Строение древесины
Более половины (70–90 %) объема взрослого дерева приходится на ствол. Именно он и является строительным материалом. Точнее, не весь ствол, а только определенная его часть – древесина. Ствол состоит из нескольких структурных элементов.
Главные разрезы и основные части ствола- П – поперечный, Р – радиальный, Т – тангенциальный
Кора
Она составляет от 6 до 25 % объема дерева и включает корку (предохраняет ствол от резких температурных колебаний, проникновения грибов, бактерий, испарения влаги, механических повреждений) и луб, прилегающий к камбию. Луб проводит питательные вещества от кроны в ствол и корни.
Камбий
Это тонкий кольцевой слой живых клеток, способных к делению и росту. Наибольшая активность камбия проявляется весной и летом, в этот период образуется годичный слой древесины, состоящий из ранней (весенней) и поздней (летней) древесины. Вместе это один годичный слой – ежегодный прирост древесины. Летняя древесина более плотная, чем весенняя.
Древесина
Это основная часть ствола, по ней проводится вода от корней в крону. Примерно в центре ствола находится сердцевина, диаметр которой составляет 2–5 мм. Древесина имеет анизотропное строение, поэтому ее физические свойства в разных направлениях различны.
| Смотрите также: |
Осина
В процессе хранения в срубленном виде осиновая древесина приобретает белую окраску с чуть заметным зеленоватым оттенком. Сердцевидные лучи и годовые слои практически не видны. Отличительной особенностью осиновой древесины является практически полное отсутствие сучков. Имеет высокую устойчивость к воздействию влаги, не коробится, практически не растрескивается. С осиной легко работать. Она мягкая, податливая, хорошо режется, колется, легко полируется, надежно склеивается. Недостатком осины является быстрое усыхание.
Свойства и строение древесины определяют ее применение для производства фанеры, изготовления спичек, посуды, игрушек и других мелких предметов.
Строение дерева. От клеток до корней
В этой статьей мы решили напомнить, что из себя представляет дерево, и рассказать о каждой из его частей: клетках и тканях, древесине и коре, ветвях и ветках, листьях и корнях.
У многих пород в древесине выделяется центральная темноокрашенная зона – ядро и наружная светлая – заболонь. В раннем возрасте все деревья состоят только из заболони, но через некоторое время (у всех пород по-разному, и ширина ее также различна) живые элементы начинают отмирать, возникает закупорка водопроводимых путей и отложение экстрактивных веществ в центральную часть ствола – таким образом формируется ядро у пород, называемых ядровыми. К ним, например, относятся: можжевельник, тисс, сосна, лиственница, кедр, дуб, ясень, вяз, ильм, грецкий орех, ива, тополь.
У других пород отмирание центральной части не сопровождается потемнением. Они имеют однородную окраску древесины по всей толщине ствола – такие породы называют безъядровыми.
Различают еще одну разновидность пород – спелодревесные, которые имеют спелую древесину в центральной части ствола (более сухую, чем остальная). Их заболонь одинаковой окраски со спелой древесиной. К ним относятся ель, пихта, бук, осина.
Имеются также породы, у которых центральная часть не отличается от периферической ни по цвету, ни по свойствам, – такие породы называются заболонными. К ним, например, относятся: береза, липа, клен, граб и др.
У некоторых лиственных пород на поперечном разрезе ствола хорошо заметны светлые блестящие линии, расходящиеся по радиусу от сердцевины, – сердцевинные лучи. По радиальным направлениям они видны в форме узких полосок, но чаще незаметны невооруженным глазом. Их можно рассмотреть у дуба, бука, клена и некоторых других пород.
Лиственные породы имеют водопроводящие сосуды, которые проходят вдоль оси ствола в древесине, и на поперечном разрезе заметны только их сечения разной формы. В некоторых породах они крупные и хорошо видны, образуя как бы кольца. Такие породы называют кольцесосудистыми – дуб, ясень, вяз. Породы с мелкими, беспорядочно расположенными со- судами называют рассеяннососудистыми – береза, осина, липа, клен, ольха, бук.
