6)Основные виды и свойства древесины

Определение породы древесины по макроскопическим признакам

Основными макроскопическими признаками при определении породы древесины являются:

■ наличие ядра;

■ ширина заболони и степень резкости перехода от заболони к ядру;

■ степень видимости годовых слоев;

■ различие в окраске ранней и поздней древесины;

■ наличие и размеры сердцевинных лучей;

■ наличие сердцевинных повторений;

■ размеры сосудов и характер их группировки;

■ наличие смоляных ходов, их размеры и количество.

Для определения породы древесины необходимо знать признаки, оп-ределяющие внешний вид древесины, к которым относятся цвет, блеск, текстура (рисунок поверхности), твердость, плотность и запах (см. подразд. 2.1).

Лучший возраст дерева для использования древесины при изготовлении столярных изделий следующий: ель — 100... 150, сосна — 80... 120, береза — 50... 70, осина — 40... 60 лет.

При определении древесных пород прежде всего надо установить, к какой группе пород относится данный образец:

■ к хвойным;

■ лиственным кольцесосудистым;

■ лиственным рассеянно-сосудистым (с мягкой или твердой древесиной).

У древесины хвойных пород

■ годовые слои хорошо заметны;

■ сосудов нет;

■ сердцевинные лучи не видны;

■ древесина некоторых пород имеет смоляные ходы.

Лиственные кольцесосудистые породы характеризуются следующими признаками:

■ годовые слои из-за различия в строении ранней и поздней древесины хорошо заметны;

■ крупные сосуды, расположенные в ранней зоне годовых слоев, образуют на поперечном разрезе сплошное кольцо отверстий, хорошо различимых невооруженным глазом;

■ в плотной темной зоне поздней древесины заметны скопления мелких сосудов в виде светлых радиальных полосок, волнистых линий вдоль границы годовых слоев, отдельных черточек или точек;

■ у большинства пород видны сердцевинные лучи;

■ все породы ядровые.

Лиственные рассеянно-сосудистые породы характеризуются следующими признаками:

■ годовые слои у большинства пород трудно различимы;

■ сосуды, если они заметны на поперечном разрезе, не образуют 4 сплошного кольца;

■ поздняя зона годового слоя не имеет рисунка;

■ у некоторых пород видны сердцевинные лучи.

При определении породы древесины пользуются определителями, составленными на основании изучения строения различных пород древесины

Хвойные породы

Леса России расположены в основном в умеренном климатическом поясе, поэтому преобладающими породами являются хвойные, которые занимают 84 % площади всех лесов. Распределение древесины хвойных пород следующее: лиственница — 37 %, сосна — 19 %, ель и пихта — 20 %, кедр — 8 %. Хвойные породы занимают в промышленности и строительстве главное место. Наибольшее хозяйственное значение имеет древесина сосны и ели, затем лиственницы, пихты и кедра. Запасы в России древесины хвойных пород составляют 50 % всех мировых запасов.

Сосна занимает около У5 площади всех лесов России. Сосна обыкновенная северных районов европейской части России имеет более высокие показатели прочности, чем растущая в средней полосе или на юге: мелкослойная, с узкими годовыми слоями, плотная древесина с высоким содержанием поздней древесины и с узкой заболонью. На территории Сибири лучшая древесина у сосны, которая растет в Новосибирской и Иркутской областях и Красноярском крае.

Древесина сосны имеет слегка розоватое ядро. Со временем ядро темнеет и становится буровато-красным. У сосны широкая заболонь разного цвета (от желтоватого до розоватого). Годовые слои хорошо видны. Граница между ранней и поздней древесиной четкая. Смоляные ходы довольно крупные и многочисленные. Древесина средней плотности, прочная и стойкая против гниения, хорошо обрабатывается.

Древесина сосны используется: в строительстве (для изготовления строительных конструкций и деталей), столярно-мебельном производстве, судо-, вагоно-, мосто-, машиностроении, при изготовлении труб, фанеры, ящиков, при сухой перегонке, для получения скипидара и канифоли и т. д.

Древесина сосны занимает главное место в лесном экспорте России.

Ель занимает У8 часть площади лесов. Наибольшее хозяйственное значение имеют два вида ели: европейская (обыкновенная) и сибирская. Ель обыкновенная произрастает в европейской части России, сибирская — от Урала до Приморья. Ель обыкновенная, растущая на севере, по физико-механическим свойствам дает лучшую древесину, чем ель, растущая на юге. Ель — безъядровая спелодревесная порода. Древесина белая со слабым желтоватым оттенком. Годовые слои хорошо видны. Смоляные ходы мелкие и малочисленные. По прочности, плотности стойкости против гниения древесина ели незначительно уступает сосне. Древесина ели из-за большей сучковатости обрабатывается несколько хуже, чем сосна. Преимущества ели по сравнению с сосной: большая однородность строения, белый цвет древесины и меньшая смолистость.

