюдается в конце лета и осенью, а минимальная после марта. Это относится как к натуральной древесине, так и к материалу из которого изготовлены конструкции в помещениях.

Водопроницаемость материала зависит от использованной породы дерева, влажности этого материала, характера его разреза, возраста древесины, размеров годичных слоев и подобных факторов. Водопроницаемость определяется количеством жидкости, которая профильтровавется через поверхность древесины за установленный срок, в г/см2. Обычно, у хвойной древесины она намного меньше, чем у древесины лиственных пород. Водопроницаемость древесины через торцовый срез намного выше, чем через тангентальный или радиальный.

Набухание и усушка древесины

Древесина свежесрубленная может впитать определенное количество воды, в тоже время количество гигроскопической жидкости не изменяется. По этой причине объем и линейные габариты древесины практически не изменяются, но масса материала увеличивается. Постоянство габаритов материала сохраняется и в процессе высыхания до точки насыщения внутренних волокон.

При снижении влажности более этого уровня уменьшаются размеры древесины и, как результат ее объем. При увлажнении высушенного материала до уровня насыщения стенки клеток набухают, в результате внутренние габариты клеток уменьшаются и, это приводит в основном, к увеличению их габаритов. В результате стают больше наружные габариты увлажняемого отрезка древесины.

В результате неоднородного строения материала его разбухание или усушка неодинакова в различных направлениях:

Вдоль волокон материала усушка не более 0,3%;
От 3 до 6% в радиальном направлении;
В тангентальном в пределах 7 — 12%.

По причине того что усыхание древесины вызывается снижением толщины стенок клеток, материал с толстыми стенками клеток сильнее усыхает чем материал с тонкими стенками клеток, по этой причине усушка тяжелой древесины превышает усушку легких пород. Уровень усушки материала характеризуется коэффициентом снижения его объема, соответствующего уменьшению влажности на 1 % от уровня насыщения волокон до полностью сухого состояния.

Высыхание древесины стает причиной появления щелей на участках соединения частей конструкций их дерева, а при повышении влажности увеличиваются габариты элементов конструкций. По этой причине желательно использовать материал с таким уровнем влажности, который подходит условиям ее использования в отдельных частях строительных конструкции.

В результате неоднородного высыхания древесины в разных направлениях происходит ее коробление. Так как усадка материала, на тангентальном срезе, значительно больше, чем в радиальном, края досок, которые находятся по ее бокам, стремятся деформироваться в сторону выпуклой части годовых слоев.

Максимальное коробление наблюдается в досках, которые изготовлены возле края бревна, по той причине, что здесь усушка материала в тангентальном направлении значительно больше, чем в слоях древесины расположенных посредине. Доска, изготовленная из средней части бревен, благодаря одинаковому распределению напряжений не деформируются, но приобретают в центральной части немного клинообразную форму, по той причине, что высыхание материала по краям значительно больше, чем в средней его части.

Если усушка поверхности происходит в короткий срок, то наружная часть древесины становится меньше в габаритах и давит на внутреннюю часть доски. В результате возникают в наружных слоях растягивающие напряжения, которые приводят к растрескиванию. Кроме того оно возникает в результате неравномерного высыхания в разных направлениях. В срубленных бревнах во время высыхания возникают несколько трещин по радиусам. В случае одинаковой температуры по длине сохнущего бревна, сначала трескаются его торцы, по причине испарения влаги в короткий срок через них. Для снижения растрескивания торцов бревен их покрывают смесью клея и извести или можно использовать для этого деготь.

Физические характеристики древесины

Вес и объем древесины напрямую зависит от объема ее пор и уровня влажности. Вес древесины зависит от влажности и плотности ее структуры, и у многих пород древесины он не превышает 1, удельная масса древесного вещества составляет около 1,55 г/см3.

Тепловое расширение и теплопроводность древесины

Теплопроводные качества древесины прямо зависят от породы дерева, объемного веса, направления волокон, температуры и влажности материала. Уровень теплопроводности, в основном зависит от направления теплопередачи. Можно принять, что по волокнам материала он в 1,8 раза выше, чем поперек их, и составляет в среднем 0,27 ккал/час.

Зависимость теплопроводных характеристик древесины, поперек волокон различна для сырого и сухого материала:

Для сырого — степенная;
А для хорошо высушенного — линейная.

