Механические характеристики древесины

Древесина без сомнения наиболее распространенный материал, который используется для постройки и отделки коттеджей. И, несомненно, в строительстве древесина используется почти везде, этот внешне привлекательный благородный материал при правильном применении может служить длительный срок.Механические и физические характеристики древесины

Основными положительными качествами дерева считают небольшой вес, низкая плотность, небольшая теплопроводность и высокая прочность. Раньше из этого материала строили мосты, возводили красивые церкви и дома и другие сооружения, часть которых сбереглись и до сегодняшнего дня. Ни одну квартиру или коттедж сложно представить без элементов, изготовленных из древесины: несущие конструкции здания, плинтуса, наличники, дверные и оконные конструкции, множество отделочных материалов.

Содержание

Влажность древесины

Условно считается нормальным уровень влажности около 15%, и физических качеств этого материала необходимо оценивать с учетом влажности. Распознают влагу, в древесине, которая находится в свободном состоянии — заполняет полости межклеточного пространства, сосудов и клеток, и влагу гигроскопическую, которая размещается в стенках сосудов и клеток в виде очень тонких слоев.

По количеству влаги различают:

  1. Свежесрубленную древесину, с влажностью более 35%;
  2. Воздушно-сухую с количеством влаги от 15 до 20%;
  3. Комнатно-сухую 8—13% влажности,
  4. И мокрую, у которой, влажность выше, чем у свежезаготовленного материала.

Древесина, которая в срубленном виде находится долгий срок на открытом воздухе постоянной температурой и влажностью, достигает влажность, которая называется равновесной. Материал ее достигает после того когда упругость паров воздуха стает такой же как упругость паров наружной поверхности древесины.

Водонепроницаемость и гигроскопичность древесины

Называют гигроскопичностью древесины способность поглощать из окружающего пространства пары воды, уровень впитывания зависит от относительной влажности и температуры воздуха помещения. Каждому соотношению температуры и его влажности воздуха соответствует обусловленная влажность материала определенного вида. Так как уровень влажности окружающего воздуха часто изменяется, то уровень влажности материала колеблется.

Древесина с высокой влажностью отдает внутреннюю влагу воздуху, полностью высушенная древесина ее быстро поглощает. Изменение уровня влажности материала в промежутке от 0% до уровня насыщения волокон древесины вызывает модифицирование габаритов древесины, что приводит к ее деформации в строительных конструкциях и становится причиной появление трещин.

Для снижения гигроскопичности материала и защиты деревянных конструкций от разбухания или усушки предусмотрены меры ее защиты. Самым простым способом снижения гигроскопичности материала является ее защита с помощью лаков и красок, которые создают паро и водопаронепроницаемую пленку, с помощью которой возможно механически предотвратить прониканию в материал влаги. Но покрытия такого вида защищают древесину только на определенный срок, особенно при жестких условиях использования конструкций и при использовании некачественного защитного покрытия. Наиболее качественная стабилизация влажности достигается с помощью ее обработки химическими составами или высокой температурой.

Перепады влажности древесины по причине ее гигроскопичности бывают довольно большими как по сезону года, так и по условиям использования конструкций. Самая большая влажность древесины наблюдается в конце лета и осенью, а минимальная после марта. Это относится как к натуральной древесине, так и к материалу из которого изготовлены конструкции в помещениях.

Водопроницаемость материала зависит от использованной породы дерева, влажности этого материала, характера его разреза, возраста древесины, размеров годичных слоев и подобных факторов. Водопроницаемость определяется количеством жидкости, которая профильтровавется через поверхность древесины за установленный срок, в г/см2. Обычно, у хвойной древесины она намного меньше, чем у древесины лиственных пород. Водопроницаемость древесины через торцовый срез намного выше, чем через тангентальный или радиальный.

Набухание и усушка древесины

Древесина свежесрубленная может впитать определенное количество воды, в тоже время количество гигроскопической жидкости не изменяется. По этой причине объем и линейные габариты древесины практически не изменяются, но масса материала увеличивается. Постоянство габаритов материала сохраняется и в процессе высыхания до точки насыщения внутренних волокон.

