Если рассматривать дерево, как строительный материал, с учетом комплекса механических, технологических, эстетических и экологических характеристик, у него явно нет конкурентов.
Натуральное дерево обладает привлекательными для человека качествами: низкой теплопроводностью, способностью поддерживать оптимальный уровень влажности, уничтожать в помещении вредные вещества, возможностью быстрого прогрева и сохранения комфортного климата внутри помещения в любое время года.
Древесина - плотный материал, из которого в основном состоят ствол, корни и ветви дерева.
Использование стволов хвойных пород:
1. Дрова;
2. Промышленная древесина;
3. Вершинный отруб (очень сучковатый) для брусков;
4. Серединный отруб (сучковатый) для брусьев, пластин, досок;
5. Нижний (комлевый) отруб почти без сучков для пластин, досок;
6. Подпил или подруб, который делается со стороны падения ствола;
7. Основной пропил напротив и несколько выше пропила (подруба);
8. Пень
Описание пород
Хвойные породы
Сосна занимает около 1/6 площади всех лесов России. Более распространенной породой является сосна обыкновенная. Она произрастает в Крыму и на Кавказе.
Древесина сосны достаточно мягкий материал. Хорошо обрабатывается. Используется для изготовления оконных, дверных блоков, мебели, лестничных маршей.
Ель занимает 1/8 часть покрытой лесом площади.
Древесина ели из-за большей сучковатости обрабатывается несколько хуже. Преимущества ее - однородность строения, белый цвет и малая смолистость.
Применяется в строительстве для изготовления оконных и дверных блоков, досок для покрытия полов, плинтусов, наличников, обшивки и раскладки, для изготовления бытовой мебели.
Ели используется для получения драни, гонта, стружки для упаковок яиц. Из коры ели получают дубильные материалы для кожевенной промышленности.
Лиственница занимает около 2/3 площади всех лесов нашей страны.
Древесина лиственницы имеет высокие физико-механических свойства: плотность и прочность ее древесины почти на 30 % выше, чем древесины сосны. Она обладает высокой стойкостью против гниения. Древесина лиственницы тяжелая.
Древесину лиственницы используют в случаях, когда требуется высокая прочность и стойкость против гниения (гидротехнические сооружения, сваи, столбы, связи, шпалы, рудничная стойка). В вагоностроении древесину лиственницы иногда применяют вместо древесины дуба. Используют ее в мебельном производстве, так как она имеет красивую текстуру.
Пихта. Древесина пихты обладает наиболее высокими физико-механическими свойствами пи не уступает древесине ели.
Древесину пихты используют наравне с древесиной ели.
Кедр. По физико-механическим свойствам древесина кедра занимает промежуточное положение между древесиной сибирской ели и пихты, но по стойкости против гниения превышает их.
Древесина кедра хорошо обрабатывается в разных направлениях; используется для производства карандашей, в столярно-мебельном производстве, для изготовления шпал, рудничной стойки и др.
Тис . Древесина тиса имеет красивый внешний вид и поэтому ценится в мебельном производстве, используется для внутренней отделки помещений, изготовления токарных и резных изделий, мелких художественных изделий.
Лиственные породы
Кольцесосудистые лиственные породы.
Дуб произрастает отдельными массивами на территории европейской части России, а также в Крыму и на Кавказе.
Древесина дуба характеризуется высокой прочностью и стойкостью против гниения, способностью к гнутью, красивой текстурой и цветом.
Древесина дуба используется в столярно-мебельном, паркетном и фанерном производствах. Высокая прочность и способность к гнутью обусловливают применение дуба в вагоно-, судо-, обозостроении, для изготовления клепки для бочек. Отходы дуба и дрова используют для дубильно-экстрактного производства.
Ясень обыкновенный произрастает в средней и южной полосе европейской части России, на Кавказе, в Крыму. Древесина ясеня отличается высокой прочностью и вязкостью, малой склонностью к растрескиванию, красивой текстурой.
Применяется наравне с древесиной дуба. Высокая ударная вязкость, способность к гнутью обусловливают применение ее для производства спортивного инвентаря (лыж, весел, теннисных ракеток), в обозо-, судо-, вагоно-, авиа- и автостроении, для изготовления лестничных перил и рукояток инструментов и др.
Вяз произрастает на европейской территории России. Древесина его довольно тяжелая, прочная, вязкая, хорошо обладает гнутостью. Применяют ее в основном в обозостроении для изготовления обода, полоза, дуг; в вагоно- и машиностроении (винты) и в столярно-мебельном производстве.
Ильм произрастает на европейской территории России и на Дальнем Востоке. Красивая текстура древесины ильма ценится в мебельном и фанерном производствах.
Карагач произрастает в южной полосе европейской части России, в Крыму, на Кавказе.
Карагач - ядовитая порода с узкой желтовато-бурой заболонью и коричневато-бурым ядром. Древесина его похожа на древесину ильма, поэтому области применения практически одинаковы.
Рассеянно-сосудистые лиственные породы с мягкой древесиной
Береза растет повсеместно.
Древесина березы применяется для производства лущеного шпона, фанеры, лож охотничьих ружей, лыж и древеснослоистых пластиков, древесностружечных и древесноволокнистых плит, целлюлозы, паркета, в строительстве и др. Из коры березы получают деготь.
Наросты и капы березы используют в качестве облицовочного материала в производстве мебели.