Причина этого в различии в стабильности теплопроводных качеств от температуры воздуха и воды, у воздуха оно подчиняется закону прямой, а у воды — кривой. Коэффициент расширения материала вдоль волокон намного ниже, чем у бетона или стали. По этой причине деревянные конструкции значительно лучше, чем бетонные или стальные, при создании которых требуется применять специальные мероприятия, к примеру, создание температурных швов для возмещения изменения размеров конструкции при перепадах температуры. В направлении поперек материала коэффициент расширения намного больше, чем у бетона или стали.

Звукопроницаемость древесных конструкций и изделий

Древесина хорошо проводит звук, который может в ней распространятся быстрее в 17 раз по сравнению с воздухом. Скорость передачи звука в этом материале происходит быстрее вдоль волокон и хуже в поперечном направлении. В среднем, принимая в учет скорость передачи звука в различной древесине, можно считать, что проводимость звука в тангентальном и радиальном направлении принимают как 14:3.

Способность дерева передавать звуковые волны называют звукопроницаемостью. Такое качество материала имеет необычайно важное значение при постройке коттеджей, ведь древесина широко используется при устройстве полов, постройке перегородок и несущих стен. Звукопроницаемость древесины, характеризуется отношением количества звука, проникшего сквозь перегородку из проверяемого материала, к силе звуковой энергии, которая воздействует на перегородку. К примеру, можно сказать, что коэффициент передачи звука перегородки из бетона толщиной около 2,5 см — 0,11, а перегородки из дерева — около 0,65.

Стойкость древесины к агрессивным жидкостям и влаге

Установлено, что у древесины осины, березы, сосны и ели которые долгое время находятся в воде, модифицируются механические свойства. В морской воде этот материала сохраняет свои качества намного хуже, чем в пресной воде из озера или реки. Исследования образцов материала свай из сосны возрастом около 30 лет, позволяют говорить, что ее качества сильно снижаются по сравнению со свежей древесиной. В биологически активной воде стойкость древесины минимальна, по этой причине использование ее для создания канализационных сооружений не рентабельно, так как материал быстро разрушается.

Воздействие в течение длительного времени агрессивных жидкостей, разрушает древесину, и уровень такого разрушения прямо зависит, от продолжительности воздействия и концентрации растворов. Кроме того воздействие на древесину зависит от вида щелочей и кислот которые содержатся в таких растворах. Уровень разрушения определяется числом свободных гидроксильных и водородных ионов в растворе. Воздействующие на древесину растворы с низкой щелочностью разрушают древесину минимально.

В кислых растворах древесина разрушается уже при рН^2. Для примера можно сказать, что разрушение металла или бетона начинается лишь при рН$:5. Поэтому кислоты, обладающие небольшой диссоциацией (к примеру, молочная или уксусная), вызывают только небольшое е разрушение древесины при любой концентрации. Стойкость древесины хвойных деревьев (лиственницы, ели или сосны) значительно выше к таким растворам, чем лиственные породы. Кроме того доказано, что вреди хвойной древесины более стойкая древесина лиственницы. У всех пород деревьев спелая и ядровая древесина более стойка, чем заболонная.

Пороки древесины

Как материал древесина внутренне неоднородна, в ее структуре могут быть разные повреждения и отклонения от нормы. Все, снижает качество материала — разные заболевания, повреждения и неправильность строения — называются пороками древесины. В отличие от остальных материалов используемых для изготовления строительных конструкций, устанавливают сорт древесины не по уровню прочности, а в основном по точной оценке, найденных в древесине пороков.

Чем внимательнее учитываются пороки во время сортировки материала, тем выше возможность ее использования. Так как пороки существенно влияют на механические характеристики древесины. Влияние пороков на пригодность материала для строительства зависит от размеров, места расположения и вида поражения. Так пороки в некоторых сортах совершенно недопустимы, а в отдельных видах только снижают сорт. По этой причине каждый сорт древесины имеет уровень допустимых пороков, с учетом которых и проводится сортировка и оценка древесных материалов в зависимости от места использования.

Сучки

Так называют основание ветвей заключенное в древесине бревна, живых или погибших во время жизни дерева. Это наиболее распространенный недостаток древесины, наиболее вреден этот дефект по той причине, что нарушают однородность материала: поблизости от сучков волокна древесины искривляются, это стает причиной снижения прочности древесины. Кроме того сучки затрудняют качественную обработку материала и снижают возможное сечение пиломатериалов — брусьев и досок. Уровень ослабления древесины зависит от количества сучков, их расположения и размеров.