Древесина ели является основным сырьем для целлюлозно-бумажного производства. Высокая способность резонировать и однородность строения обусловили применение ели для изготовления музыкальных инструментов. Ель используют для получения драни, гонта.

В лесном экспорте ель, как и сосна, занимает важное место. шит

Лиственница — самая распространенная хвойная порода России, занимает около 2/5 площади всех лесов. Произрастают 14 видов лиственницы, наибольшее хозяйственное значение имеют даурская и сибирская лиственницы.

Древесина имеет ядро красновато-бурого цвета, резко ограниченную узкую белую или слегка желтоватую заболонь. Годовые слои хорошо видимые с четкой границей между ранней и поздней древесиной. Смоляные ходы мелкие и малочисленные. Имеет высокие показатели физико-механических свойств: плотность и прочность древесины лиственницы (за исключением прочности на скалывание вдоль волокон) на 20 % выше, чем у сосны. Обладает высокой стойкостью против гниения.

Древесину используют в виде круглых лесоматериалов, когда требуется высокая прочность и стойкость против гниения (гидротехнические сооружения, сваи, столбы, шпалы, рудничная стойка). Переработка лиственницы на пиломатериалы затруднена из-за ее большой смоли-стости — засмаливается режущий инструмент. Применяют и в мебельном производстве, и при изготовлении паркета, так как лиственница имеет красивую текстуру. Используют в целлюлозно-бумажном и гидролизном производстве, для подсочки и т. д. Древесина лиственницы пока используется недостаточно, хотя ее применение имеет хорошие перспективы.

Пихта представлена несколькими видами: сибирская, белокорая и маньчжурская. -fi

Древесина сибирской пихты имеет более низкие показатели физико- механических свойств по сравнению с древесиной ели (плотность и прочность на сжатие ниже на 15 ... 25 %, при изгибе — на 20 %, ударная вязкость при изгибе меньше на 50 %).

Древесину пихты используют вместо древесины ели, при этом необходимо иметь в виду, что прочность пихты по нормам на 20 % меньше прочности ели.

В лесах России произрастают два вида кедра: сибирский, или сосна кедровая сибирская, и корейский. Древесина имеет ядро светло- или желтовато-розового цвета, нередко ограниченное от широкой желтовато-белой заболони. Годовые слои заметны. Переход от ранней древесины к поздней постепенный, растушеванный. Смоляных ходов у кедра меньше, чем у сосны, но они крупнее.

Древесина кедра по физико-механическим свойствам занимает промежуточное положение между древесиной сибирской ели и пихты, а по стойкости против гниения превосходит их. Хорошо обрабатывается в разных направлениях, используется для производства карандашей, в столярно-мебельном производстве и др.

Лиственные породы

Лиственных лесов в России меньше, чем хвойных, они занимают примерно 1/5 площади всех лесов. По хозяйственному значению лиственные леса также уступают хвойным лесам. Однако многочисленность видов и разнообразие физико-механических свойств обусловливают широкое применение древесины лиственных пород в самых различных областях производства.

Все лиственные породы по строению древесины подразделяются:

■ на кольцесосудистые;

■ рассеянно-сосудистые.

Принято древесину лиственных пород разделять на твердую и мягкую. Все кольцесосудистые породы имеют твердую древесину, а рассеянно-сосудистые — твердую или мягкую.

Кольцесосудистые лиственные породы. К самым распространенным породам относятся: дуб, ясень, вяз, ильм и карагач.

В России произрастает 15 видов дуба. Наиболее распространен дуб летний, который растет отдельными массивами в европейской части.

Дуб — ядровая порода. Ядро у дуба темно-бурое или желтовато-коричневое, а заболонь светло-желтая, узкая, не превышает 5 см. Древесина ядра мертвая, заполнена особыми ядовитыми веществами — тилами. Тилы консервируют древесину ядра и предохраняют ее от гниения.

Древесина дуба очень прочная, твердая, отличается стойкостью против гниения, способностью к гнутью, красивой текстурой и цветом.

Древесина дуба используется:

■ в столярно-мебельном производстве для изготовления высокого качества мебели и отделки (в том числе клееной и гнутой мебели);

■ при изготовлении высококачественного паркета и шпона;

■ в вагоно-и судостроении;

■ для изготовления бочек и т. д.

Отходы дуба используют для дубильно-экстрактного производства.

