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

соединений на шурупах и гвоздях; применять рекомендуемые бо­ лее тонкие шурупы и гвозди. Соблюдение этих условий позволит изготовлять изделия, равные по прочности с сосновыми, при мень­ ших затратах металла и уменьшении случаев раскалывания дре­ весины. Механизированная забивка гвоздей полностью снимает вопрос о трудоемкости внедрения гвоздей в детали.

СТОЙКОСТЬ К ЗАГНИВАНИЮ

По естественной стойкости к загниванию древесина различных пород неодинакова. Отмечается повышенная стойкость (по срав­ нению с другими породами) древесины лиственницы. Однако дан­ ные, как правило, основаны на примерах, не подтвержденных результатами исследований, без учета условий эксплуатации. Первые исследования по этому вопросу появились в последнее время.

Г. И. Шальтянене [93] и Е. В. Харук [84] провели исследо­ вания столбов в линии связи с различным сроком службы. Для определения естественной стойкости древесины лиственницы в эксплуатационных условиях было обследовано 4320 лиственнич­ ных столбов на участках, расположенных с юга на север в Крас­ ноярском крае. В этих же условиях обследовались и сосновые •столбы. Из общего числа обследованных столбов 13% занимали столбы со сроком службы от 11 до 15 лет; 59,3%—со сроком службы 16—30 лет; 24,3%—со сроком службы 31—40 лет. Сред­ ний срок службы лиственничных столбов составил 23 года. По всей длине столбов со стороны господствующих ветров наблю­

ность почвы у столбов и состояние древесины заболони и ядра. Срок службы столбов — от 10 до 53 лет; состояние древесины не обнаруживало четкой зависимости от срока службы. Лучше •столбы сохраняются во влажных и кислых почвах с плотным сло­ жением (суглинистые кислые). Несмотря на высокую влажность подземной части столбов, надземная их часть сохраняет низкую влажность по всей высоте и толщине, начиная от сечения, отстоя­ щего на 10 см от уровня земли.

Средние статистические данные о физико-механических свой­ ствах древесины лиственницы (столбов) приведены в табл. 30. Они даны в сопоставлении с показателями свойств лиственницы по ис­ следованиям В. П. Маркарьянца [53]. Показатели точности во всех случаях меньше 3%.

Результаты исследований подтверждают, что при сроках службы лиственничных столбов в Красноярском крае до 50 лет существенного снижения физико-механических свойств древесины нет.

40

Т а б л и ц а 30

П р и м е ч а н и е. В знаменателе даны контрольные данные.

Стойкость подземной части, определяющая срок службы столбов, зависит в основном от почвенно-грунтовых условий. Имеет значе­ ние и плотность древесины. Естественная стойкость древесины лиственницы сибирской по полученным данным очень высока. За­ щитная обработка столбов не всегда целесообразна, поскольку естественная стойкость древесины близка или даже превышает срок эффективного действия отдельных антисептиков в древесине.

Обследование жилых зданий позволило установить, что сред­ ний срок службы домов из лиственницы или лиственничных эле­ ментов в постройках составляет около 100 лет. За это время бывшая в эксплуатации древесина хорошо сохранилась и лишь отдельные элементы нижних венцов загнили на глубину заболони.

сосновые 7—8 лет, еловые и пихтовые лишь 4—5 лет.

Данные анализа сроков службы лиственницы в зданиях и шпалах также позволяют обосновать вывод о том, что естествен­ ная стойкость древесины лиственницы приближается, а подчас и значительно превышает стойкость антисептированной древесины сосны, поэтому лиственницу в ряде случаев молено не антисептировать. Лиственница является высокостойким материалом при экс­ плуатации в условиях переменной влажности в земле. Это под­ тверждается исследованиями, проведенными в условиях Восточной Сибири.

Исследования проводились на натуральных образцах размером 15X15x220 мм, установленных в земле рядами в вертикальном положении. По степени разрушения древесные породы разделены на четыре группы. Условной единицей стойкости принята стойкость древесины заболони липы.

1 Перелыгин Л. М., Уголев Б. Н. Древесиноведение. М., 1971, 286 с.

