книги из ГПНТБ / Бокщанин Ю.Р. Обработка и применение древесины лиственницы

В В Е Д Е Н И Е

Лиственница очень противоречиво оценивается учеными и про­ изводственниками, историками и строителями, практиками и теоре­ тиками обработки дерева и его использования в производстве и быту. Довольно многочисленные публикации по материалам част­

..ну-:т в насаждениях. Кончаются публикации обычно материалами !*•: ' едований и выводами, как правило, подтверждающими высокие '.пностные, физические или другие характеристики древесины

л-'лионницы, а также и целесообразность использования ее наряду чр)гими хвойными породами и как заменителя твердых листвен­

ных пород. Во многих случаях древесину лиственницы рекомен- ;i»'icn использовать в различных областях народного хозяйства

гi:pe, чем другие распространенные древесные породы.

ВДирективах XXIV съезда КПСС намечено значительное уве-

производства лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумаж­ ной промышленности в Сибири и на Дальнем Востоке, т. е. в райо­ нах, где лиственница является основной древесной породой, произ­ растающей почти повсеместно, и может быть использована без каких-либо ограничений с точки зрения имеющихся ресурсов.

Автор в настоящей работе поставил перед собой цель, которая кратко может быть сформулирована следующим образом: собрать весь имеющийся научный материал'по обработке и использованию древесины лиственницы, данные по эксплуатации изделий из этой древесины, сопоставить материалы исследований и, при необходи­ мости, по отдельным вопросам провести контрольные эксперимен­ тальные работы; проанализировать особенности строения и свойств древесины лиственницы, влияющие на обработку, эксплуатацию и возможности ее применения; на основе полученных материалов оазработать рекомендации о целесообразных методах и средствах обработки и применения древесины лиственницы; дать предложе­ ния о необходимости проведения дальнейших исследований по тем вопросам, ответов на которые еще нет или они недостаточно

3

СВОЙСТВА Д Р Е В Е С И Н Ы Л И С Т В Е Н Н И Ц Ы

Примеры использования древесины лиственницы в изделиях, предназначенных для длительной эксплуатации при значительных нагрузках, известны из глубокой древности. Они показывают, что уже в далекие времена эта древесная порода ценилась за проч­ ность и стойкость к переменным температурно-влажностным условиям эксплуатации.

Из лиственницы изготовлены многие внутренние детали соборов Московского Кремля, храма Василия Блаженного, оконные пере­ плеты Зимнего дворца в Ленинграде и многие элементы в других известных постройках России прошлых веков.

Приходский костел в деревне Обрет Пултусского уезда в Польше был построен из древесины лиственницы в 1242 г. и только в 1847 уступил силе времени, т. е. просуществовал больше шести веков.

Известен ряд примеров использования древесины лиственницы в строительстве мельниц, плотин, мостов. Нередко эти сооружения' сохранялись 300 и более лет. А сваи Троянского моста из листвен­ ницы на Дунае сохранялись в течение 1800 лет [30].'

Высокие достоинства древесины лиственницы признавались в прошлом и правительственными указами. Так, до 1858 г. в Рос­ сии существовал закон, согласно которому лиственница не отпус­ калась для частного потребления, а использовалась только в госу­ дарственном строительстве, главным образом в кораблестроении.

Русский ученый Ф. П. Арнольд писал о том, что «главные каче­ ства лиственничной древесины — большая крепость, мало уступаю­ щая даже дубу, и затем необычайная прочность, превосходящая прочность всех других наших распространенных древесных пород; при том же, вследствие особенности смолы, пропитывающей ее, она не подвергается нападению насекомых древоточцев.

В особенности драгоценна лиственница при подводных по­ стройках: древесина ее под водой приобретает почти неограничен­ ную, вечную прочность, она не только не портится, но становится со временем все более и более твердой, так что в отрубок бревна, много лет находившегося под водою, почти невозможно вколотить железный гвоздь и пила об него ломается»

1 Арнольд Ф. П. Русский лес. Т. I I , ч. 1, СПб., 1898 г., с. 474.

5

Длительность использования древесины в строительных кон­ струкциях сказывается на ее физико-механических свойствах. Есте­ ственное старение древесины обусловлено постепенной деструкцией древесных тканей. Степень этой деструкции определяет запас проч­ ности сооружений и возможности их эксплуатации.

Характер изменений физико-механических свойств древесины лиственницы в зависимости от длительности эксплуатации был изучен Исаевой Л. Н. и Брюхановой Э. Б. [30]. Объектом исследо­

шилась в слое толщиной 2—3 см. Состояние древесины в остальной части бревен удовлетворительное. Изготовление образцов и их испытание проводилось в соответствии с ГОСТ 7336—52, заменен­ ным в настоящее время ГОСТ 16483.0—70.

Статистически достоверные результаты, полученные в резуль­

Приведенные данные показали, что физико-механические свой­ ства древесины из строения, прослужившего более 200 лет, отли­ чаются от свойств свежесрубленной древесины. Так, плотность понижена на 8%. Предел прочности при сжатии вдоль волокон меньше на 15%, при статическом изгибе в тангенциальной плос­ кости— на 29%, а при скалывании вдоль волокон в той же плоско­ сти— на 28%. При скалывании вдоль волокон в радиальной плос­ кости снижение прочности составляет около 8%.

