1.2. Влияние различных факторов на древесину

1.2.1. Влияние строения древесины

Влияние анатомического строения на свойства древесины очень велико. Различия в свойствах древесины разных пород зависят прежде всего от особенностей ее анатомического строения. Например, большая правильность строения древесины хвойных пород (прямоволокнистость) обусловливает более высокую прочность и упругость по сравнению с древесиной лиственных пород при одном и том же объемном весе. В то же время благодаря некоторой извилистости волокон древесина лиственных пород обладает большей вязкостью и повышенной прочностью при скалывании вдоль волокон. Вообще волокна не играют большой роли при начальном проникновении антисептика, хотя их относительная способность к диффузии может значительно влиять на его последующее перераспределение.

На прочность древесины существенное влияние оказывают размеры гистологических элементов тканей, особенно механических; чем этих элементов больше и чем толще их стенки, тем выше их прочность древесины. Например, увеличение толщины стенок поздних трахеид на 36% для сосны и на 20% для лиственницы сопровождается увеличением объемного веса соответственно на 18 и 20%, а прочности при сжатии вдоль волокон на 83 и 70%.

Большое значение при рассмотрении проблемы прочности древесины имеет мицеллярное строение клеточных оболочек, определяющее ее физико-механические свойства. Например, процессы разбухания и усушки древесины напрямую связаны с тем, что связанная влага, внедряясь между рядами мицелл, раздвигает их, вызывая разбухание (или усушку при высыхании древесины).

Влияние макроскопического строения яснее всего сказывается на содержании поздней древесины. Поскольку эта древесина состоит главным образом из механических элементов, то естественно, что чем больше ее в годичных кольцах, тем выше и физико-механические свойства древесины в целом.

Средняя ширина годичных слоев (или число их в 1 см) также оказывает влияние на свойства древесины. Для каждой породы существует свой оптимум числа годичных слоев в 1 см, при котором качество древесины получается наиболее высоким. Например, для высококачественной древесины сосны и пихты кавказской требуется, чтобы число годичных слоев в 1 см было не менее 3 и не более 25, для древесины ели (обыкновенной и Саянской) – не менее 3 и не больше 20, а для древесины лиственницы сибирской – не менее 3 и не более 30 и т.д.

В древесине кольцесосудистых лиственных пород (дуб, ясень) ширина годичных слоев увеличивается за счет большого развития поздней древесины, поэтому физико-механические свойства древесины этих пород должны возрастать с увеличением средней ширины годичных слоев. Например, для высококачественной древесины дуба требуется, чтобы число годичных слоев в 1 см было не больше 12, для древесины ясеня обыкновенного – не больше 9, для древесины ясеня маньчжурского – не более 10.

Для древесины рассеяннососудистых пород соответствующей зависимости пока не установлено. Имеющиеся экспериментальные данные намечают лишь тенденцию к снижению физико-механических свойств у древесины березы и к их повышению у древесины бука с увеличением средней ширины годичного слоя. Например, для высокачественной древесины бука требуется, чтобы число годичных слоев в 1 см было не больше 15).

Сердцевинные лучи являются существенными анатомическими элементами древесины хвойных и лиственных породи очень разнообразны по внешнему виду и строению. В растущем дереве они служат для хранения и радиального перемещения запасных питательных веществ и могут также проводить воду.

Влияние сердцевинных лучей наиболее ясно обнаруживается при скалывании и раскалывании древесины лиственных пород, в которых эти элементы строения развиты сильнее. Прочность древесины при радиальном скалывании и сопротивление раскалыванию меньше, чем при тангентальном, причем разница эта бывает выражена тем сильнее, чем более развиты сердцевинные лучи. Проф. Л.М.Перелыгин объясняет это тем, что связь лучей с волокнами слабее, чем волокон друг с другом. Например, древесина дуба, имеющая широкие и высокие сердцевинные лучи, раскалывается значительно легче древесины ясеня, у которого сердцевинные лучи очень узкие и низкие. При сжатии поперек волокон сердцевинные лучи оказывают, наоборот, положительное влияние, увеличивая прочность при радиальном сжатии древесины лиственных пород, особенно тех, которые имеют широкие сердцевинные лучи (дуб, бук).

Легко проницаемые сердцевинные могут иметь некоторое значение в проведении антисептика. Однако при пропитке древесины, даже в самых лучших условиях, сердцевинные лучи, по-видимому, играют только подчиненную роль.

Клетки древесной паренхимы по ряду признаков, в том числе и строению пор, близки к клеткам сердцевинных лучей и весьма вероятно, что они не способствуют начальному проникновению жидкостей в древесину. Однако проницаемость клеток, окружающих вертикальные смоляные ходы в хвойных породах и сосуды в некоторых лиственных породах, может оказывать влияние на последующее распространение антисептиков из этих каналов.

Поскольку смоляные ходы имеют каналообразный характер, их можно рассматривать как потенциальные каналы для облегчения движения антисептиков в древесину во время пропитки. Можно предположить, что вертикальные ходы могут улучшить проникновение жидкости с торцов сортимента, а радиальные, вероятно, способствуют проникновению жидкости с тангенциальных поверхностей. Эффективность каналов для облегчения пропитки древесины зависит как от их размеров, количества, распределения, так и от их непрерывности. Непрерывность в свою очередь зависит от степени перекрытия вертикальных и радиальных ходов затвердевшей смолой, другими экстрактивными веществами или тиллоподобными образованиями.

У пород, содержащих смоляные ходы, эффективность пропитки зависит не только от проницаемости каналов, но также и от способности впитывания антисептика прилегающими к ним клетками. Это относится не только к клеткам древесной или лучевой паренхимы, непосредственно окружающим каналы, но также и к соседним трахеидам.