41

Н е с т о й к а я д р е в е с и н а

Я д р о в а я д р е в е с и н а лиственницы не'только оказалась в высшей группе, не только стоит на первом месте среди всех

Заболонная часть древесины лиственницы находится в группе «среднестойкая древесина». Она сопоставима по стойкости с дре­ весиной ели, пихты. Однако, учитывая, что слой заболони на круглых сортиментах лиственницы очень узок (1,0—2,0 см), а в пиленых обрезных сортиментах, как правило, его нет, в пере­ менных влажностных условиях можно эксплуатировать ядровую лиственничную древесину, которая будет служить в 2—3 раза дольше, чем древесина других распространенных хвойных и твер­ дых лиственных пород без пропитки специальными антисептиче­ скими препаратами.

В то же время при эксплуатации без пропитки и при необхо­ димости увеличения сроков эксплуатации изделий в сложных температурно-влажностных условиях следует избегать в них эле­ ментов с заболонной лиственничной древесиной или обрабатывать антисептиками участки заболони.

Это подтверждается и данными наблюдений за линиями дере­ вянных опор ЛЭП из древесины лиственницы без пропитки на участке Арзамас — Сасово. После 7 лет эксплуатации отдельные

42

столбы разрушились на глубину заболони. Следовательно, для иепропитанной заболонной древесины лиственницы опасны опреде­ ленные условия климата и почвы. Примеров быстрого разрушения ядровой древесины в самых сложных условиях эксплуатации неиз­ вестно.

КЛЕЙКИЕ ВЕЩЕСТВА И СМОЛЫ В ДРЕВЕСИНЕ ЛИСТВЕННИЦЫ

Около 20% крупных предприятий лесопильно-деревообрабаты- вающей промышленности, расположенных в районах значитель­

на большую смолистость древесины, которая усложняет ее обра­ ботку и затрудняет отделку.

в лиственницах всех разновидностей, произрастающих в Совет­ ском Союзе, состоит из деятельных смоляных ходов в заболонной и ядровой частях древесины. Встречаются также смоляные кар­ машки и метиковые трещины, заполненные некристаллизующейся

Красноярского края позволило вскрыть интересные зависимости. Было обследовано около 4000 пней. Встречаемость пней со смоля­ ными кармашками в лиственничных древостоях, производитель­ ность которых в основном определялась I — I I классами бонитета, составила 40% и не зависела от диаметра пня в диапазоне сред­ него и крупного леса. Расположение смоляных кармашков по поперечному сечению среза ствола неравномерно; каждый из них расположен только в одном годичном слое; в основном, смо­

уменьшаться и составляет на двухсантиметровых участках лишь доли процента от общего их количества.

Приведенные данные позволяют считать, что при исключении за­ болонной части бревна из обработки резко снижается вероятность встречи со смоляными кармашками в процессах механической об­ работки древесины. Практически заболонь в заготовках и деталях часто ограничивается, а в шпоне и фанере не допускается. Поэтому

43

оценка древесины лиственницы как трудно обрабатываемого материала из-за наличия смоляных кармашков преувеличена.

Часто встречаются у лиственницы камеди.

Под камедью, или клеящим веществом, понимают продукты растительного происхождения, обычно легко растворимые в воде и образующие вязкие, клейкие растворы, которые состоят из раз­ личных пентозанов и гексозанов.

Вопросом получения лиственничной камеди занимались и раньше. Содержание камеди-сырца в древесине лиственницы со­ ставляет 9—17% от веса абсолютно сухой древесины.

По данным Чочневой М. М., Цветаевой И. П. и др. [91], ка­ меди даурской лиственницы имеют тот же состав, что и в других ее разновидностях. Среднее содержание камедей (арабогалактана) в древесине 100—270-летних деревьев составляет 12—13%.

Арабогалактан почти полностью находится в ядровой части дерева, распределяется по диаметру среза таким образом, что количество его увеличивается от центра к периферии и достигает

Исследование ранней и поздней древесины ядра даурской лист­ венницы в пределах годичного слоя показывает, что ранняя дре­ весина содержит больше арабогалактана, чем поздняя. Это позво­ ляет предположить, что образование арабогалактана происходит более интенсивно весной.

В 1935—1937 гг. ЦНИИМОД проведена комплексная работа по распиловке лиственницы, в результате которой были выяснены особенности распиловки, подготовки инструмента для зимних и летних условий работы. Опытные распиловки и их анализ пока­ зали, что оптимальные посылки для лиственницы могут быть близ­ кими к посылкам для сосны, но при одинаковом профиле зубьев пил посылки, установленные для сосны, должны быть уменьшены в среднем на 10% с учетом устойчивости и прочности зубьев.