При наличии сучков прочность древесины может в несколько раз уменьшится. Особенно опасны и вредны любые сучки для частей конструкций, которые работают на растяжение — растягивающих участков балок, пояса ферм и пр. сучки на поверхности древесины внешне выглядят как круглые или овальные участки с самостоятельными годичными слоями. Называют такие сучки округло-овальными, в отличие от сшивных которые можно обнаружить в колотых, тесаных и пиленых материалах и имеют вид полос вклинивающихся к середине, образуемых годичными слоями.

В хвойных материалах можно найти лапчатые сучки (особенно часто встречают такие сучки у сосны). Они бывают в виде растянутых овалов или двух симметрично вклинивающихся полос.

Существуют сучки несквозные и сквозные, сучки сквозные выходят на две противоположные поверхности материала, а несквозные — выходят на одну сторону. По степень срастания сучка с древесиной ствола и по состоянию его древесины, существуют несколько его разновидностей: сросшиеся и твердые, сросшиеся и совершенно несросшиеся.

Твердый и сросшийся сучок отличается тем, что годовые слои составляют целое с древесиной вокруг нее по окружности и его длине.

Различают твердые сросшиеся сучки окрашенные, роговые и здоровые:

Сучок окрашенный бывает окружен полностью здоровой древесиной, но сучек сам начинает гнить, в это время его древесина еще твердая и сохраняет свою структуру, но на всем протяжении или местами по цвету отличается от нормального материала.
У сучка рогового здоровая древесина, но он сильно пропитан дубильными веществами или смолой. По цвету он намного темнее, чем древесина вокруг него и очень твердый.
Здоровый сучок без гнили, его цвет такой же, как и у окружающей древесины или немного темнее, что можно объяснить мелкослойностью сучка и тем фактором, что в нем направление слоев не такое, как в окружающей древесине.

Твердый частично сросшийся сучок — это бывшая ветвь, которая погибла при жизни дерева и после этого обросла новой древесиной, но срослась с ней не полностью. Сучки, которые не выходят на поверхность материала, называют заросшими.

Твердый несросшийся сучок создает в древесине гнилые участки или отверстия, которые ее ослабляют.

Такие сучки делятся на табачные, рыхлые и выпадающие:

Несросшиеся табачные сучки с полностью разложившейся древесиной, которая превращается в пеструю, коричневую или бурую массу, рассыпающуюся в мелкий порошок.
Несросшиеся рыхлые сучки окружены совершенно здоровым материалом, но сами они гниют, в это время их древесина размягчается и теряет свою структуру, хотя свою форму еще сохраняет.
Несросшиеся выпадающие сучки можно обнаружить только в фанере и в пиленых материалах. Они прочные, но непосредственно с клетками дерева не связаны и во время высыхания очень легко могут выпасть.

Сук дерева большой толщины, образующий минимальный угол с стволом, и глубоко пронизывающий ствол, называют пасынком. Довольно часто это отмершая или плохо росшая вторая вершина. На поверхности круглого лесоматериала пасынки внешне выглядят как вытянутый овал, а в уже готовых пиломатериалах — они похожи на полосы. Присутствие пасынка в материале существенно снижает механические характеристики древесины, и может снизиться сорт, вплоть до разряда простых дров. Уровень снижения сорта материала по вине дефекта зависит от наличия гнили и размеров пасынка и от состояния расположенных поблизости слоев древесины.

Несущие конструкции строительных объектов, очень часто, изготовляются из качественной древесины или используют для этого материал с полностью здоровыми и твердыми сучками, количество и габариты которых ограничены для вида материала. Древесина, с подгнившими сучками, для изготовления несущих конструкций использовать запрещено.

Деформации и трещины древесины

Различные деформации и трещины это обычный порок практически любой древесины, они появляются не только в процессе высыхания материала после его заготовки, но и во время его жизни от всевозможных причин — неравномерного усыхания ядра, раскачивания ветром, повреждения ствола морозами.

Существую трещины возникающие на еще растущем дереве, и трещины, которые появляются в срубленном стволе. К первому можно отнести так называемый метик, морозобоины и отлуп. При оценке мелкого материала трещины учитывают как единый недостаток независимо от их способа их появления. Присутствие таких дефектов нарушает целостность материала и уменьшает выход фанеры и качественных пиломатериалов. В зависимости от степени проникновения различают трещины сквозные и односторонние. Трещины отлупные так же считают сквозными, в том случае если выходят на одну сторону изделия в двух местах.

