Свойства древесины

 

Древесина имеет волокнистое строение. В ней выделяют три главных среза:

поперечный, или торцевой, — поперек волокон (1);
радиальный — вдоль оси ствола (2)
тангенциальный — по плоскости вдоль ствола, отстоящий на любом расстоянии от оси (3).
В центральной части ствола по всей его длине расположена сердцевина. Диаметр сердцевины у хвойных пород 2—3 мм, у некоторых лиственных кустов может достигать 8—10 мм.

Древесина нарастает вокруг сердцевины концентрическими окружностями — годичными слоями, которые имеют неоднородное строение. Различается ранняя (ближе к сердцевине) и поздняя (ближе к коре) древесина.

Ранняя нарастает весной и в начале лета, когда в почве много влаги; поздняя — в конце лета и осенью. Ранняя часть годичного слоя более светлая (у хвойных пород) или более пористая (у лиственных), чем поздняя. Ширина годичных слоев зависит от возраста дерева, условий роста, породы. Они хорошо различаются почти у всех хвойных и некоторых лиственных пород.

На радиальном разрезе сердцевинные лучи обнаруживаются в виде блестящих полосок или лент, расположенных поперек волокон, на тангенциальном — в виде штрихов с заостренными концами или чечевицеобразных полосок, расположенных вдоль волокон. Количество сердцевинных лучей зависит от породы дерева: у хвойных их в 2—3 раза меньше, чем у лиственных. Сердцевинные лучи на радиальном разрезе создают красивый рисунок, например, у древесины дуба, бука, платана, граба, ольхи и др.

Текстура — естественный рисунок на срезе древесины. Она зависит от строения древесной породы и направления среза. Торцовый срез дает концентрические окружности, радиальный — продольные полосы, тангенциальный — извилистые линии.

Текстура влияет на декоративные качества древесины и определяется шириной годичных слоев, разницей в окраске ранней и поздней древесины, наличием сердцевинных лучей, крупных сосудов, расположением волокон.

Плотность древесины, т.е. отношение массы древесины к ее объему, зависит от породы, влажности, условий произрастания дерева и не бывает постоянной даже на различных участках одного и того же ствола. По плотности древесные породы условно делятся на три группы: малой плотности (до 540 кг/м3) — сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ива, ольха; средней плотности(550—740 кг/мЗ) — лиственница, тис, береза, бук, вяз, груша, дуб, ильм, клен, яблоня, ясень и высокой плотности (750 кг/мЗ и выше) — акация белая, береза железная, граб, самшит, кизил, рябина.

От плотности древесины зависит ее прочность, которая меняется в пределах годичных слоев: более поздний слой в 2—3 раза прочнее раннего. Плотность повышается с увеличением влажности.

Влажность (абсолютная) древесины — это отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах.

По влажности древесину делят на мокрую — длительное время пролежавшую в воде (влажность свыше 100%), свежесрубленную (влажность 50—100%), воздушно-сухую — долгое время хранящуюся на воздухе (влажность 15—20% в зависимости от климатических условий и времени года), камерной сушки (влажность 8—12%) и абсолютно сухую (влажность 0%).

Изменение влажности влечет за собой изменение объема и линейных параметров заготовки: уменьшение — усушка, увеличение — разбухание. Из-за неодинакового уменьшения или увеличения размеров в разных направлениях и различных частях ствола усушка или разбухание может привести к короблению и растрескиванию изделий. Трещин бояться не надо. В течение первого года, в процессе усушки, бревно начинает интенсивно растрескиваться по всей поверхности. После этого определяется и расширяется основная трещина, которая, как правило, проходит в месте нарушения годовых колец (район теплового замка или компенсационного пропила), а почти все остальные трещины стягиваются. Бревно в большинстве случаев опять становится ровным и гладким.

Коробление бывает поперечным и продольным. При поперечном короблении изменяется форма сечения заготовки. Причина поперечного коробления — разница в усушке по радиальному и тангенциальному направлениям. При продольном короблении заготовка изменяется по длине, изгибаясь и приобретая дугообразную форму и форму винтовой поверхности, т.е. крыловатость. Больше подвержена короблению древесина, которая находится ближе к сердцевине. Лучшее средство против коробления — правильная укладка и хранение.
При выборе материала для изделия необходимо учитывать его механические свойства.

Твердость — это способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. Твердость зависит от плотности древесины и неодинакова по всем направлениям. Твердость торцовой поверхности у лиственных пород выше тангенциальной и радиальной на 30%, у хвойных — на 40%.

Прочностью называют способность материала сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы при действии внешних нагрузок.
Различают пределы прочности (моменты разрушения образца) при сжатии, растяжении, изгибе, кручении, сдвиге, которые во многом зависят от направления волокон в детали, подвергающейся нагрузке. Так, предел прочности поперек волокон на сжатие и на растяжение ниже, чем вдоль, примерно в 8 и 20 раз соответственно.

Раскалываемость — это способность древесины разделяться (расщепляться) вдоль волокон под действием клина и нагрузки. Это свойство необходимо учитывать при подготовке материала из тонкоствольных пород, при выборе деталей, соединяемых на гвоздях и шурупах. Сопротивление раскалыванию у древесины лиственных пород по радиальной плоскости меньше, чем по тангенциальной, поскольку сердцевинные лучи, совпадая с плоскостью радиального раскола, облегчают раскалывание. У древесины же хвойных пород наоборот: раскалывание по тангенциальной плоскости меньше, чем по радиальной; оно происходит по ранней древесине, прочность которой значительно меньше прочности поздней.

Разумеется, все вышеперечисленные свойства дерева могут служить в разных случаях, как недостатками, так и достоинствами, а, оценив достоинства древесины, человек начал избирательно использовать различные виды, находя наиболее подходящие применительно к конкретным целям.