Дуб обладает замечательным свойством: если он находится в течение длительного времени (десятилетия) в воде или во влажной воздухонепроницаемой почве, то он становится особо прочным, твердым темно-коричневого или черного цвета. Такой дуб называется мореным и ценится очень высоко. Темная окраска возникает от взаимодействия солей железа, содержащихся в воде, с танином, содержащимся в древесине дуба.

Ясень обыкновенный произрастает в средней и южной полосе европейской части России и на Дальнем ВостокеЯсень — ядровая порода с широкой розоватой или желтоватой заболонью. Ядро светло-бурое с оливково-коричневым оттенком. Переход от ядра к заболони расплывчатый. Годовые слои наиболее четко различаются на торцевом и тангенциальном разрезах.

Древесину ясеня можно легко перепутать с древесиной дуба, но различие между сердцевинными лучами этих пород может служить надежным отличительным признаком. У дуба широкие сердцевинные лучи, на радиальном разрезе они выступают в виде крупных бесформенных блестящих пятен, а на тангенциальном — в виде темных редких полос.

У ясеня очень узкие сердцевинные лучи, которые хорошо видны только с помощью лупы. После смачивания водой сердцевинные лучи довольно четко выделяются в виде многочисленных светлых полос на темном фоне окружающей древесины. На строго радиальном разрезе сер-дцевинные лучи видны в виде многочисленных блестящих ленточек.

Древесина ясеня отличается высокой прочностью, умеренно усыхает и мало растрескивается, хорошо полируется и обрабатывается режущими инструментами, является одним из лучших материалов для столярных работ. Применяется наравне с древесиной дуба. Высокая вязкость и способность к гнутью — свойства, которые сделали ясень предпочтительным при изготовлении спортивного инвентаря (лыж, теннисных ракеток, весел), лестничных перил и рукояток инструмента, в судо-, вагоно-, авиа- и автостроении. Ясень используют при изготовлении мебели и шпона, так как у него красивые цвет и текстура.

Рассеянно-сосудистые лиственные породы с мягкой древесиной. К самым распространенным относятся: береза, осниа, ольха и липа. Наибольшее распространение имеют березы плакучая и белая. Эти два вида занимают 2/3 площади всех лиственных лесов России. Береза растет повсеместно.

Береза — заболонная порода, имеет белую древесину с розоватым, красноватым или желтоватым оттенками. На тангенциальном и радиальном разрезах годовые слои почти неразличимы, на торце едва заметны, если торец тщательно отшлифован. Сердцевинные лучи настолько узкие, что их трудно увидеть даже в лупу, но они хорошо видны на радиальном разрезе в виде множества темных блестящих ленточек. В древесине, которая имеет шелковистый блеск, встречаются сердцевинные повторения в виде красновато-бурых черточек.

Древесина применяется для производства лущеного шпона, фанеры, лож охотничьих ружей, лыж, древесно-слоистых пластиков, древесностружечных и древесно-волокнистых плит, целлюлозы, паркета, в строительстве и др. Из коры получают деготь и лучший активирован-ный уголь для очистки жидкостей и газов.

Разновидность березы — карельская береза — имеет узорчатую свилеватую древесину с коричневыми прожилками, отличный материал для изготовления мебели.

Осина произрастает на всей территории России. Осина — заболонная порода. Древесина самая белая из всех пород, растущих в средней полосе, прямослойная, с однородным строением, умеренно усыхает и хорошо раскалывается. Долго сохраняется в воде, поэтому из осиновых бревен на Руси делали колодезные срубы.

В основном примененяется для изготовления спичек, гонга (кровельные дощечки), посуды, игрушек, древесной стружки и для получения вискозы (искусственный шелк). Применяют также в строительстве: считается лучшим материалом для строительства бань.

Ольха (черная) распространена на европейской территории России и в Западной Сибири. Растет на сильно увлажненных почвах.

Ольха — заболонная древесина. У свежесрубленной ольхи древесина белая, на воздухе быстро краснеет. Древесина очень легкая, мягкая, однородного строения, при усыхании незначительно уменьшается в объеме и почти не трескается. Применяется в столярно-мебельном производстве, при изготовлении фанеры и тары. Мореная ольха — прекрасный материал для токарных работ и художественной резьбы. Высоко ценится древесина ольховых капов.

Липа произрастает в средней и южной полосе европейской части России и в Западной Сибири. Наиболее распространена липа мелколистная. Липа — спелодревесная порода. Древесина мягкая, легкая, однородного строения, хорошо режется, отлично гнется и полируется, мало трескается и коробится. Малая формоизменяемость обусловливает ее применение для изготовления чертежных досок, моделей в литейном деле, деревянной посуды, карандашей. Из липы делают тару под пищевые продукты (масло, мед), игрушки, древесную стружку, из луба получают мочало.

