14.2. Породы деревьев

Породы деревьев подразделяют на хвойные и лиственные. Наибольшее хозяйственное значение имеют хвойные породы: сосна, ель, лиственница, пихта, кедр.

Сосна является одной из распространенных хвойных пород и занимает около 1/6 площади лесов СНГ. Продолжительность жизни составляет около 300 лет. Имеет высоту 30–40 м и диаметр 40–80 см. Заготавливается в возрасте 80–120 лет. Древесина сосны обладает высокими строительными свойствами. Применяют в виде бревен, столбов, шпал, для изготовления пиломатериалов, столярных изделий.

Ель по распространению на территории страны после сосны занимает второе место. Продолжительность жизни составляет 250–300 лет. Высота — 20–40 м, диаметр — до 80 см. Заготавливается в возрасте 100–150 лет. Древесина ели менее долговечна, чем сосны. Применяют для изготовления пиломатериалов, шпал, столярных изделий.

Лиственница растет высотой 30–35 м. Заготавливается в возрасте 80–120 лет. Имеет упругую, твердую, долговечную древесину. Применяют в подводном строительстве, для изготовления шпал, столбов.

Пихта имеет древесину, по техническим свойствам близкую к древесине ели. Применяют как местный материал наравне с елью.

Кедр имеет мягкую, легкую древесину с механическими свойствами несколько ниже, чем древесина сосны. Применяют для изготовления шпал, столярных изделий. Заготовка кедра сейчас ограничена.

Лиственные породы занимают 1/4 площадей лесов страны. Наибольшее применение в строительстве нашли дуб, вяз, ясень, береза, ольха и осина. Однако по хозяйственному значению они уступают хвойным.

Дуб является одной из распространенных лиственных пород. Растет высотой 30 м и более. Средняя продолжительность жизни — 500–600 лет. Он имеет прочную и упругую древесину, стойкую против гниения. В воде прочность его увеличивается. Применяют в строительстве для изготовления ответственных несущих конструкций и деталей, паркета, фанеры, в столярно-мебельном производстве.

Вяз имеет тяжелую, прочную, вязкую древесину. Применяют для изготовления фанеры и столярных изделий.

Ясень обыкновенный имеет твердую, вязкую, с красивой текстурой древесину. Применяют его для изготовления столярных изделий, мебели.

Береза является самой распространенной лиственной породой. Имеет высокую прочность, однако подвержена загниванию, растрескиванию, короблению. Применяют, в основном, для изготовления фанеры.

Ольха (черная) — порода, распространенная в Беларуси. Имеет белую древесину, быстро краснеющую на воздухе. Древесина мягкая, легкая, склонна к загниванию. Применяют для изготовления фанеры, мебели.

Осина имеет мягкую древесину белого цвета. При повышенной влажности быстро загнивает. Применяют для изготовления фанеры, гонта.

14.3. Основные физико-механические свойства древесины

Истинная плотность древесины определяется совокупностью веществ, слагающих оболочку клеток. Так как клетки имеют схожее строение для всех пород, то истинная плотность древесины колеблется в пределах от 1490 до 1560 кг/м³.

Средняя плотность зависит от влажности и пористости породы. Значение средней плотности указывается применительно к нормальной 12%-ной влажности.

Все породы по средней плотности условно разделяют на три группы: легкие (с 012 < 550 кг/м³), средние (с 012 = 550 + 700 кг/м³) и тяжелые (с 012 > 700 кг/м³). Средние значения средней плотности с о12, кг/м³, некоторых распространенных пород древесины приведены ниже.

Легкие породы		Средние породы			Тяжелые породы
Пихта сибирская	380		Береза	640		Клен	700
Кедр	440		Вяз	660		Дуб	700
Ель	450		Лиственница	670		Граб	810
Тополь	460		Бук	680		Акация белая	810
Липа Сосна	500 510		Ясень обыкновенный	690

Влажность древесины существенно влияет на ее физико-механические свойства и в ряде случаев определяет ее пригодность.

Вода в древесине может находиться в трех видах: в свободном состоянии, гигроскопическом и химически связанном. Свободная, или капиллярная, вода заполняет полости клеток и сосудов и межклеточное пространство; гигроскопическая вода находится в стенках клеток и химически связанная вода входит в химический состав веществ.

По степени влажности древесину подразделяют на мокрую, свежесрубленную, воздушносухую, комнатносухую и абсолютно сухую. Мокрая имеет влажность свыше 100%, свежесрубленная — 35% и выше, воздушносухая — 15–20% , комнатносухая — 8–12% и абсолютно сухая — 0%.

За стандартную влажность условно принята влажность, равная 12%. Содержание воды в древесине изменяется вследствие ее гигроскопичности и влагоотдачи.

Гигроскопичностью называют способность древесины поглощать из воздуха парообразную воду. Противоположная характеристика гигроскопичности — влагоотдача — способность древесины отдавать воду в окружающую среду. Гигроскопичность и влагоотдача зависят от температуры и относительной влажности воздуха.

Состояние древесины, когда в ней содержится только гигроскопическая вода и отсутствует капиллярная, называется точкой насыщения волокон, или пределом гигроскопичности. Для разных пород деревьев она составляет 25–35%.

Находясь длительное время в воздухе с постоянной относительной влажностью и температурой, древесина приобретает определенную влажность, которая называется равновесной. В результате изменения влажности происходит усушка или разбухание древесины.

Усушкой называют уменьшение линейных размеров и объема древесины при высыхании. Усушка не происходит при испарении свободной и начинается только при удалении гигроскопической воды. Усушка древесины в различных направлениях неодинакова. Вдоль волокон она составляет 0,1–0,3%, в радиальном направлении — 3–6 и в тангенциальном — 7–12%. Объемная усушка, выражаемая коэффициентом объемной усушки, составляет 0,2–0,75%.

Набуханием называют способность древесины увеличивать свои размеры при поглощении воды. Набухание вдоль волокон составляет 0,1–0,8%, в радиальном направлении — 3–5%, в тангенциальном — 6–12%. Усушка приводит к появлению щелей между деревянными элементами, образованию трещин.

Свойства древесины по-разному изменять свои размеры при усушке и набухании приводит к короблению.

Теплопроводность древесины составляет 0,16–0,3 Вт/(м х^оС). Вдоль волокон она в 1,8 раза выше, чем поперек.

Звукопроводность древесины вдоль волокон в 16 и поперек волокон в 3–4 раза выше звукопроводности воздуха. Вдоль волокон она составляет 5000, поперек волокон в радиальном направлении — 1450 и в тангенциальном — 850 м/с.

К механическим свойствам древесины относят прочность, твердость, деформативность, ударную вязкость. Они зависят от средней плотности, влажности, наличия пороков, приложения нагрузки с учетом строения древесины.

Важнейшей характеристикой древесины является прочность. В деревянных конструкциях древесина работает на сжатие вдоль и поперек волокон, скалывание, изгиб, растяжение.

Древесина различных пород имеет неодинаковую прочность. Среди растущих в Беларуси наибольшую прочность имеет дуб. Предел прочности древесины наиболее распространенных пород приведен в табл. 14.1.

Таблица 14.1