Разновидности
Представлен широчайший сортимент пиломатериалов:
- пластины в виде половинчатого бревна, полученного путем распила ствола дерева вдоль оси;
- четвертины, производимые благодаря распиловке бревна в двух диаметрах. Соблюдается перпендикулярное соотношение, позволяющее выполнить распиловку на 4 ровных части вдоль оси заготовки;
- брусья, толщина и ширина которых превышает 100 мм;
- древесные шпалы представленные в виде бруса с круглым поперечным сечением. Основная сфера применения — выполнение железнодорожного полотна;
- доски толщиной до 100 мм и шириной не больше 200 мм;
- бруски толщиной не меньше 100 мм и длиной меньше 200 мм;
- горбыли — древесные отходы, получаемые путем распиловки боковых граней бревен;
- планки с размерами: толщина — 60-80 мм; ширина — 100-160 мм.
Пиломатериалы
Свойства древесины
У большинства пород ядро по сравнению с заболонью имеет большую механическую прочность, более темную окраску.
Заболонь обладает повышенной влажностью по сравнению с ядровой зоной, менее стойка к загниванию и поражению насекомыми.
У многих хвойных (сосна, ель, лиственница, кедр и др.) есть смоляные ходы, представляющие собой тонкие каналы в древесине, заполненные смолой. Они отсутствуют у пихты, можжевельника, тисса. Смола повышает стойкость древесины против гниения.
В соотвествии с ГОСТ 20022.2-80 устанавливают классификацию древесины по стойкости к гниению и пропитываемости защитными средствами, скорости расконсервирования и уязвимости объектов защиты, а также классификацию защитных средств древесины.
По стойкости к гниению породы древесины (табл. 1) подразделяют на 4 класса: стойкие, среднестойкие, малостойкие и нестойкие, причем классификация ведется как по заболони, так и по ядру.
Таблица 1. Стойкость древесины к гниению
| Класс | Порода древесины | |
| Заболонь | Ядро | |
| Стойкие | Сосна обыкновенная, ясень | Сосна кедровая сибирская, сосна обыкновенная, лиственница, дуб, ясень |
| Среднестойкие | Ель, сосна кедровая сибирская, лиственница, пихта | Ель, пихта, бук |
| Малостойкие | Береза, бук, вяз, граб, дуб, клен | Вяз, клен |
| Нестойкие | Липа, ольха, осина | Береза, липа, осина, ольха |
По пропитываемости защитными средствами породы древесины (табл. 2) подразделяют на следующие группы: легко пропитываемые, умеренно пропитываемые, трудно пропитываемые.
Таблица 2. Пропитываемость древесины защитными средствами
| Класс | Порода древесины | Порода древесины |
| Заболонь | Ядро | |
| Легко пропитываемые | Сосна обыкновенная, береза, бук | _ |
| Умеренно пропитываемые | Сосна кедровая сибирская, лиственница европейская, граб, дуб, клен, липа, ольха, осина | Сосна кедровая сибирская, сосна обыкновенная, осина, ольха |
| Трудно пропитываемые | Ель, лиственница сибирская, пихта | Ель, лиственница европейская, лиственница сибирская, пихта, береза, дуб, вяз, бук, ясень |
Причины возникновения гнили
Фото: гниль в микромире!
Гниль – это лишь запущенная форма грибка и развития сырости. Иначе говоря, если бы в вашем деревянном доме не появилась на данных участках сырость, то развитие гнили не было бы возможным. Поэтому следует искать причину возникновения сырости. Сырость в деревянном доме может быть от множества причин, которые мы разберем далее.
Фото: в результате действия гнилостных грибков деревянный брус дома разрушен полностью.
Первой причиной загнивания древесины служит плохая гидроизоляция фундамента, либо неправильный выбор или отсутствие подкладной доски. Подкладная доска должна укладываться на гидроизоляцию и относится к породе – лиственница. Данная порода древесины абсолютно не боится влаги и очень прочна. Если использовать другую породу, то, скорее всего, влага передастся от фундамента на венцы деревянного дома.
Фото: последняя стадия гниения дерева – разрушение и распад!
Вторая причина возникновения сырости в деревянном доме – это неправильный микроклимат. Другими словами, вы редко проветриваете комнаты, у вас плохая освещенность, либо наоборот, вы очень часто и долго проветриваете ваш дом, из-за чего скапливается много влаги. Также присутствие влаги может быть сказано тем, что вы сушите постиранные вещи в доме и не закрываете двери таких комнат, откуда может распространяться пар и влага.