Рассеянно-сосудистые лиственные породы с твердой древесиной. Из

деревьев этой породы прежде всего отметим бук, который произрастает на юге России. Древесина очень прочная с красивой текстурой, особенно на радиальном разрезе, хорошо обрабатывается и полируется, легко гнется, но подвержена гниению. Из бука изготавливают гнутую мебель, паркет, строганый шпон, чертежные принадлежности (линейки, треугольники), корпуса для столярного инструмента.

Граб обыкновенный произрастает на Кавказе. Древесина тяжелая, твердая, хорошо сопротивляется истиранию, при высыхании коробится и растрескивается. Из граба изготавливают корпуса столярных инструментов, применяют в машиностроении и текстильном производстве.

Клен произрастает в средней и южной полосе европейской части России и на Кавказе, представлен несколькими видами, из которых наиболее распространены клен обыкновенный, клен остролистный и клен белый, или явор.. Клен — заболонная порода. Древесина белая с переливчатым блеском, иногда слегка розоватая или желтоватая. Темная полоска, проходящая вдоль границ годовых слоев, делает их различимыми на торцевом разрезе. Хорошо заметны узкие сердцевинные лучи буроватого цвета. На радиальном разрезе лучи похожи на сплошную мозаику из блестящих пятен и ленточек, придающих древесине своеобразную шелковистую рябоватость. Хорошо видна эта рябоватость на радиальном разрезе. На тангенциальном разрезе сердцевинные лучи в виде чечевичек, а на поперечном в виде узких полос. У древесины клена иногда можно встретить ложное ядро зеленовато-серого цвета с темными полосками — это поражение древесины грибом.

Древесина клена твердая, плотная, тяжелая и прочная; умеренно усыхает и мало разбухает и коробится. Применяют ее в мебельном производстве, при изготовлении музыкальных инструментов (клен белый), в машиностроении; из клена изготавливают колодки рубанков, сапожные колодки и др.

Груша дикая растет в средней и южной полосе европейской части России и на Кавказе. Древесина дикой груши намного лучше домашней. Груша — спелодревесная порода. У молодых деревьев древесина почти белая, но с возрастом темнеет.

Древесина груши плотная, тяжелая и твердая, однородного строения, хорошо обрабатывается и полируется, имитируется под черное дерево. Используется для изготовления высококачественной мебели, музыкальных инструментов, строганого шпона, чертежных принадлежностей (линейки, лекала), оправ для оптических приборов.

Древесина пород (красного дерева, махагони, тика и др.), ввозимых из зарубежных стран, отличается красивым цветом и текстурой, шелковистым блеском; как правило, хорошо полируется и лакируется.

Такую древесину применяют для изготовления мебели (в основном в качестве отделочного материала — шпона), художественного наборного паркета и музыкальных инструментов, а также для специальных це

лей, обусловленных особыми свойствами некоторых пород (например, абаш — низкая теплопроводность, применяют для строительства саун; бакаут — высокая прочность на сжатие, применяют в деталях станков).

Под названием красного дерева в международной торговле объединены древесные породы, имеющие древесину красного цвета различных оттенков и интенсивности окраски. Наиболее распространенной и ценной по красоте текстуры и цвету древесины является порода красного дерева — американское махагони, произрастающее в Центральной Америке.

Махагони — ядровая рассеянно-сосудистая лиственная порода с узкой белой заболонью. Ядро буровато- или коричневато-красное. Годовые слои практически не заметны. Сердцевинные лучи узкие, слабозаметные, на тангенциальном разрезе расположены горизонтальными ря-дами. Сосуды крупные, собраны в радиальные группы по два-три вместе. Древесина махагони отличается большой прочностью, почти не коробится и не растрескивается, хорошо обрабатывается и полируется. Применяется для изготовления высококачественной мебели (в основном в виде строганого или луЩеного шпона).

Тик произрастает в странах Южной и Юго-Восточной Азии. Ядровая лиственная порода со светло-бурой узкой заболонью и ядром от желто- до темно-бурого цвета. Годовые слои хорошо заметны. Сердцевинные лучи слабозаметные, узкие. Древесина масляниста на ощупь, имеет запах старой кожи. Твердая и прочная древесина хорошо сопротивляется истиранию, отлично обрабатывается, обладает высокой стойкостью к гниению.

Древесина тика широко применяется в судостроении и там, где требуется высокая стойкость против гниения, например при изготовлении садовой мебели, эксплуатируемой на открытом воздухе.