Проведенные исследования указывают на существенное сниже­ ние физико-механических свойств древесины лиственницы, длитель­ ное время используемой в строительных конструкциях. Прочность древесины значительно снижена при нагрузках в тангенциальном

б

направлении, тогда как в радиальной плоскости предел прочности сохраняется достаточно высоким. Результаты физико-механических испытаний подтверждаются данными анатомического строения дре­ весины, которые указывают на деструкцию клеточных стенок пре­ имущественно в тангенциальном направлении.

Приведенные данные получены и обработаны методами вариа­ ционной статистики и достаточно достоверны. Поэтому можно ограничиться приведенными примерами и считать доказанным, что при длительной эксплуатации в сложных температурно-влажност- ных условиях древесина лиственницы очень стойка ко всем видам разрушающих нагрузок.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЛИСТВЕННИЦЫ, ЕЕ ЗАПАСЫ

Лиственница занимает почти половину лесопокрытой площади. Площадь под лесами, занятыми тремя самыми широко потребляе­ мыми в СССР хвойными породами —сосной, елью и пихтой меньше, чем площадь под лиственничными насаждениями.

размер потребности в древесине, азиатская и европейская части

СССР имеют обратное соотношение.

Существующее положение исправляется, и работа по перемеще­ нию лесозаготовительной и деревообрабатывающей промышленно­ сти в восточные районы Союза, за Урал, в леса Сибири и Даль­ него Востока принимает все большие размеры.

Основные и поистине колоссальные запасы лиственничных наса­ ждений сосредоточены в Восточной Сибири — 78,5% от площади насаждений и 77% от всех запасов лиственницы в стране. Дальний Восток также обладает громадными запасами этой древесной по­ роды, составляющими около 20% от всех насаждений.

За Уралом, в Свердловской области, лиственница широко рас­ пространена в смеси с другими хвойными породами. В Тюменской области около 5% покрытой лесом площади занято только лист­ венницей, в Красноярском крае — около 25%, в Иркутской обла­ сти— 40%, а в Читинской области — до 76%, наконец, в Якутской

АС С Р — 8 0 % .

Втабл. 2 приведены средние данные о запасах древесины лист­ венницы по основным районам произрастания.

* Лесная промышленность СССР. Статистический сборник. М., 1957, 295 с.

7

274,3 млн. га насаждений с преобладанием лиственницы, имеющих общий запас 28,4 млрд. м3, средний запас на 1 га — 104 м3.

Приведенные данные показывают неизбежную тесную связь развития восточных районов страны с увеличением переработки лиственницы. Эти же данные объясняют существующее положение в промышленности других хвойных пород, более широко распро­ страненных, чем лиственница, в европейской части страны.

На территории СССР произрастает более десяти видов листвен­ ницы. Наиболее распространены лиственница сибирская и даур­ ская. Значительные площади занимает лиственница Сукачева. Кроме того, на востоке страны встречаются другие виды листвен­ ницы, ареалы которых, как правило, незначительны. Это листвен­ ница Любарского, приморская, курильская, ольчинская, Комарова, Миддендорфа, охотская.

Разделение лесов по видам лиственниц, сделанное Л. К. Позд­ няковым [64], показывает, что иа долю лиственницы даурской приходится 86% площади, лиственницы сибирской—13,9%, лист­ венницы Сукачева — 0,1%- Площади, занимаемые лиственницами других видов, вошли в данные, приведенные для лиственницы даур­ ской, и составляют десятые доли процента.

На территории Советского Союза лиственница встречается либо как преобладающая порода (на Востоке страны), либо в составе других хвойных пород (на Востоке и Севере европейской части Союза, в Западной Сибири). В западной части ареала распростра­ нения этой породы произрастает лиственница Сукачева (до ниж­ него течения Иртыша и Оби).

От рек Оби и Иртыша начинается распространение лиственницы сибирской. В низовьях Енисея и по р. Пясине эта лиственница достигает семидесятой параллели, на юге граница ее распростра-

8

нения проходит севернее Новосибирска, затем поворачивает к вер­ ховьям Енисея, огибает горы Алтая и Саян. К востоку лиственница сибирская занимает громадные пространства с чистыми по составу древостоями, в то время как лиственница Сукачева в западных районах ареала обычно растет в смешанных древостоях.

В благоприятных условиях лиственница сибирская достигает 30—45 м высоты и более 1 м в диаметре. Стволы ее ровные, пря­ мые, сравнительно мало сбежистые, часто наблюдается утолщение стволов в комлевой части.

Производительность лиственничных лесов Средне-Сибирского- плоскогорья в зависимости от условий произрастания — от V до I I — I I I бонитетов, но встречаются древостой I и даже 1а бони­ тетов. Рост древостоев сибирской лиственницы, по данным Б. Н. Ти­ хомирова [76], приведен в табл. 3. Согласно этим данным, лист­ венничники Хакассии, например, по производительности не усту­ пают лучшим соснякам I — I I бонитетов европейской части СССР.

Высокой производительностью отличаются и смешанные сосново-

Северная граница ее распространения проходит от Анадырского залива к устьям рек Колымы, Яны, Лены и далее в низовьях Ха­ танги, достигая семьдесят второй параллели. Южная граница аре­ ала идет от северо-восточной части Байкала, вдоль Яблонового хребта через среднюю часть Большого Хингаиа к истокам реки Сунгари и далее уходит в Северную Корею.

Даурская лиственница очень нетребовательна к теплу и может существовать в условиях, непригодных для других древесных по­ род. Большая часть ареала даурской лиственницы находится в пре­ делах распространения вечной мерзлоты. В благоприятных усло­ виях стволы деревьев достигают высоты 35—43 м. По форме

9'