Третья причина, по которой может возникнуть сырость – это отсутствие вентиляции подвала. Как правило, сырость в первую очередь скапливается в таких местах. Поэтому нужно изначально предпринять меры по предостережению этого возникновения.
Фото: гниль внутри бревна.
Четвертая причина – это постоянный сток воды около вашего фундамента. В этой проблеме возникают сразу два поражающих факта. Первый факт поражения заключается в воздействии влаги на фундамент, через который передается сырость на последующие элементы дома.
Второй поражающий факт – воздействие влаги, которая скапливается вокруг дома на самые важные первые венцы сруба. Иначе говоря, вокруг вашего дома царит всегда повышенная влажность, соответственно невысокий фундамент вряд ли отгородит нижние венцы от воздействия влаги. Чтобы этого не произошло, обычно нижние венцы делают из более влагостойких пород и обрабатывают методом глубокой пропитки антисептиком. Также можно сделать повыше фундамент и отводы почвенных течений.
Пятая причина загнивания – неправильно сделанная крыша. Что-то может подтекать, тем самым создавая сырость на потолке. Это легко проверить и устранить действующим антисептиком от таких компаний, как Неомид и Просепт.
Фото: средство лечения от гниения древесины – пропитка Неомид 500.Заказать и купить его можно на нашем сайте вот тут.
Фото: наиболее оптимальный по соотношению цены и качества лечения пораженной гнилью древесины — отбеливатель-антисептик «Биощит-2». Заказать и купить его можно на нашем сайте вот здесь.
Шестая причина появления сырости – это плохо заделанные межвенцовые швы. Швы могут быть кривые, с зазорами, плохо утепленные, что даст возможность скопиться влаге и отдать ее на внутреннюю сторону. Всего этого можно избежать, если применять эффективный межвенцовый утеплитель, такой как джут, пакля, мох и производить качественную конопатку.
Плотность
Плотность древесины (объемная масса) – это отношение массы древесины к ее объему, выражается в кг/м3. Плотность древесины зависит от ее влажности. Все показатели физико-механических свойств древесины определяются при влажности 12%.
Между прочностью и плотностью существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной. Плотность определяется количеством древесинного вещества в единице объема.
По плотности при влажности 12 % древесину можно разделить на 3 группы:
- легкой плотности – до 550 кг/м3 (бальса, пихта сибирская, ель, ива, сосна, осина, липа, ольха);
- средней плотности – 551–700 кг/м3 (конский каштан, орех, береза, вишня, лиственница, тик, бук, дуб, свитения, платан, клен);
- плотные породы – от 771 кг/м3 и выше (ясень, слива, пекан, самшит, хурма, яблоня, маслина).
Плотность древесины имеет большое практическое значение. Более плотная древесина хуже пропитывается антисептиками, менее подвержена истиранию на таких местах, как полы, лестницы, перила.
Грецкий орех
Древесина обладает богатой тональной гаммой, а также многообразием текстуры. Окраска варьирует от светлой коричневато-серой до почти черной. В свежесрубленном виде древесина светлая, со временем постепенно темнеет. Характеризуется прочностью, умеренной твердостью, высокой устойчивостью к гниению. Держит форму, не коробится, легка в обработке. Хорошо полируется, режется, склеивается и пропитывается.
Применяется в основном при отделке помещений, мебели, охотничьих ружей, для изготовления резных изделий.
Твердость
Твердостью называется способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. На степень твердости оказывает влияние влажность древесины.
По этому параметру все древесные породы при 12 %-ной влажности можно разделить на три группы:
- мягкие – торцовая твердость 40 МПа и менее (сосна, ель, кедр, пихта, можжевельник, тополь, липа, осина, ольха, каштан);
- твердые – торцовая твердость 40,1–80 МПа (лиственница, береза сибирская, бук, дуб, вяз, платан, рябина, клен, лещина, орех грецкий, хурма, яблоня, ясень);
- очень твердые – торцовая твердость более 80 МПа (акация белая, береза железная, граб, кизил, самшит, фисташка, тисс).