Высоко ценится и применяется при изготовлении сувениров, художественной мебели.
Тополь. Древесина у тополя мягкая, мало стойкая против гниения. Применяется в производстве целлюлозы, для изготовления долбленых лодок, корыт, деревянных лопат, деревянной посуды.
Кора осокоря (балабера) применяется для изготовления поплавков к рыболовным сетям.
Осина. Применение осины ограничивается наличием в древесине ядровой гнили. Основное применение древесины осины - в спичечной промышленности, для получения вискозы (искусственный шелк). Из древесины осины изготавливают игрушки, посуду, древесную стружку, кровельную плитку, дрань и стружку, гонт, кровельную стружку и пр.
Ольха. Растет на сильно увлажненных почвах. Свежесрубленная древесина ольхи белого цвета на воздухе быстро краснеет.
Древесина ольхи мягкая, легкая, однородного строения. Применяется в фанерном, столярно-мебельном производстве, а также для производства ящичной тары.
Липа. Древесина липы мягкая, легкая, однородного строения, хорошо режется, мало трескается и коробится. Малая формоизменяемость древесины липы обусловливает применение ее для изготовления чертежных досок, моделей в литейном деле. Резных изделий, деревянной посуды, карандашей; из липы изготавливают тару под пищевые продукты (мед), древесную стружку, игрушки; из коры липы получают мочало.
Рассеянно-сосудистые лиственные породы с твердой древесиной
Бук произрастает на Кавказе и в Крыму, в Белоруссии.
Древесина бука очень прочная, с красивой текстурой на радиальном разрезе, хорошо гнется, подвержена загниванию. Из древесины бука изготавливают гнутую мебель, клепку для бочек под сливочное масло и нефтепродукты, паркетный фриз, строганый шпон, чертежные принадлежности (линейки, треугольники), сапожные колодки, корпуса для столярного инструмента, применяют ее в обозо- и машиностроении.
Древесина бука - ценное сырье для сухой перегонки, так как дает высокие выходы уксусной кислоты и креозота.
Орех произрастает на Кавказе и Дальнем Востоке. Древесина ореха довольно тяжелая, твердая и прочная, имеет красивый цвет и текстуру. Она хорошо обрабатывается, полируется и поэтому высоко ценится в мебельном и фанерном производстве; идет на внутреннюю отделку помещений, изготовление токарных и резных изделий, лож охотничьих ружей.
Граб обыкновенный произрастает в Крыму и на Кавказе. Древесина граба очень тяжелая, твердая, хорошо сопротивляется истиранию, при высыхании коробится и растрескивается.
Применяется в машиностроении (изготавливают винты. Шестерни, погонялки для ткацких станков, рукояти инструментов), для изготовления токарных изделий, сапожных гвоздей.
Клен произрастает на Кавказе, в Крыму и на Украине. Древесина клена твердая, плотная, тяжелая и прочная. Применяют ее в мебельном производстве, музыкальной промышленности, машиностроении (детали текстильных машин); из клена изготавливают колодки рубанков, сапожные колодки и др.
Груша произрастает в средней и южной полосе европейской части России, в Крыму и на Кавказе. Древесина груши твердая, тяжелая, однородного строения. Хорошо обрабатывается и полируется, имитируется под черное дерево. Используется для изготовления высококачественной мебели, музыкальных инструментов. Строганого шпона. Она мало коробится и из нее изготавливают чертежные принадлежности (линейки, лекала), оправы для оптических приборов.
Платан или чинара, произрастает на Кавказе и в Закавказье. Древесина платана используется в мебельном производстве в качестве отделочного материала и для изготовления различных художественных изделий.
Самшит произрастает на Черноморском побережье Кавказа и в Крыму. Древесину самшита применяют для изготовления духовых инструментов (флейты), ткацких челноков, гравировальных досок, пуговиц, резных и токарных изделий.
Рябина произрастает в России повсеместно. Древесина плотная, тяжелая, твердая и прочная, хорошо сопротивляется ударам. Древесина рябины применяется для изготовления рукояток к ударным инструментам, токарных изделий и др.
Иноземные породы
Секвойя произрастает в основном в Северной Америке. Это самое крупное дерево на земном шаре, отличается большой долговечностью. Сохранились деревья, имеющие высоту 120 метров и диаметр в комле 15 метров в возрасте 6000 лет. Разводится и хорошо культивируется на южном берегу Крыма и Черноморском побережье Кавказа.
По физико-механическим свойствам секвойя близка к древесине ели, но более стойкая против гниения. Применяется древесина секвойи в мебельном производстве, для отделки вагонов, кают, в карандашном производстве.
Красное дерево . Под названием красного дерева в международной торговле идет древесина ряда древесных пород, дающих древесину красного цвета различных оттенков.
Наиболее распространенная порода по красоте и цвету древесины - американское махагони, произрастающее в Центральной Америке.
Древесина махагони отличается высокими механическими свойствами, почти не коробится и не растрескивается, хорошо полируется. Применяется для изготовления высококачественной мебели, внутренней отделки пассажирских вагонов, пароходных кают.
Черное дерево. Под этим названием в торговле идут породы, дающие древесину черного цвета. Один из лучших сортов - индийское черное, или эбеновое, дерево, произрастающее в Индии.
Применяют эту древесину для изготовления деревянных духовых инструментов, клавишей роялей и пианино, для инкрустаций в мебельном производстве.