При раскрое отдельных сильно закомелистых бревен посылки следует снижать при прохождении комля через раму, сообразуясь с фактической толщиной комля.

Одной из основных причин, затрудняющих распиловку лист­ венницы, было образование в зоне зубчатого венца пил плотных брикетов из гумми и опилок, спрессованных до объемного веса, часто превышающего вес целой древесины. Анализ этих брикетов показал, что при засмаливании пил истинных смол на полотнах оказывается лишь 1—2%, в то время как 32—33% составляют сильно засмаливающее вещество — гумми (камедь) и 66—67% — опилки. Так как камеди легко растворяются в воде, а смолы в воде не растворяются, были проведены исследования, которые выявили, что вода — надежное средство против засмаливания пил; она мо­ жет предупредить засмаливание при любых условиях распиловки лиственницы с различной влажностью и различным состоянием

44

древесины: подвяленную, лежалую на складе, с воды, доставлен­ ную автотранспортом, по железной дороге и т. д. Однако причина успешного действия воды не только в ее свойстве как раствори­ теля; вода — это также средство охлаждения пил, а при охлаж­ денных пилах процесс засмаливания идет медленнее, и клейкость камеди при этом незначительна. Действие воды, оказывающее положительное влияние при засмаливании пил, может быть объ­ яснено еще и тем, что вода, смачивая брикетики засмола, разрых­ ляет их, способствуя механическому разрушению брикетов при движении пилы в пропиле бревна.

При опытных работах была проведена распиловка лиственницы

без поливки пил водой. Однако этот прием может быть использо­ ван лишь в том случае, если по условиям заказа подобная распи­ ловка возможна. Он особенно целесообразен при распиловке

в этом случае поливка пил водой осложняет работу на лесопиль­ ной раме из-за обледенения агрегата.

Если распиловка лиственничных бревен зимой не допускает смешивания их с сосновым или еловым пиловочником, а пилы засмаливаются, можно смазывать пилы керосином. Этот способ также проверен в ЦНИИМОД и дает удовлетворительные резуль­ таты в борьбе с засмаливанием и нарастанием брикетов на полот­ нах пил.

Работа, проведенная по распиловке лиственницы, указала также на необходимость резкого улучшения состояния пилоставного цеха. Технический надзор за работой оборудования при рас­ пиловке лиственницы влияет на повышение производительности лесопильных рам и на уменьшение нагрева пильных полотен в большей степени, чем при распиловке сосны. Улучшение подго­ товки пил, их установки в раму и выверка рамы значительно уве­ личивает производительность основного оборудования, уменьшает (даже без поливки водой) засмаливание пил.

Так как с увеличением влажности лиственницы засмаливание пил уменьшается, целесообразен влажный способ хранения лист­

этого условия, помимо снижения процента полезного выхода пилопродукции, вызывает снижение производительности рам из-за «заноз», увеличение правок и засмаливание пил.

Для обеспечения работы рам на посылках, указанных в ин­ струкциях, необходимо обязательное выполнение всех технических условий тщательной подготовки и установки пил, исправной ра­ боты механизмов и правильной работы обслуживающих раму рабочих. Опытные распиловки лиственницы в производственных условиях подтвердили реальную возможность работы рам на

45

вышеуказанных посылках. Но влияние правильной подготовки и

дования засмаливания поверхности рамных пил при распиловке

0,7 до 2 мм на сторону и выяснилось, что для бревен диаметром до 50 см достаточно уширение пил 0,7—0,8 мм на сторону. При распиловке более крупного сырья уширение на сторону необходимо 0,8—1,0 мм.

Материалы исследований подтвердили данные ЦНИИМОД о том, что основной фактор, влияющий на интенсивность засмали­ вания,— нагрев пил в процессе работы. Чаще всего это происхо­ дит в момент движения пил в пропиле при выключенной подаче. Подтвердились также данные ЦНИИМОД о том, что подача воды на пилы в процессе распиловки лиственницы полиостью исключает засмаливание их поверхности при указанном выше уширении зубьев. Автором создано и отработано в производственных усло­

пилы сжатым воздухом. Направление струи рабочей смеси и ее объем регулируются.

тельных головок на требуемый угол и перестановкой их в соеди­ нительных патрубках.