Твердые породы древесины более износостойки по сравнению с мягкими. Это имеет существенное значение при обработке режущими инструментами: фрезеровании, распиловке. А также при устройстве полов, лестниц, перил, поскольку при эксплуатации древесина подвергается истиранию. В производстве паркета и паркетной доски из массива применяют породы с твердостью не ниже средней.
Вяз
Имеет темно-бурое ядро и желтовато-белую заболонь. Материал прочный, твердый, плотный, вязкий. В процессе сушки не трескается и не коробится. Однако из-за слишком плотной структуры, пронизанной мелкими порами, значительно усложняется процесс обработки (в частности полирования) этого материала.
Применяется в столярных работах. При распаривании хорошо поддается изгибу, благодаря чему используется для изготовления изогнутых деталей. Для токарных поделок особенно ценны наплывы (капы) на вязе.
Прочность
Прочностью называется способность древесины сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Она зависит от направления действующей нагрузки (растяжение, сжатие, изгиб, скалывание), породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков и характеризуется пределом прочности – напряжением, при котором разрушается образец.
Средняя величина предела прочности при растяжении вдоль волокон всех пород составляет 130 МПа. На прочность при растяжении вдоль волокон оказывает большое влияние строение древесины. Даже небольшое отклонение от правильного расположения волокон вызывает снижение прочности.
При растяжении поперек волокон прочность древесины очень мала и в среднем составляет 1/20 от предела прочности при растяжении вдоль волокон, т. е. 6,5 МПа. При сжатии вдоль волокон деформация выражается в небольшом укорочении образца. Прочность древесины при сжатии поперек волокон ниже, чем вдоль волокон, примерно в 8 раз.
Сосна
Сосна – это разновидность хвойной древесины, с которой очень легко работать. Ее легко резать и сверлить. Сосна обычно имеет светло-желтую окраску, которая действительно может украсить любой интерьер. После обработки сосновую древесину очень легко окрашивать, если вы хотите придать ей другой тон. Но мягкость сосны также является ее недостатком, что приводит к появлению вмятин и царапин.
Сосна, как правило, предназначена для использования в помещении, если только она не подвергалась обработке для использования на открытом воздухе. Это широко известно как одна из лучших пород дерева для начинающих столяров.
В зависимости от применения
Рассматривают и сравнивают свойства древесины различных пород в зависимости от вида изготовляемой продукции.
Строительные элементы. Наиболее популярными видами строительных изделий из дерева являются оцилиндрованное бревно, массивный брус, клееный профилированный брус, конструкционные балки, строительные элементы крыши и перекрытий (доски и балки), элементы каркаса, стеновые панели из массивной древесины. Для данной категории изделий важное значение имеют такие свойства древесины, как прочность и стойкость к биоповреждениям.
Напольные покрытия. Напольные покрытия выделены в отдельную категорию, поскольку на сегодняшний день большинство предприятий стараются обеспечить качество продукции в соответствии с требованиями европейских стандартов, в которых имеется градация не только по качеству, но и по внешнему виду продукции (по направлению волокон – радиальные, тангенциальные, смешанные; по наличию ядра, сердцевинных лучей и т. д.). К напольным покрытиям относятся: доска пола, паркетная планка, паркетная доска, террасная доска.
В эту же категорию можно вынести элементы лестницы (ступеньки и перила). Для данной категории изделий важное значение имеют такие свойства древесины, как твердость, плотность, стабильность формы, истираемость.
Отделочный материал, мебель и элементы столярного производства. Древесина широко применяется для внутренней и наружной отделки. Для обшивки дома используют доску, имитирующую оцилиндрованное бревно или брус. Для внутренней отделки широко используют отделочная доска (вагонка и евровагонка), мебельные щиты для изготовления мебели, подоконников, дверей, стеновых панелей и другие элементы столярного производства. Для данной категории изделий важное значение имеет стабильность формы, плотность древесины.
Другие виды продукции. Это различные плитные материалы ДСтП, ДСП, ДВП, МДФ, ОСП и т. д.
В следующем номере мы расскажем об областях применения древесины хвойных пород.
____________________________________________________________________
Защита древесины
Как и от чего нужно защищать древесину? Какие новые технологии могут предложить специалисты?