Бакаут - вечнозеленое дерево, произрастающее в тропической зоне.
Древесина бакаута очень плотная, твердая, тяжелая, с запахом ванили. Она трудно поддается обработке, трудно раскалывается. В древесине бакаута содержится до 26% смолы и около 3% слизистых веществ. Которые с водой дают эмульсию и тем самым уменьшают трение.
Древесина бакаута применяется для изготовления деталей машин, от которых требуется твердость и высокое сопротивление истиранию.
Палисандр. Древесина очень тяжелая, мало усыхает, хорошо полируется. Применяют ее для изготовления пианино, художественной мебели, наборного паркета.
Каждая порода дерева обладает механическими свойствами и характеризуется способностью древесины сопротивляться воздействию внешних сил, а также технологическими свойствами.
К механическим свойствам древесины относятся: прочность, твердость, ударная вязкость (табл. 1)
|
Древесные породы |
Плотность кг/м 3 (при 12% влажности) |
Предел прочности, МПа |
Торцовая твердость, МПа |
Ударная вязкость, Дж/м 2 (при 12% влажности) |
|||
|
Сжатие вдоль волокон |
Статический изгиб |
Скалывание вдоль волокон |
|||||
|
Радиальное |
Торцовое |
||||||
|
Хвойные |
|||||||
|
Лиственница |
51 993 |
||||||
|
Сосна обыкновенная |
41 202 |
||||||
|
Ель |
39 240 |
||||||
|
Пихта сибирская |
29 430 |
||||||
|
Лиственные |
|||||||
|
Граб |
15,6 |
19,4 |
99 081 |
||||
|
Ясень |
13,9 |
13,4 |
88 290 |
||||
|
Бук |
11,6 |
14,5 |
80 442 |
||||
|
Дуб |
10,2 |
12,2 |
76 518 |
||||
|
Береза |
11,2 | 47 | 93 195 | ||||
Таблица 1. Показатели физико-механических свойств древесины
Что такое прочность древесины и от чего она зависит?
Прочность - это способность древесины сопротивляться разрушению (разделению на части) под действием механических усилий.
Прочность древесины зависит от направления и скорости действия нагрузки, породы древесины, ее плотности, влажности и наличия пороков: пороки, особенно сучки и трещины, сильно снижают прочность древесины; с увеличением плотности древесины увеличивается и ее прочность; влажность уменьшает прочность древесины. Прочность зависит от характера и направления действия нагрузок. Например, прочность древесины вдоль волокон под действием растягивающих нагрузок около 130 МПа, а под действием сжимающих нагрузок - около 50 МПа; прочность под действием изгибающих сил - около 100 МПа, прочность при скалывании - около 0,5 МПа.
Что такое твердость древесины и от чего она зависит?
Твердость характеризуется способностью древесины сопротивляться внедрению в нее более твердого тела. Твердость древесины в торцовом направлении выше твердости в тангенциальном и радиальном направлениях в среднем на 30-40%.
Твердость древесины, высушенной до 12% влажности, в 1,5 - 2,0 раза больше твердости древесины 30%-ной влажности. Чем выше твердость древесины, тем труднее ее обрабатывать.
Что такое ударная вязкость?
Ударная вязкость - это способность древесины поглощать работу при ударе без разрушения. Вязкость древесины деревьев лиственных пород примерно в 1,5-2,0 раза выше вязкости древесины хвойных пород (см.табл.1).
Технологические свойства древесины.
При оценке свойств древесины как конструкционного материала учитывают ее способность удерживать металлические крепления (гвозди, шурупы и т.п.), износостойкость, способность древесины к изгибу и сопротивление раскалыванию.
Рассмотрим способность древесины удерживать металлические крепления (гвозди, шурупы, скрепы и др.). Для выдергивания гвоздей, забитых поперек волокон, требуется усилие в 1,5 раза выше, чем гвоздей, забитых в торец. Для выдергивания шурупов требуется приложить значительно большее усилие, чем для выдергивания гвоздей, так как приходится преодолевать трение и разрушать волокна, между которыми находится резьба шурупа. Однако забитый шуруп удерживает соединение слабее гвоздя. Поэтому необходимо правильно выполнять соединение шурупами, т.е. шурупы следует завинчивать. Способность древесины удерживать металлические крепления возрастает с увеличением ее плотности.
Износостойкостьхарактеризуется способностью древесины противостоять разрушению в процессе трения. Наибольшей износостойкостью обладают торцовые поверхности. Износ уменьшается с повышением твердости и плотности древесины (см.табл.1), а также с уменьшением влажности.
Раскалываемость - это способность древесины под действием клина разделяться на чисти вдоль волокон. Сопротивлениедревесины раскалываниюувеличивается с повышением ее вязкости. Наличие пороков, например сучков, ухудшает раскалываемость древесины.
Ни один из строительных материалов не обладает такими качествами, как древесина. Она очень удобна в обработке. Кроме того, это один из самых прочных, легких материалов, долго сохраняющих тепло и приятный запах.
Для того чтобы приступить к работе с древесиной, обязательно потребуется терпение. Не беда, если что-то с первого раза не будет получаться – все приходит с опытом. Глазомер и твердая рука могут быть помощниками, которые не позволят ошибиться при резании, пилении, сверлении, долблении и вытачивании древесины.