Метик

Этот недостаток - широкие продольные трещины внутри материала, которые пронизывают сердцевину ствола, но в тоже время не доходят до его края. Простой метик это трещины на торце ствола, размещенные по одному диаметру, а метик сложный это несколько трещин находящихся на торце материала, находящиеся под углом, но идущие по всей длине в разных плоскостях. В разновидностях древесины (кроме крупных материалов и круглого леса) метики существенно снижают сорт материала в зависимости от длины и глубины имеющихся трещин и места их расположения. Во время сушки материала метик постепенно увеличивается в размерах.

Отлуп

Не заполненную внутреннюю трещину - называют отлуп, он проходит по годовому слою и проходит вдоль бревна. Появляется отлуп в растущем дереве под влиянием мороза. В лесоматериалах круглого сечения отлуп можно обнаружить в виде кольцевых и дугообразных трещин, а в обработанных материалах он виден на торцах и на боку. Присутствие отлупа нарушает качество древесины, снижает сорт пиленого материала. Влияния этого дефекта на качество материала зависит от его длины.

Морозобоины

Морозной трещиной называют продольная трещина расположенная снаружи, широкая на поверхности ствола и становящаяся уже к его центру. Морозобоина может продлеватся на значительную часть материала, доходя почти до его центра. На поверхности ствола морозобоина выглядит как открытая трещина с гребнями или вздутиями по ее краям, которые появляются в результате разрастания коры и древесины.

Морозобоина появляется на растущем дереве по той причине, что при сильном и резком снижении окружающей температуры слои ствола на поверхности существенно уменьшаются в объеме, а слои внутри практически не изменяются по причине малой теплопроводности материала. Морозобоины нарушают, уродуют ствол, снижая сорт материала, кроме того, по их вине в древесине возникают различные гнили. Они довольно часто поражают древесину лиственных пород и намного реже — хвойные. В готовых пиломатериалах трещины от мороза в внешне выглядят как радиальные трещины большой длины с широкими годовыми слоями.

Трещины в результате усушки

При усушке древесины появляются радиальные трещины с наружной части ствола. На живых деревьях такой вид трещин появится, не может, их можно обнаружить очень часто в материале при его высыхании. От морозобоин и метиковых трещин они отличаются небольшой глубиной и меньшей протяженностью (обычно до 1 м). Размеры трещин которые возникают в результате усушки меняются в зависимости от влажности материала, и от температуры и влажности воздуха.

По месту расположения трещин на материале они бывают торцовые, боковые которые находятся на боковых сторонах материала, и кромочные, которые находятся на кромке. Дефекты последних видов могут продолжаться и на торцах пиломатериала. При установлении качества материала все трещины измеряют по их длине и глубине.

Коробление древесины

Коробление это деформация древесины во время сушки или распиловки.

Существует три вида коробления:

Поперечная — деформация материала по ширине;
Продольная — любой изгиб материала по длине;
Винтовая — изогнутость материала по длине в виде спирали.

Коробление материала изменяет форму ствола и затрудняет их использование, при изменении влажности материала величина коробления часто также меняется.

Коробление поперек ствола измеряется:

Соотношением максимального размера прогиба поперек доски к ее ширине,
Продольное коробление — отношением максимального размера прогиба по длине материала к длине;
Винтовое коробление определяется максимальным отклонением поверхности прямой линии плоскости.

Пороки ствола

Такие дефекты довольно распространены, их можно обнаружить очень просто, и в зависимости от уровня поражения заготовленные стволы бракуют.

Сбежистость

Этот дефект ствола состоит в значительном уменьшении диаметра бревна (или среза необрезной доски) по их длине от вершины до комля, это значительный порок, из сбежистого ствола получается материал с большим количеством перерезанных волокон, и в результате, с низкими механическими характеристиками, значительно повышается отход материала при его лущении и распиловке.

Закомелистость

Значительное увеличение среза комля дерева, называют закомелистостью, утолщенный комель длится в пределах 1 м длины ствола. В зависимости от вида комля различают ребристую и округлую закомелистость.

Кривизна ствола это его искривление по длине ствола, в зависимости от расположения изгиба существует кривизна односторонняя и разносторонняя. Кривизна односторонняя проходит в одной плоскости, а в разных плоскостях — разносторонняя. Такой недостаток при распиловке бревен существенно снижает выход пиломатериалов, уменьшает сорт, вплоть до изменения сорта до дровяной древесины. Уровень кривизны материала определяется изменением прогиба в сантиметрах к протяженности кривизны.