Приспособление состоит из следующих основных узлов и де­ талей: воздухо- и водопроводов, соединенных гибкими шлангами с магистралями. Между шлангами и магистралями устанавлива­ ются вентили, которые регулируют общий объем подводимой жид­ кости и в.оздуха. К воздухо- и водопроводам с соединительными патрубками присоединяются распылительные головки. Количество распылительных головок и их расположение принимается в зави-

46

симости от диаметра распиливаемого пиловочного сырья и коли­ чества пил на лесопильной раме. Соединительные патрубки, к ко­ торым не подсоединены распылительные головки, закрываются заглушками.

Распылительная головка (рис. 4) состоит из водяного и воз­ душного сопел, штуцера и регулировочных винтов. К водяному соплу подводится вода. Воздуш­ ное сопло, имеющее два отвер­ стия, формирует факел охлаждаю­ щей смеси. На каждой распреде­ лительной головке установлены регулировочные винты, которыми

регулируется расход воздуха и жидкости. Вода из водопровода по шлангу подается к штуцерам распылительных головок и вытекает из сопла. Воздух из воздушной магистрали под давлением по воз­ душному шлангу и штуцеру подается к воздушному соплу. Струя воздуха разбивает водяную струю и создает требуемый факел смеси, который направлен на пилы. Количество воды и воздуха регулируется иглами.

Приспособление для повышения устойчивости работы рамных пил и предотвращения засмаливания их при распиловке лист­ венницы повышает полезный выход пиломатериалов до 1%,

47

увеличивает производительность лесопильных рам примерно на

ОСОБЕННОСТИ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННИЦЫ, ПРОИЗРАСТАЮЩЕЙ НА КАМЧАТКЕ

На крайних восточных рубежах нашей страны, на полуострове Камчатка, быстро развиваются многие отрасли народного хозяй­ ства, потребляющие в значительных количествах древесину. Хвойные леса полуострова на 80% состоят из лиственницы, за­ пасы которой определяются в 126 млн. м3. Средний запас листвен­ ницы в Камчатской области составляет 131 м3 на 1 га, выход деловой древесины из хлыстов — ориентировочно 58%. Однако судостроители, мебельщики, строители высказывают ряд претензий к качеству древесины и требуют поставки сырья хвойных пород морским путем из лесных массивов южных районов Дальнего Востока.

Учитывая, что потребности в древесине на Камчатке уже в на­ стоящее время превышают 1 млн. м3 и продолжают расти, авто­ ром было проведено изучение основных свойств и особенностей древесины лиственницы в целях решения вопроса возможности применения местного древесного сырья для нужд народного хо­ зяйства в наиболее ответственных конструкциях и изделиях.

Средний диаметр пиловочного лиственничного сырья составил

Физико-механические свойства древесины лиственницы Кам­

ских свойствах древесины лиственницы Камчатки при влажности

Сопоставление приведенных показателей физико-механических свойств с данными по основным древесным породам из табл. 15 позволяет сделать вывод о том, что лиственница камчатская по основным физико-механическим характеристикам может быть ис­ пользована вместо хвойных пород (сосны и ели) в ответственных конструкциях и сооружениях. Доказательством этому служат дан­ ные о пределе прочности по основным видам нагрузок. Так, проч­ ность на изгиб камчатской лиственницы значительно превышает прочность сосны обыкновенной на 9—12%, ели на 11%, пихты

48

на 14%. Предел прочности при скалывании вдоль волокон лист­ венницы камчатской выше, чем у сосны обыкновенной на 10— 15% и значительно выше, чем у ели и пихты. Торцовая твердость у лиственницы камчатской на 8—15% выше, чем у сосны обыкно­ венной.

Таким образом, по прочностным показателям лиственница камчатская стоит выше сравниваемых хвойных пород. Лишь сосна обыкновенная по ряду показателей может быть приравнена по прочности к лиственнице камчатской. По плотности лиственница камчатская занимает промежуточное положение между сосной обыкновенной, кедром, елью и пихтой, с одной стороны, и дубом, ясенем и лиственницей сибирской и даурской, с другой. Так, она на 15—27% тяжелее основных хвойных пород и на 3—15% легче дуба, ясеня и лиственницы сибирской и даурской. Соответственно и показатели предела прочности статического изгиба и торцовой твердости лиственницы камчатской в сравнении с тяжелыми дре­ весными породами имеют более низкие значения. В то же время скалывание вдоль волокон и сопротивление раскалыванию у дре­ весины лиственницы всех видов находится почти на одном уровне.