Древесина не относится к капризным строительным материалам, но некоторые ошибки она просто не простит: нельзя будет надставить несколько сантиметров неровно отпиленной доски или выровнять испорченную поверхность без ущерба будущему изделию. Это не пластилин и не глина, но в пластичности им древесина не уступает.
Сырая или специально вымоченная древесина прекрасно принимает ту форму, которую вы пожелаете ей придать.
При работе можно либо исказить, либо подчеркнуть рисунок древесины. Во втором случае выполненное изделие только выиграет и прекрасно будет смотреться без покрытия слоем краски. А усилить игру тонов помогут различные древесные лаки, которые наносятся на поверхность двумя-тремя тонкими слоями.
Для того чтобы задуманное изделие максимально подчеркивало текстурный рисунок древесины и не противоречило ему, необходимо изучить его.
Нет такого бруска древесины, на котором бы не прослеживалось направление роста волокон. Наиболее полное представление о том, что получится из выбранного бруска, может возникнуть только в том случае, если распилить брусок по трем направлениям: под углом в 45°, вдоль волокон и поперек них.
Срез под углом в 45° называется тангентальным срезом, который дает текстуру древесины в виде конусообразных линий (рис. 1, а). Срез вдоль волокон даст радиальный срез, который покажет вертикальные линии волокон (рис. 1, б). Срез, проходящий поперек волокон, по сути дела, представит текстуру дерева из годичных колец (рис. 1, в). Такой срез и будет называться поперечным.
Рис. 1. Виды срезов: а – тангентальный; б – радиальный; в – поперечный.
Если правильно расположить на бруске задуманный чертеж, то внешний вид будущего изделия только выиграет. Кроме того, сложность и красота будущего рисунка напрямую зависят от разнообразия текстуры древесины.
Строение древесины
Сделав только поперечный срез, можно четко рассмотреть строение древесины. Каждый брусок необтесанного дерева имеет кору – это кожа дерева, которая не используется в работе, ее обязательно снимают. Под корой располагается зона роста дерева, которая практически неразличима невооруженным глазом.
На свежем спиле растущего дерева слой камбия представлен очень хорошо. Если снять кору, откроется тонкая прослойка влажной ткани зеленоватого цвета – это и есть камбий. За камбием расположена собственно древесина с годичными кольцами.
Древесину еще называют заболонью. В центре каждого дерева есть ядро, которое по цвету может сливаться с заболонью или иметь более темный цвет. В зависимости от этого разделяют заболонные породы древесины, где ядро не имеет ярко выраженной структуры и клетки расположены так же плотно, как и в заболони (рис. 2, а), и ядровые, где, соответственно, ядро хорошо различимо (рис. 2, б). Иногда заболонные породы дерева называют безъядровыми.
Рис. 2. Виды пород: а – заболонные; б – ядровые.
К ядровым древесным породам относятся все хвойные (сосна, кедр, ель, тис, лиственница) и некоторые лиственные породы, например дуб, ясень, тополь. Большинство лиственных пород составляет ряд заболонных, или безъядровых: береза, граб, ольха, клен.
Кроме микроструктуры древесины, к ней относится плотность расположения древесных клеток. На создание композиции и возможность использования того или иного бруска в работе влияет макроструктура древесины, представленная годичными кольцами и сердцевидными сосудами.
К макроструктуре также относится наличие различных сучков, наростов и неразвившихся побегов-глазков, которые отклоняют годичные кольца и образуют различные свилеватости.
Древесина, где наиболее четко различимы годичные кольца, горизонтальные и вертикальные сосуды, представляется наиболее интересной для обработки. Практически все хвойные породы – сосна, лиственница, пихта, ель, кедр – обладают такой древесиной.
Физические свойства древесины
К физическим свойствам древесины относятся ее плотность, влажность, теплопроводность, звукопроводность, электропроводность, стойкость к коррозии (то есть способность противостоять действию агрессивной среды), а также ее декоративные качества (цвет, блеск, запах и текстура).
Плотность древесины – это отношение ее массы к объему, измеряемой в г/см3или кг/м3. Зависит этот показатель от породы древесины, возраста, условий роста, ее влажности. Нет необходимости вдаваться в подробности изучения данного показателя; достаточно знать, что древесина, отличающаяся большей плотностью, служит гораздо дольше и менее подвержена необратимым изменениям, чем менее плотная (однако следует учесть, что для чистоты сравнительного анализа плотность древесины измеряют на образцах влажностью 15 %). Самая большая плотность у дуба, далее по убывающей следуют: ясень, клен, лиственница, бук, береза, орех, сосна, липа, осина, ель, пихта.
Влажность лесоматериалов, используемых в строительстве и при изготовлении деревянных изделий, является показателем ее качества и долговечности. На практике различают древесину: комнатно-сухую, с влажностью 8–12 %; воздушно-сухую искусственной сушки, с влажностью 12–18 % (эти два вида древесины получают путем сушки пиломатериалов в сушильных камерах); атмосферно-сухую естественной сушки, с влажностью 18–23 % (получают в результате продолжительного хранения лесоматериалов, уложенных штабелями на прокладках в сухих, проветриваемых помещениях или под навесом, без допуска воздействия прямых солнечных лучей), влажную древесину, с влажностью более 23 %.