Нарост

Местное утолщение ствола называют наростом, он может быть разного размера и формы. Присутствие нароста на стволе сопровождается одновременно свилеватостью древесины. Можно обнаружить наросты в любом материале, но чаще он встречается у лиственных пород. Большие наросты существенно затрудняют переработку круглых материалов и их использование в строительстве.

Некоторые наросты, бывают очень прочными по причине свилеватости ствола у них привлекательный рисунок в разрезе, такой материал применяют для изготовления декоративной фанеры и токарных изделий. В не обрезных и круглых материалах размер нароста определяется в частях длины сортимента.

Пороки древесины

Любые отклонения от нормы называют пороками древесины, они могут быть обнаружены в отклонении расположения волокон, неправильном расположением годовых слоев или неравномерности ствола. Центральная часть ствола, также в отдельных сортах рассматривается как порок.

Неправильное расположение волокон

Аномальное направление волокон, смещение от продольной оси, называется косослоем (наклоном волокон). В зависимости от вида косослоя он бывает радиальным и тангентлльным.

Радиальный наклон — это неправильное размещение волокон радиальном направлении в годовых слоях по причине кривизны ствола или закомелистости.
Тангентальный наклон - можно увидеть на боковой поверхности бревна по непараллельному расположению смоляных ходов или различных трещин.

В зависимости от расположения годовых слоев и уровню наклона волокон, снижается прочность изготовленной фанеры и пиломатериалов. Кроме того, такой недостаток затрудняет обработку и использование древесины и ухудшает ее способность к изгибу. Материалы, у которых внутренняя структура с тангентальным наклоном волокон сильно коробится и усушивается.

Свилеватость

Путанное или извилистое внутреннее строение древесины называют свилеватостью. Этот порок можно обнаружить по волнистому рисунку материала, по строению коры по искривленному размещению годовых слоев. Свилеватость можно обнаружить у всех пород древесины, но в основном такой недостаток встречается у лиственных, этот порок возникает на отдельных участках или по всему стволу, особенно часто так происходит на комлевом участке ствола.

По виду расположения волокон различают 2 вида свилеватости — путанная или волнистая. Относительно правильное размещение волокон можно обнаружить при волнистой свилеватости, при путанной наблюдается их беспорядочное размещение. При свилеватости материала уменьшается прочность древесины и, увеличивается сопротивление материалу к раскалыванию в продольной линии. Ухудшается обработка материала, особенно затрудняет ее теску и стружку.

Свилеватость отдельных видов древесины (ясень, береза, клен, орех), применяют при производстве ножевой фанеры и отдельных декоративных поделок, так как путаное направление волокон материалов придает ей высокую прочность и красивую текстуру, что имеет большое значение при производстве декоративных и небольших токарных изделий.

Завиток

Искривление волокон в отдельном месте, вызванное присутствие проростей или сучком - называют завитком. Завиток на срезе имеет вид концентрических, замкнутых или изогнутых или частично перерезанных линий, образованных искаженными годовыми слоями. Завиток подразделяется сквозной, выходящий на одну сторону материала. Завиток, уменьшает прочность древесины, а также при ударном или статическом изгибе, наиболее сильно уменьшается прочность при размещении этого недостатков в растянутом поясе материала.

Крень

Изменение строения материала аномальным утолщением летней древесины с увеличением ее твердости называют кренью. Этот порок возникает в результате неправильного распределения напряжений в стволе живого дерева и часто встречается в наклонно растущих или кривых деревьях. В сжатой зоне ствола можно обнаружить у хвойных деревьев этот недостаток.

Наблюдается крень на сторонах сырья в виде темно-окрашенных участков. Крень, в зависимости от места расположения в стволе, различают прожилковую и сплошную. Прожилковая крень просматривается в виде полуколец, находящихся на годовых слоях бревна. Сплошная крень находится в торцовом разрезе, захватывая часть площади разреза на торцах ствола.

Присутствие крени в материале снижает ударный изгиб и сопротивляемость материала на растяжение, придает сырью склонность к растрескиванию и короблению, значительно снижая водопоглощение древесины, ухудшая ее внешний вид и возможность пропитки. К полюсам крени относят повышение твердости древесины.

Сердцевина

Обязательное присутствие в любой древесины сердцевины так же рассматриваться как ее естественный порок древесины, по той причине что эта часть ствола состоит в основном из непрочной и одновременно рыхлой паренхимной ткани, одновременной древесина, прилегающая к ней обладает увеличенной склонностью к растрескиванию.

