Строение древесины. Качество лесоматериалов: пороки и сорт древесины.
Строение древесины изучается на трех главных разрезах: поперечном, радиальном, тангенциальном.
На поперечном сечении ствола различают следующие части: кора; под корой – тонкий слой камбия (образовательной ткани); в центре – сердцевина, имеющая форму небольшого круглого пятнышка диаметром 2 ÷ 5 мм. Вся основная древесина, расположенная между слоем камбия и сердцевиной, состоит из двух частей, отличающихся цветовыми оттенками. Внутренняя зона (более темная), содержащая больше смолы, – ядро; внешняя (более светлая) – заболонь, менее смолистая, но более прочная.
Годичные (концентрические) слои, окружающие сердцевину, представляют ежегодный прирост древесины. Ширина годичных слоев колеблется в зависимости от возраста, породы, условий произрастания и положения в стволе. Каждый годичный слой состоит из двух частей: • внутренний более широкий и светлый слой (состоит из мягкой ранней древесины, образующейся весной, когда дерево растет быстро). Клетки ранней древесины имеют более тонкие стенки и широкие полости; • наружный узкий и темный слой (состоит из более твердой поздней древесины, образующейся летом). Клетки поздней древесины имеют более толстые стенки и узкие полости.
Плотность и прочность древесины зависят от относительного содержания в ней поздней древесины, которая у сосны колеблется от 10 до 30 %. Древесина имеет трубчатое слоисто-волокнистое строение. Основную массу древесины составляют древесные волокна, расположенные вдоль ствола. Они состоят из удлиненных пустотелых оболочек отмерших клеток – трахеидов. Это полые клетки из органических веществ (целлюлозы и мегнина), почти прямоугольной формы, сильно вытянутые в длину с заостренными концами средней шириной 50 мкм и длиной 3 мм. Трахеиды занимают 90 % общего объема древесины.
Пороки – допустимые - • сучки; • косослой (наклон волокон относительно оси элемента); • трещины при высыхании; • мягкая сердцевина; • выпадающие сучки; недопустимые - • гниль; • червоточина ; • трещины в зоне скалывания в соединениях.
Сорта древесины – 1 сорт - Для изготовления ответственных элементов конструкций, работающих на растяжение, и
растянутых зон высоких клеедеревянных балок; 2 сорт - Для прочих элементов несущих строительных конструкций; 3 сорт - В мало напряженых настилах и обшивках.
6. Влажность древесины
Влажность – это процентное содержание свободной и связанной воды в порах древесины. Наибольшую влажность имеет сплавная древесина (W = 200 %). Свежесрубленная древесина имеет влажность до 100 %.
Предел гигроскопичности (30 %) – максимальное количество связанной влаги. Дальнейшее увеличение влажности может происходить только за счет свободной влаги, т.е. заполнением пустот в древесине.
При изменении влажности от 0 до 30 % объем древесины увеличивается, происходит разбухание, снижение влажности в этих пределах уменьшает ее размеры, происходит усушка.
При увеличении влажности более 30 %, когда влага занимает все полости клеток древесины, дальнейшего разбухания не происходит.
Для сравнения показателей прочности и жесткости древесины независимо от ее влажности установлено значение стандартной влажности – 12 %, т.е. при испытании образцов древесины, имеющих нестандартную влажность, предел прочности (или другой показатель) должен быть приведен к его значению при стандартной влажности с учетом поправочного коэффициента α (α = 0,05 – при сжатии вдоль волокон, α = 0,04 – при изгибе, α = 0,03 – при скалывании вдоль волокон):
В 12 = В W [1 + α(W-12)].