Чем меньше показатель влажности древесины, тем меньше она подвержена гниению. Однако не следует стремиться использовать лесоматериалы наименьшей влажности. Дело в том, что структура древесины очень гигроскопична: она легко отдает переизбыток влаги при повышении температуры и уменьшении влажности окружающей среды и с такой же легкостью впитывает влагу при снижении температуры и повышении влажности окружающей среды. Это неминуемо приводит: в первом случае – к усушке древесины (уменьшению ее объемных размеров); во втором случае – к ее разбуханию (увеличению объемных размеров). И усушка, и разбухание изменяют объемные размеры деревянной детали неодинаково в различных направлениях; результат этого – коробление древесины, деформация деревянных конструкций, что в конечном итоге приводит их в негодность. Самый простой способ предупреждения коробления – применение древесины, влажность которой в момент использования соответствует эксплуатационной влажности.
Теплопроводность, звукопроводность. Деревянные дома из сруба или бруса хорошо удерживают тепло. Здоровая древесина способна распространять звук вдоль волокон: если после удара по комлевой части бревна, доски или бруса слышится чистый звенящий звук, то это говорит о высоком качестве древесины; прерывистый, глухой звук свидетельствует о ее загнивании.
Коррозионная стойкость древесины очень важна для строений и изделий, изготовленных из нее, особенно тех, которые эксплуатируются в основном под открытым небом. Следует отметить, что хвойные породы более стойки к коррозии по сравнению с лиственными, поскольку хвойная древесина пропитана природными смолистыми веществами.
Цвет, блеск, запах и текстура являются физическими свойствами древесины, позволяющими визуально определить ее породу.
Цвет способен указать на качество: например, синеватая окраска хвойной древесины свидетельствует о начальной стадии загнивания (цвет здоровой сосны – от коричневато-желтого в зонах, насыщенных смолой, до светло-желтого; цвет ели – от светло-желтого до белого); черные и темно-коричневые пятна на буковой древесине – признак загнивания (цвет здорового бука – от желто до розовато-бежевого).
Свидетельствовать о пороках древесины может и изменение запаха: если в помещении, где хранится древесина бука, ощущается стойкий запах прелой листвы, а запах в помещении, где хранятся сосновые лесоматериалы, затхлый – это явный признак процессов гниения.
Текстура древесины зависит от распила, а механическая прочность тех или иных досок или брусков – от вида разреза (рис. 3). Но и цвет, и блеск, и текстура имеют чисто декоративное значение.
Рис. 3. Составные части поперечного распила ствола и текстура древесины на трех разрезах: а – составные части поперечного распила ствола: 1 – лубяной слой коры; 2 – камбий; 3 – заболонь; 4 – ядро; 5 – сердцевина; 6 – сердцевидные лучи; б – текстура древесины сосны на трех разрезах: 1 – на поперечном; 2 – на радиальном; 3 – на тангентальном.
Механические свойства древесины
Механические свойства древесины более важны, так как от них зависят прочность и долговечность сооружений и изделий из дерева.
Механическая прочность древесины – это ее возможность противостоять различным статическим и динамическим нагрузкам. По направлению действия нагрузок различают прочность на сжатие, изгиб, скалывание (сдвиг), растяжение (рис. 4). При этом предел прочности древесины на сжатие и растяжение при направлении нагрузки вдоль волокон значительно выше, нежели при направлении нагрузки поперек волокон. Механическая прочность древесины зависит от ее физических свойств: увеличение влажности снижает прочность, а плотная древесина более прочна, чем легкая и рыхлая.
Рис. 4. Испытание прочности древесины: а – направление нагрузки: 1 – вдоль волокон; 2 – поперек волокон радиально; 3 – поперек волокон тангентально.
Пластичность – способность деревянной детали изменять форму под воздействием нагрузки и сохранять эту форму после снятия приложенной нагрузки. Это свойство имеет значение при изготовлении гнутых деталей: важно знать, что с увеличением влажности и температуры древесины ее пластичность увеличивается; поэтому детали, которые нужно выгнуть, обрабатывают горячей водой или паром. Высокой пластичностью (по убывающей) обладает древесина бука, вяза, дуба, ясеня. Хвойные породы древесины пластичностью, достаточной для сгибания деталей, не обладают вследствие прямолинейной структуры волокон.
Твердость древесины обусловлена ее способностью сопротивляться внедрению инородных тел. По этому признаку древесину разделяют на твердую – бук, дуб, клен, ясень, вяз, лиственница (самые твердые – самшит и акация) и мягкую – липа, ель, сосна, ольха.
Твердость определяет еще одно механическое свойство древесины – ее износостойкость, способность противостоять трению. Здесь имеется прямая взаимосвязь: чем тверже древесина, тем выше показатель ее износостойкости.
Из книги: Коршевер Н. Г. Работы по дереву и стеклу
Выбор древесины для художественных работ обусловлен целым рядом особенностей. В зависимости от характеристики материала и вида предстоящих работ резчик определяет, какое дерево ему требуется.
Все деревья и кустарники делятся на хвойные и лиственные. Хвойные породы обладают чешуйчатыми или пластинчатыми хвоинками, их древесина (кроме можжевельника, ели и тиса) пронизана смоляными ходами. Практически все хвойные породы меняют хвою один раз в три года, и только лиственница делает это каждый год.
Лиственные породы (кроме субтропических вечнозеленых) ежегодно сбрасывают листву – пластинчатые листья разнообразной формы.
