Страница 1 из 3
Илья Мельников
Строение, характеристика и свойства древесины
Строение древесины
Древесина состоит из элементарных клеток, разных по размерам и форме и прочно связанных между собой. Клетки могут быть заполнены смолами, камедями, водой; они образуют сосуды, сердцевинные лучи и собственно древесную массу.
Древесные породы делят на хвойные и лиственные. У хвойных листья игольчатой формы. Почти все хвойные являются вечнозелеными, исключение составляет лиственница, сбрасывающая осенью иголки. У лиственных пород листья широкие, осенью они опадают. Но и здесь есть исключение: в субтропиках и тропиках деревья сохраняют листву круглый год.
Рассмотрим поперечный разрез ствола. Снаружи ствол покрывает кора, состоящая из пробкового слоя и тонкого камбиального слоя на границе коры и древесины. Сразу же под корой расположен наружный заболонный слой древесины, часто отличающийся от остальной массы более светлым цветом. Почти всегда он имеет высокую влажность и состоит из молодых клеток, центральную часть ствола в этом случае определяют как спелодревесную. Когда центральная и периферийная части не различаются по содержанию воды и цвету, породы называются заболонными (безъядровыми).
Рис. 1. Поперечный разрез ствола:
1 – сердцевина, 2 – сердцевинные лучи, 3 – ядро, 4 – внешний пробковый слой, 5 – луб, 6 – заболонь, 7 – камбий, 8 – годичные слои
Центральная часть ствола составляет основную массу древесины. Она более темная и называется ядровой. Около геометрического центра ствола расположена сердцевинная трубка диаметром не более 1 см, ее отличает ослабленная древесина, а также кольцевые и радиальные трещины.
Деревья, растущие в умеренном или холодном климате, имеют ярко выраженные кольцеобразные слои. Причем слои, образовавшиеся в начале и конце вегетационного периода, различаются по плотности: весенняя часть годового слоя рыхлая, а осенняя плотная. Толщина годичных слоев и яркость рисунка весенней и осенней древесины у разных пород неодинаковы.
Характеристика основных древесных пород
Хвойные породы на территории СНГ играют ведущую роль в деревообработке. Здесь распространены сосна, ель, лиственница, пихта, кедр.
Сосна. Древесина сосны прямослойная, прочная, умеренно легкая, смолистая. Цвет ядра светло-коричневый с красноватым оттенком. На воздухе древесина сосны тускнеет, становится серой разных оттенков. Сосна хорошо поддается искусственной и естественной сушке, мало усыхает, не деформируется в готовых изделиях. К ее достоинствам можно также отнести легкость обработки, склеивания и облицовки. Ударные нагрузки древесина сосны переносит удовлетворительно.
Ель. По объемам производства и переработки древесина ели занимает второе место после сосны. Но качество древесины более низкое по таким показателям, как прочность изделий, наличие сучков. В остальном ель является полноценным заменителем сосны. К достоинствам еловой древесины относят: отсутствие запаха, наличие в основном мелких сучков, меньшая склонность древесины к синению, одинаковый цвет заболонной и спелой древесины – близкий к белому.
Лиственница. Произрастает в основном за Уралом и применяется реже, чем сосна и ель. Изделия из лиственницы очень прочны, надежно служат в условиях переменной влажности. Древесина лиственницы отличается очень малой сучковатостью – на значительной части пиломатериалов не найти даже мелких сучков. Древесина лиственницы прямослойная, она тяжелее сосны и обладает более высоким сопротивлением к ударным нагрузкам. Легко колется.
Обрабатывать древесину лиственницы труднее, чем сосны, – она смолиста; сушат пиломатериалы при мягких режимах. Эфективно используется в конструкциях, где требуется высокое сопротивление загниванию.
Изделия из лиственницы смотрятся очень эффектно, поэтому часто их отделывают прозрачными материалами.
Пихта. Древесина почти белая, мягкая, легкая, не смолистая. Хорошо сушится и обрабатывается. Там, где пихта произрастает, она служит заменителем сосны и ели. А древесина кавказской пихты, знаменитая своими резонансными качествами, используется при изготовлении музыкальных инструментов. Надо учитывать, что пихта, произрастающая в Карпатах, имеет более низкие механические свойства.
Кедр. Древесину кедра отличает стойкость против гниения. Древесина розовато-белая в заболони и бурая в ядре. По прочности близка к ели и пихте. Годовые слои почти незаметны, поэтому древесина гладко режется во всех направлениях, очень легко обрабатывается. Кедр широко используется для производства карандашей, в мебельном производстве, из него изготавливают аккумуляторный шпон.
Лиственные породы. Хозяйственное значение лиственных пород снижают два фактора: меньшие запасы по сравнению с хвойными и склонность к загниванию в атмосферных условиях. С другой стороны, разнообразие иных свойств, в том числе богатство текстуры, прочностные характеристики многих лиственных пород, делают их незаменимыми.
Дуб. Древесина твердая, малосучковатая, отличается высокой прочностью, стойкостью к гниению, относительной прямослойностью. У дуба красивая текстура на всех разрезах. Широко применяется в мебельном производстве (часто в виде строганого шпона). Хорошо поддается окраске, отделке лаками и мастиками. Детали и целые изделия часто изготовляют из дуба в фанерно-строгальном и паркетном производствах, в производстве клепки, машиностроении, строительстве.
Цвет древесины светло-коричневый разных оттенков. Материал тяжелый, но тем не менее хорошо обрабатывается, гнется и полируется.
Береза. Древесина березы имеет белый цвет с красноватым оттенком, годовые слои малозаметны. Отличается плотностью и высокой прочностью, особенно при ударных нагрузках. Масса и твердость – средние. Малостойка к гниению при переменной влажности. Хорошо обрабатывается, строгается, гнется и полируется. Обладает значительным сопротивлением к раскалыванию.
Используется древесина березы для производства лущеного шпона, фанеры. Высокая плотность древесины определяет березу как ценный материал в поделочных и токарных работах, при изготовлении мебели. Хорошо имитирует ценные породы, легко окрашивается и полируется.
Сушат березу при мягких режимах, так как часто в результате сушки пиломатериалы коробятся на участках с включением ложного ядра. Перед сушкой пиломатериалы из березы рекомендуется выдержать до воздушно-сухого состояния.
Используется береза широко: ее можно увидеть в строительных конструкциях, мебели, из нее делают тару, паркет.
Осина. Древесина мягкая, легкая, по прочности уступает березе. Также малостойка к гниению. Древесина белая с зеленоватым оттенком, годовые слои малозаметны. Хорошо склеивается, сушится, мало коробится, легко обрабатывается. Основное применение осина нашла в производстве спичек.
Липа. Древесина легкая и мягкая, однородного строения, белая с розоватым или красноватым оттенком. Очень хорошо режется, гнется и сушится – мало растрескивается и почти не коробится. Из липы изготавливают чертежные доски, щитовую мебель, различные поделки, модели в литейном деле, детали облицовки.
Бук. Древесина бука светло-желтая с красноватым оттенком и характерным блеском сердцевинных лучей, часто имеет ложное буровато-красное ядро. Очень эфектно смотрится в радиальном разрезе. На всех разрезах древесины отчетливо видны годовые слои и сердцевинные лучи. По прочности бук близок к дубу, но более хрупкий и малостоек против гниения.
Используется бук для производства шпона, паркетной фризы, в мебельной промышленности. Широко применяется также в поделочных работах, при изготовления музыкальных и чертежных инструментов, спортивного инвентаря.
Бук хорошо обрабатывается и пропитывается, отделывают его прозрачными материалами, выявляя его своеобразную текстуру.