На торцевых участках круглого леса центральная часть просматривается как участок расположенный по центру различной формы около 2-5 мм диаметром, а на радиальной части материалов— узкий прямой участок светлого или бурого цвета. Присутствие сердцевины в качестве недостатка не учитываются в круглых материалах, а в распиленных материалах определяется по ее расположению на торцах. В ответственных видах сортов присутствие сердцевины не допустимо.

Двойная сердцевина

Присутствие в пиломатериалах двойной сердцевины существенно снижает качество и ценность древесины. Этот недостаток заметен на одном разрезе по торцу ствола в случаях, когда разрез проходит возле участка раздвоения дерева, в этом месте в разрезе он имеет чаще всего не круглую форму, а овальную. Двойная сердцевина ухудшает переработку сырья и повышает выход отходов, а основная масса древесины приобретает склонность к растрескиванию.

Другие пороки

Такие недостатки встречаются намного реже и не оказывают большого воздействия на качество древесины.

Внутренняя заболонь это расположенные в зоне ядра сопредельные годовые слои, которые по цвету и другим свойствам похожи на заболонь, по своим механическим качествам внутренняя заболонь не отличается от ядра, но имеет низкую стойкость к гниению.
Ложное ядро — древесина темной окраски на внутренней части ствола, отличается от настоящего ядра не правильной формой и неоднородным строением, по механическим характеристикам похоже на заболонь.
Пятнистость древесины - можно обнаружить в лиственных породах, ее присутствие зависит от места размещения в стволе радиальных и тангентальных частей, на механические характеристики не оказывает какого либо влияния.
Сухобокость — омертвление ствола дерева с одной стороны, оно может появиться при его повреждениях (к примеру травмы коры) аномальных условий во время роста дерева, нарушает формы бревна иприводит к неравномерному расположению годовых слоев.
Проростью это участок мертвой или заросший участок. Прорость может быть закрытая и открытая, у готовых пиломатериалов — сквозная порость и односторонняя. Существование прорости сопровождается деформацией годовых слоев и нарушает целостность древесины.
Засмолок - это неправильное отложение смолы, при этом ткани дерева сильно пропитываются смолой, в результате снижается водопроницаемость материала и затрудняется его склейка и отделка, увеличивается способность древесины противостоять гниению. На механические дерева этот недостаток влияния практически не оказывает.
Смоляные кармашки — полость которая находится между годовыми слоями, эта пустота заполнена смолой, можно обнаружить исключительно у хвойных пород, особого влияния на качества материала не оказывают, единственное могут уменьшать прочность небольших деталей и затруднять декоративную отделку.
Водослой — участок спелой древесины или ядра с увеличенной влажностью и темным цветом, образуется в комлевой части дерева, чаще у хвойных. На прочность материала влияния практически не оказывает, только увеличивает способность к растрескиванию.

Повреждение древесины грибами и насекомыми

Червоточина

Повреждения, которые причиняют древесине насекомые, называют — червоточиной. Чаще всего они имеют внешне вид бороздок, которые находятся под корой, и овальных или круглых отверстий, которые направлены вглубь древесины. Можно обнаружить червоточину во всех породах древесины, в основном она поражает свежее срубленную древесину, но иногда перекидывается на растущий лес. Существенно поражаются ослабленные и сухостойные деревья на корню, червоточина снижает сорт материала.

Поверхностная червоточина не оказывают существенное влияние на механические характеристики древесины, при множестве ходов проделанных в материале может уменьшиться ее механическая прочность. У материала, пораженной червоточиной, еще уменьшается стойкость против гнили, насекомые переносят вызывающих гниение споры грибов. Такой материал нельзя использовать для изготовления деревянных конструкций используемых в строительстве. Червоточина возникающая на поверхности древесины возникает в результате деятельности жуков-короедов, червоточина проникающая в глубь древесины — жуками-усачами. В основном вредят растущие личинки насекомых. Часто насекомые, развившись в сыром материале, после его высыхания вновь не заводятся.