У древесины лиственных пород нет смоляных ходов, зато имеются сосуды, являющиеся частью сокопроводящей системы. Есть деревья, у которых на защищенном торце четко видны эти сосуды. Такие породы называют крупнососудистыми. Их разделяют на кольцесосудистые (вяз, дуб, каштан съедобный, ясень, ильм и др.) и рассеянно-сосудистые (хурма, грецкий орех).
Большинство произрастающих в средней полосе пород деревьев являются мелкососудистыми. Это береза, осина, тополь, ива, яблоня, рябина, ольха, клен и др.
Среди лиственных особо выделяются породы с твердой древесиной: груша, клен, бук, граб, орех. К твердым мелкососудистым относятся также породы, произрастающие в южной зоне: лимон, самшит, белая акация, тис, мандарин.
Чтобы выбрать нужный материал, узнать, будет ли он пригоден для данного вида работы, необходимо знать, какими свойствами обладает та или иная порода. Например, для рельефной и мелкой плоскорельефной резьбы мягкие хвойные породы не подойдут. Изящная резьба на фоне красочной текстуры, которая и сама по себе является украшением, просто «потеряется».
Кроме того, у хвойных пород плотность ранних и поздних слоев древесины разнится, и ровно вести резец не так-то просто. Мешает обработке и смолистость древесины. Чаще всего хвойные породы используются для создания монументальных работ.
Белая с розовым или слабым красноватым оттенком древесина липы относится к мягким безъядровым породам. Годичные слои на всех срезах видны не очень четко, сердцевинные лучи тоже слабо различимы. На поперечном срезе они имеют вид тонких блестящих линий, на радиальном представляют собой темноватые пятна. Древесина легкая и пластичная и потому прекрасно подходит для мелкой резьбы. Она хорошо поддается распиловке, обработке резцом, легко окрашивается.
При сушке древесина липы сильно усыхает и коробится.
Луб старой коры применяют для производства бумаги, столярных, резных и точеных изделий.
Похожими свойствами обладают и такие мягкие лиственные породы, как ольха, осина, тополь.
Древесина ольхи относится к мягким породам. Она хорошо поддается обработке режущими инструментами, легко полируется, не создает трудностей во время прессовки и пропитки, а вот сверлить ее не так-то просто. Основными характеристиками являются легкость, вязкость, относительная прочность и податливость. Древесина ольхи не трескается при сушке и не колется во время резьбы.
На срезе древесина быстро желтеет, нередко приобретает яркий оранжевый оттенок. Постепенно окраска бледнеет, становится сероватой. После покрытия олифой или маслом приобретает равномерный интенсивный цвет, отличающий ее от других пород. Под воздействием солнечного света древесина ольхи за 2–3 месяца утрачивает оранжевый оттенок и внешне становится сходной с древесиной сосны.
Существенный недостаток древесины ольхи – сердцевинные включения темно-бурого цвета, нарушающие ее равномерную текстуру и окраску. Причем продольные черточки могут быть как узкими, так и довольно широкими.
При детальном рассмотрении структуры ольхи видно, что деление на заболонь и ядро отсутствует. Очертания годичных слоев извилистые, размытые и практически незаметные. Один годичный слой отделен от другого тонкой темной полоской, более плотной, чем остальная древесина. Располагается окантовка вдоль всей протяженности внешней границы слоя. Многочисленные сосуды едва различимы невооруженным глазом, их расположение тяготеет к радиальному.
Древесина ольхи используется для изготовления музыкальных инструментов и декоративных изделий. Особенно ценным в художественном отношении является кап ольхи.
Древесина осины относится к безъядровым породам. Она имеет однородное строение, благодаря чему без труда режется по всем направлениям, легко лущится, раскалывается на ровные части, хорошо пропитывается различными составами, прочно впитывает краску. Основными ее характеристиками являются легкость, упругость и высокая прочность, усиливающаяся со временем. Молодая осина, срубленная весной в дни соконаполнения и высушенная на воздухе (без попадания прямого солнечного цвета), приобретает прочность кости. Древесина осины не боится влаги, не коробится и не трескается при сушке.
На срезе древесина светлая, почти белая, с легким зеленоватым оттенком. Со временем становится серой и приобретает знаменитое серебристое свечение, которым славятся кровли северных памятников древнего зодчества. Обладая высокой устойчивостью к воздействию атмосферных явлений, древесина осины даже без специальных покрытий сохраняет естественный вид на протяжении десятилетий.
Текстура этой древесины тонкая. Годичные слои слабо различимы, однако более заметны, чем у березы. На радиальном срезе можно рассмотреть сердцевинные лучи, которые представляют собой узкие блестящие штрихи.
Из-за своих свойств древесина осины имеет широкий спектр применения. Идеально подходит она для изготовления посуды, игрушек и предметов быта. Чрезвычайно удобны в работе инструменты с рукояткой из осины, так как они обладают высокой прочностью, легкостью и позволяют избежать образования мозолей (в отличие от березы).
Легкость шлифовки и полировки позволяет использовать древесину для выполнения цельнорезных орнаментов особой сложности, украшений и поделок с глухой резьбой.
Основным недостатком является ядровая гниль, часто встречающаяся в стволовой древесине осины. Это осложняет деревообработку (токарные работы, сверление и т. д.) и делает низким процент выхода деталей.
Мягкая древесина тополя имеет беловатую или светло-коричневую заболонь и ядро разнообразной окраски – от желтой до темно-коричневой. Широкие годичные кольца четко очерчены, а вот сосуды почти неразличимы. Чаще всего они равномерно покрывают годичные кольца, но иногда представляют собой радиальные ряды.