Береза
Наиболее широко в промышленности используется береза бородавчатая. Порода безъядровая, имеет белую древесину с желтоватым или красноватым оттенком. Характеризуется хорошей прочностью и вязкостью. Твердость и плотность – средние.
С материалом удобно работать. Хорошо режется, сверлится, а также легко полируется, склеивается и окрашивается. Однако, несмотря на все положительные свойства древесины березы, имеются и некоторые ее недостатки. Она практически неустойчива к гниению, сильно усыхает, коробится. Но это не влияет на востребованность этого материала для отделочных работ, поскольку свойства древесины березы позволяют выполнять имитации различных ценных пород. Также материал применяют для производства ряда другой продукции (столярных изделий, шпона клееной фанеры, колодок, лыж и проч.).
Очень необычной текстурой отличается древесина березы карельской. Изломанные сердцевидные лучи, волнистые годичные слои и спящие почки в виде темных полосок в сочетании дают красивую крапчатую поверхность. Материал используется для изготовления художественных изделий, фанерования мебели.
Тис
Имеет узкую желтовато-белую заболонь и буровато-красное ядро. Годичные слои характеризуются извилистой формой, хорошо просматриваются на всех разрезах. Тис входит в перечень пород, называемых «красным деревом». Твердая, тяжелая, плотная древесина. Свойства древесины в основном положительные. Обладает высокой устойчивостью к гниению. Хороша в обработке, полировке и окрашивании. Считается одним из лучших материалов, использующихся в отделочных, токарных и столярных работах. Очень ценны капы, часто образующиеся на стволах тиса и применяющиеся в основном в качестве отделочного материала.
Можжевельник
Древесина кустарника характеризуется заболонью розовато-белого цвета и желтовато-бурым ядром. Имеет волнистые годичные слои, которые хорошо видны на всех срезах. Сердцевидные лучи не просматриваются.
Древесина прочная и тяжелая. Отличается устойчивостью к гниению, почти не теряет в объеме в процессе высыхания и практически не набухает при взаимодействии с влагой. Чем более засушен материал, тем красивее срез. Хорошо поддается обработке, полировке и окраске.
Применение материала несколько ограничено из-за небольшого размера стволов кустарника. Наиболее часто древесину можжевельника используют для резьбы, изготовления декоративных изделий, небольших поделок, игрушек, токарных изделий и проч.
Липа
Древесина белая, с легким розоватым оттенком. Годичные кольца практически не просматриваются. Характеризуется однородным строением и прочностью. Такие свойства древесины липы, как легкость, мягкость и вязкость дают возможность легкой обработки материала во всех направлениях как вручную, так и на токарном станке. Хорошо окрашивается, склеивается, держит форму. Древесина устойчива к гниению, во время сушки не трескается и не коробится.
Благодаря прочной структуре и малой деформации липа применяется для изготовления больших деталей резной мебели. Также из этого материала делаются чертежные доски, карандаши, посуда и проч.
Сибирский кедр
Древесина розоватого цвета с красивым рисунком текстуры. Годичные кольца хорошо видны на всех разрезах. Отличается легкостью и мягкостью. По технологическим свойствам кедр уступает сосне, но выигрывает у ели. Материал отлично поддается обработке, но не очень устойчив к гниению.
Древесина кедра обладает резонансными свойствами, благодаря чему из нее делают музыкальные инструменты (гитары, арфы, рояли). Кроме того, используется для изготовления мебели, в производстве карандашей и проч.
Ольха
Природный цвет древесины ольхи варьирует от белого до бледно-коричневого. После сруба в результате взаимодействия с воздухом за короткое время меняется до красно-бурого.
Древесина не отличается особой прочностью, при сушке может коробиться, однако она имеет ряд положительных технологических свойств, так как характеризуется легкостью, умеренной гигроскопичностью и мягкостью. Без проблем поддается резке, полировке, склеиванию и окрашиванию. Не имеет никакого запаха и не впитывает посторонних ароматов. Отличается сильной устойчивостью к гниению, благодаря чему часто используется для оборудования колодцев, а также кладовых. Кроме того, применяется для резных и отделочных работ. Физические свойства древесины ольхи позволяют делать имитации некоторых древесных пород (к примеру, красного и черного дерева).