Заражение грибами древесины

Цвет древесины, которая заражена грибами, чаще всего меняется: она приобретает коричневый, красноватый или бурый оттенок. Вначале развивающиеся грибы влияют только на цвет зараженной древесины, в последующем воздействуют и на структуру, со временем разрушая ее. Отдельные виды грибов, меняют оттенок древесины, совершенно не разрушают ее. Цвет материала иногда может измениться под воздействием физических факторов, воздействующих на живые клетки. Гниль чаще всего возникает, в ядре дерева при его жизни, или центральной части ствола, куда может проникнуть инфекция через раны, корней, ствола или поврежденные сучки. Грибы, развитие которых стает причиной возникновения этих дефектов, в заготовленной древесине обычно не созревают, в случае если материал не сильновлажный.

Грибы, разрушающие древесину, провоцируют появление гнили, вырабатывают своеобразные ферменты, которые перерабатывают основную часть древесины целлюлозу, в вещество глюкозу, которая хорошо растворяется в воде, и впоследствии служит для питания и последующего размножения грибов. Масса древесины пораженной грибами, снижается, она через время покрывается продольными и поперечными трещинами, в результате снижается прочность, и материал в результате разрушается. Грибы растут при присутствии благоприятной температуры, необходимого количества влаги и кислорода.

Материал с влажностью не более 20% намного меньше гниет. Благоприятно воздействует на развитие гниения температура в пределах 25—40 градусов. Материал, полностью погруженный в воду (к примеру, сваи расположенные в воде), также длительное время не гниют, по той причине что размножение грибов тормозит отсутствие свежего воздуха. Древесина не загнивает и при низкой температуре, так как размножаются грибы только при положительной температуре.

Отдельные виды грибов хорошо растут только на живом дереве, другие — могут жить только на мертвой древесине, некоторые грибы хорошо живут — и на мертвом и на растущем дереве. Гниль на живом дереве постепенно понижает качество материала до полной потери ценности. Деструктивное развитие грибов, которые живут как на мертвом, так и на растущем дереве, часто начинается на растущем дереве и впоследствии продолжает жить на срубленной древесине. Организмы такого вида уничтожают древесину намного быстрее любых других грибов. По мере созревания гриба происходит изменение цвета материала, после появляются в древесине щели, она стает рыхлой, и как следствие древесина разрушается. На конечном этапе разрушения материал можно свободно растереть пальцами. Продолжает разрушаться дерево, пораженное грибами, и в готовых строительных конструкциях.

Часть грибов, растет на уже мертвом дереве, постепенно разрушая древесину, вызывая в первое время развития только незначительное изменение цвета. К такому виду относят синева, цветовые окраски, различные плесени и биржевые грибы. Организмы, которые преимущественно растут на мертвой древесине в различных сооружениях и зданиях, именуют домовыми грибами. Они сильно вредят, так как в подходящих для роста условиях могут в течение небольшого времени полностью разрушить древесину. Часто в материалах и конструкциях из дерева можно обнаружить настоящий домовой гриб, домовой пленчатый и, белый домовой гриб. Другие виды разрушающих дерево грибов хотя и существуют многих видов, но встречаются намного реже остальных.

При хранении сырая древесина может быть заражена, различными видами плесени, развитие которых приводит к появлению черного, голубого, сине-зеленого и другого окраски материала в зависимости от вырабатываемого грибами пигмента. Бывает плесень в виде отдельно расположенных пятен или сплошного налета. Развитие плесени не снижает механические характеристики древесины, но отрицательно сказывается на ее внешнем виде.

Основные свойства древесины Раздел 1 — Физические свойства древесины

Материаловедение свойства и структура материалов

ЧТО ТАКОЕ ДРЕВЕСИНА?

Древесина – один из древнейших и важнейших видов естественных материалов, используемых человечеством. Источник этого материала – лес.

Что же за материал – древесина?

Состоит она из целлюлозы, лигнина, золообразующих минеральных и органических экстрактивных веществ. Соотношение этих четырех веществ, а также различия в строении древесины приводят к тому, что древесина легкая и тяжелая, гибкая и жесткая, твердая и мягкая. Существующие в природе различные породы отличаются соотношением этих компонентов и клеточной структурой.

Многовековой опыт человечества и специальные исследования выработали и различное отношение к отдельным породам. Например, древесину дуба издревле использовали в судо - и мостостроении, бондарном производстве, производстве мебели, древесину осины – в производстве спичек, сосны – для столярных изделий (окна, двери), ели – в музыкальных инструментах, бука – в стульях и т.д.

Древесина имеет разнообразные размеры, фактуру, цвет, оттенки, что позволяет удовлетворять почти любые требования, предъявляемые к ней при изготовлении изделий. В отличие, например, от камня, являющегося еще более древним материалом, древесина позволяет создавать самые выразительные формы изделий.