Поверхность радиального среза слегка блестит, сосуды на нем имеют вид мелких желобков. Сердцевинные лучи тонкие и почти не видны ни на одном из срезов.
Тополь неплохо обрабатывается режущими инструментами, хотя и не так свободно, как липа, потому что резец немного вязнет в древесине.
Широко используется в качестве поделочного материала.
Древесина ясеня относится к ядровым породам. Характеризуется высокой прочностью, упругостью и стойкостью. Легко поддается обработке режущими инструментами, без труда полируется, однако нуждается в порозаполнении при отделке. Резчики по дереву высоко ценят ее за красивый рисунок.
На срезе ядро древесины окрашено в светло-бурый цвет, постепенно переходящий в желтовато-белый в области заболони.
Текстура древесины кольцепоровая, вдоль колец идут хорошо заметные волнистые линии. Сосуды толстостенные, перемежающиеся многочисленными узкими сердцевинными лучами. Древесина ясеня используется для изготовления предметов мебели, паркета и лестничных перил. Главным недостатком ясеня является длительность процесса сушки и частое образование трещин. Растрескивания готовых поделок можно избежать при соблюдении всех правил сушки.
Древесина айвы принадлежит к числу безъядерных пород. Она легко поддается обработке режущим инструментом, без труда полируется, подходит для любых видов. Текстура древесины легкая. Древесина айвы отличается умеренной прочностью, не растрескивается во время сушки. Главным недостатком является плохая устойчивость к гниению.
Видимое разделение на ядро и заболонь отсутствует, годичные кольца не различимы невооруженным глазом. Волокнистые сосуды рассеяны по всему полотну древесины. Сосуды однотипные, различающиеся по длине члеников.
На срезе древесина окрашена в светло-желтый цвет, нередко с розоватым оттенком.
Красивый рисунок делает ее одним из любимых материалов мастеров по мелким резным изделиям или поделкам.
Береза относится к заболонным породам. Ее древесина окрашена в белый цвет с желтоватым или легким красноватым оттенком. Окраска равномерна по всему сечению ствола. Годичные кольца слабо различимы по всем срезам. С внешней стороны годичных колец можно увидеть тонкую полосу – позднюю часть годичного слоя древесины. Она темнее ранней части. Годичные слои не широкие, на поперечном срезе их границы четко просматриваются.
На поперечном разрезе видны равномерно рассыпанные мелкие сосуды, на продольном сосуды почти не различимы, но если смотреть на них через лупу, они представляют собой мелкие штрихи. Узкие сердцевинные лучи практически не заметны на тангенциальном и торцевом срезах, зато на радиальном они видны как короткие штрихи и точки. Благодаря сердцевинным лучам продольные поверхности березы кажутся блестящими. Пересеченные сосудами сердцевинные лучи изгибаются, а при пересечении годичных колец расширяются.
Древесина березы прекрасно поддается механической обработке и хорошо режется. Ее нетрудно обточить на токарном станке.
Древесина с ядром и заболонью. Заболонь желтая, светло-желтая или беловатая, ядро буроватое или темно-бурое, может иметь зеленоватый или коричневый оттенок. Годичные кольца хорошо заметны. Древесина рассеянно-сосудистая, иногда с несильно выраженной кольцесосудистостью. Твердая, но хорошо обрабатывается, поэтому ее часто применяют для отделочных работ и изготовления декоративных поделок.
Древесина дуба очень прочная, стойкая и тяжелая, хорошо высушивается. Имеет множество сердцевинных лучей. Ядро окрашено в коричневый с серовато-зеленым оттенком цвет. В наиболее широкой части весенней древесины можно заметить разбросанные местами крупные сосуды.
Древесина легко подвергается обработке режущими инструментами, хорошо окрашивается и отделывается лаком.
Боярышник
Красноватая или розовая древесина с темным ядром и хорошо видимыми годичными слоями. Легко обрабатывается практически любыми режущими инструментами, хорошо поддается окрашиванию и лакировке.
Подходит для резных и токарных изделий. Благодаря своей прочности часто используется для создания рукояток к ударным инструментам.
Древесина с ядром и заболонью, годичные слои хорошо заметны на всех срезах. Заболонь желто-белая, ядро желтовато-коричневое. Кора каштана гладкая. Сердцевинные лучи тонкие и на поперечном срезе не заметны.
Древесина каштана немного мягче и легче, чем у дуба. Без особого труда обрабатывается режущими инструментами, прекрасно полируется и долго сохраняет внешнюю отделку.
Желтоватая (иногда с красноватым оттенком), без блеска древесина бука имеет ложное ядро, окрашенное в красновато-бурый цвет. Годичные слои и широкие лучи хорошо видны на всех срезах. Узкие лучи можно заметить только на торцевом срезе.
Древесина обладает красочной текстурой и имеет физические и механические свойства, похожие на свойства дуба, березы и ясеня.
Отлично сушится, быстро усыхает, однако может слегка коробиться. При неправильной сушке растрескивается. Твердая и довольно тяжелая, хорошо обрабатывается и легко колется. В числе достоинств – гибкость и пластичность, один из недостатков – нестойкость по отношению к гнилостным процессам.
Резчикам следует помнить, что ядро бука плохо пропитывается, но с легкостью подвергается распиловке и отделке.
Заболонная порода без видимого ядра. Древесина без блеска, равномерного серовато-белого цвета. Годичные слои хорошо заметны благодаря извилистым контурам. Сосуды невозможно увидеть без помощи лупы. На радиальном срезе можно заметить тусклые сердцевинные лучи.
Древесина граба твердая и прочная. Обрабатывается с трудом, зато хорошо окрашивается. Из нее иногда делают имитации черного дерева.
Древесина с красочной текстурой, серо-коричневым или буро-коричневым ядром, имеющим неравномерные темноватые прожилки. Встречаются разные по цвету экземпляры – от совсем светлого до желтовато-серого. При искусственной сушке древесина приобретает темно-серый оттенок. Заболонь серовато-бурая, широкая. На всех срезах отлично видны сосуды и годичные слои.
Древесина тяжелая и твердая, хорошо обрабатывается всеми режущими инструментами. Легко окрашивается, лакируется и полируется.
Имеет красновато-бурое ядро и заболонь, окрашенную в сероватый цвет. Ложные сердцевинные лучи придают древесине серебристый блеск. Годичные слои и мелкие сосуды почти не заметны, зато сердцевинные лучи широкие и видны на всех срезах. На радиальном срезе лучи образуют узор, характерный только для платана.
Древесина тяжелая, не поддается гниению. Сушится хорошо, но слегка коробится.
Легко обрабатывается, поддается распиловке, но очень плохо пропитывается красителями.
Древесину платана используют для столярных и токарных изделий, а также для художественно-декоративных работ.
Можжевельник
Ядровая порода с серовато– или красновато-коричневым ядром и розово-белой неширокой заболонью.
Древесина имеет слабый блеск, красивую текстуру, очень приятный запах. Обладает хорошими механическими свойствами, прочностью и стойкостью. Прекрасно поддается любым видам механической обработки. Используется для токарных изделий. Из нее с давних времен вырезали игрушки, трости, шахматные фигурки.
Древесина ядровых пород, с оранжево-коричневым или темно-коричневым ядром и беловато-желтой заболонью. Хорошо сушится. Древесина не очень прочная и умеренно стойкая. Легко обрабатывается режущими инструментами, отлично полируется. Используется для токарных работ и изделий с резьбой.
Облепиха
Ядровая кольцесосудистая порода, имеет буровато-желтое ядро и светло-желтую заболонь. На всех срезах хорошо видны годичные кольца и штрихи, неширокие сердцевинные лучи почти не заметны.
Сушится хорошо, не подвержена короблению и растрескиванию. Обладает высокой прочностью, твердостью, стойкостью по отношению к гниению. Неплохо обрабатывается резцами-ножами, прекрасно лакируется и полируется. Древесину облепихи используют в основном для столярных изделий, точеных и резных работ.
Падуб остролистный
Белая древесина с зеленоватым или сероватым оттенком. Без видимого ядра, имеет мелкую и довольно ровную текстуру. Волокна расположены в беспорядке, поэтому обрабатывать древесину падуба не так-то просто. Сделать это можно лишь с помощью инструментов с очень острыми режущими краями, применяя угол резания не более 20°.
Хорошо окрашивается и полируется, неплохо склеивается. Часто применяется как имитация самшита, а при подкрашивании – эбенового дерева. Идет на изготовление токарных изделий, декоративных поделок, инкрустаций, мозаики, граверных досок.
Эвкалипт
Родиной этого дерева являются Австралия и Океания. Также эвкалипт произрастает на Филиппинах, в Индонезии, на Черноморском побережье Кавказа.
Растение включает в свой род около 500 видов, наиболее распространенными и известными из которых являются эвкалипт гигантский и эвкалипт шариковидный.
На территории России чаще всего встречается наиболее морозоустойчивый эвкалипт Дальримпля – порода со светлой заболонью и бурым ядром, обладающая высокой прочностью и биостойкостью.
Древесина эвкалипта пригодна для резания, строгания, ее поверхность легко поддается шлифовке.
Название «ярра» является торговым наименованием одной из разновидностей австралийского эвкалипта. Древесина этой породы отличается яркой окраской – от клубничного до темно-красного цвета. По прошествии времени древесина может принимать самые разнообразные оттенки. Ярра твердая, прочная и устойчивая к воздействию вредителей и огня, хорошо полируется и шлифуется, но достаточно трудно обрабатывается, а также коробится, закручиваясь в направлении волокон.
Древесину ярры можно использовать для изготовления полов, мебели и предметов декоративно-художественного назначения.
Палисандр
Название «палисандр» объединяет в себе разные породы, которые имеют сходную по строению и цвету древесину. Чаще всего палисандром называют древесину дальбергии черной, которая произрастает в Бразилии, или розового дерева, родиной которого является Юго-Восточная Азия.
Палисандр является ядровой рассеянно-сосудистой лиственной породой. Отличительной чертой этой древесины является наличие крупных сосудов. У палисандра имеются серьезные различия между заболонью и спелой древесиной: заболонь обычно серовато-белая, иногда с присутствием розоватого оттенка, узкая; спелая древесина темно-коричневого цвета со светлыми продольными жилками, иногда присутствует сиреневый или фиолетовый оттенок.
Древесина палисандра отличается прочностью и твердостью, а также легко поддается резке, шлифованию и полированию. Сушка древесины данной породы довольно часто бывает проблематичной – из-за ускорения процесса могут появиться многочисленные трещины.
Загрузка...