Древесина имеет высокую удельную плотность (отношение предела прочности к массе), а сухая древесина имеет хорошие изоляционные свойства в отношении тепла, звука, электричества. Она может поглощать и рассеивать звуковые волны, что и делает ее незаменимой в производстве музыкальных инструментов. Древесина механически легко обрабатывается, ей могут быть приданы разнообразные формы. Отдельные детали из древесины легко соединяются между собой с помощью гвоздей, шурупов, нагелей, клея. Важное свойство древесины – хорошая пропитываемость , в том числе веществами, препятствующими гниению (антисептики), возгоранию (антипирены).

Деревья бывают лиственные и хвойные. Соответственнои древесина – хвойных или лиственных пород. Последние подразделяются на мягкие (липа, ольха, осина и др.) и твердые (дуб, граб, бук, ясень и т.д.). Береза занимает между ними промежуточное положение.

Дерево состоит из корней, кроны и ствола.

Ствол имеет форму, близкую к конусу, строение его – слоисто-волокнистое. Лучше всего оно видно на разрезах – поперечном, радиальном и тангенциальном. Поперечный разрез, как можно понять из самого названия, перпендикулярен оси ствола, тангенциальный проходит по касательной к годичному слою, а радиальный – по радиусу окружности торца ствола, через его центр.

На поперечном разрезе дерева хорошо видно его строение- снаружи кора, внутри древесина, в центре ствола – сердцевина.

Диаметр ств ола уменьшается от корня к вершине. Величина этого уменьшения, отнесенная к единице длины ствола, называется сбегом.

Древесину, как можно заметить на любой доске, пронизывают сучки, являющиеся продолжением ветвей в стволе. Между корой и древесиной имеется невидимый глазу слой камбия. Сама же кора имеет два слоя: наружный, называемый коркой, и внутренний – луб. Корка состоит из мертвых клеток и выполняет очень важные функции защиты дерева от резких колебаний температуры, не дает влаге, содержащейся в дереве, интенсивно испаряться, препятствует проникновению в дерево бактерий и грибов, предохраняет его от механических повреждений.

Внутренний слой -луб состоит из живых клеток. Цвет коры достаточно разнообразен (например, белый у березы, зелено-синий у осины, темно-серый у дуба и т.д.) и определяет цвет ствола дерева (знаменитая белая береза).

Между корой и древесиной имеется невидимый невооруженному глазу слой клеток – камбий. Рост древесины и коры происходит за счет деления и роста именно этих клеток. Естественно, что клетки древесины откладываются изнутри камбиального слоя, а коры – вне этого слоя. По мере увеличения диаметра ствола кора растягивается, на ней появляются трещины, часть из них зарастает, образуя выступы. Поскольку для каждой породы эти явления протекают по-разному, по структуре поверхности коры можно определять породу древесины.

Прирост древесины за один вегетационный период называется годичным слоем. Часть его, образовавшаяся весной, называется ранней древесиной, а в конце лета и начале осени – поздней. Годичные слои обычно отчетливо видны, а по их количеству легко определить возраст дерева: сколько колец, столько лет дереву.

Ранняя древесина годичного слоя значительно отличается от поздней, она мягче, легче, усыхает меньше в поперечном и больше в продольном направлении. Это предопределяет одно из фундаментальных свойств др евесины: из-за разного усыхания ранней и поздней древесины в ней возникают напряжения, приводящие к ее короблению, в отдельных случаях – разрушению (растрескиванию).

Рассматривая поперечный срез ствола, легко увидеть две зоны – наружную (заболонь) и внутреннюю (ядро). Обычно заболонь менее плотная, чем ядро, содержит намного больше влаги. Ядро у многих пород древесины темнее заболони, заметно плотнее. Оно более устойчиво к загниванию.

Важное свойство древесины – ее волокнистая структура. У лиственных пород волокна короче, длина их примерно равна 1мм. У хвойной древесины волокна длиннее – 3 – 8мм. Вот почему лучшие сорта целлюлозы, бумаги, древесноволокнистых плит делают из древесины хвойных пород.

В стволах деревьев находятся горизонтально расположенные, идущие от сердцевины к коре группы клеток, называемые сердцевинными лучами. Их назначение – проводить соки поперек ствола. Вдоль ствола соки у лиственных пород проводят сосуды, а у хвойных – волокна. Сердцевидные лучи очень хорошо видны у дуба, они украшают структуру его древесины.