При снижении влажности более этого уровня уменьшаются размеры древесины и, как результат ее объем. При увлажнении высушенного материала до уровня насыщения стенки клеток набухают, в результате внутренние габариты клеток уменьшаются и, это приводит в основном, к увеличению их габаритов. В результате стают больше наружные габариты увлажняемого отрезка древесины.

В результате неоднородного строения материала его разбухание или усушка неодинакова в различных направлениях:

  1. Вдоль волокон материала усушка не более 0,3%;
  2. От 3 до 6% в радиальном направлении;
  3. В тангентальном в пределах 7 — 12%.

По причине того что усыхание древесины вызывается снижением толщины стенок клеток, материал с толстыми стенками клеток сильнее усыхает чем материал с тонкими стенками клеток, по этой причине усушка тяжелой древесины превышает усушку легких пород. Уровень усушки материала характеризуется коэффициентом снижения его объема, соответствующего уменьшению влажности на 1 % от уровня насыщения волокон до полностью сухого состояния.

Высыхание древесины стает причиной появления щелей на участках соединения частей конструкций их дерева, а при повышении влажности увеличиваются габариты элементов конструкций. По этой причине желательно использовать материал с таким уровнем влажности, который подходит условиям ее использования в отдельных частях строительных конструкции.

В результате неоднородного высыхания древесины в разных направлениях происходит ее коробление. Так как усадка материала, на тангентальном срезе, значительно больше, чем в радиальном, края досок, которые находятся по ее бокам, стремятся деформироваться в сторону выпуклой части годовых слоев.

Максимальное коробление наблюдается в досках, которые изготовлены возле края бревна, по той причине, что здесь усушка материала в тангентальном направлении значительно больше, чем в слоях древесины расположенных посредине. Доска, изготовленная из средней части бревен, благодаря одинаковому распределению напряжений не деформируются, но приобретают в центральной части немного клинообразную форму, по той причине, что высыхание материала по краям значительно больше, чем в средней его части.

Если усушка поверхности происходит в короткий срок, то наружная часть древесины становится меньше в габаритах и давит на внутреннюю часть доски. В результате возникают в наружных слоях растягивающие напряжения, которые приводят к растрескиванию. Кроме того оно возникает в результате неравномерного высыхания в разных направлениях. В срубленных бревнах во время высыхания возникают несколько трещин по радиусам. В случае одинаковой температуры по длине сохнущего бревна, сначала трескаются его торцы, по причине испарения влаги в короткий срок через них. Для снижения растрескивания торцов бревен их покрывают смесью клея и извести или можно использовать для этого деготь.

Физические характеристики древесины

Вес и объем древесины напрямую зависит от объема ее пор и уровня влажности. Вес древесины зависит от влажности и плотности ее структуры, и у многих пород древесины он не превышает 1, удельная масса древесного вещества составляет около 1,55 г/см3.

Тепловое расширение и теплопроводность древесины

Теплопроводные качества древесины прямо зависят от породы дерева, объемного веса, направления волокон, температуры и влажности материала. Уровень теплопроводности, в основном зависит от направления теплопередачи. Можно принять, что по волокнам материала он в 1,8 раза выше, чем поперек их, и составляет в среднем 0,27 ккал/час.

Зависимость теплопроводных характеристик древесины, поперек волокон различна для сырого и сухого материала:

  • Для сырого — степенная;
  • А для хорошо высушенного — линейная.

Брусы древесиныПричина этого в различии в стабильности теплопроводных качеств от температуры воздуха и воды, у воздуха оно подчиняется закону прямой, а у воды — кривой. Коэффициент расширения материала вдоль волокон намного ниже, чем у бетона или стали. По этой причине деревянные конструкции значительно лучше, чем бетонные или стальные, при создании которых требуется применять специальные мероприятия, к примеру, создание температурных швов для возмещения изменения размеров конструкции при перепадах температуры. В направлении поперек материала коэффициент расширения намного больше, чем у бетона или стали.

Звукопроницаемость древесных конструкций и изделий

Древесина хорошо проводит звук, который может в ней распространятся быстрее в 17 раз по сравнению с воздухом. Скорость передачи звука в этом материале происходит быстрее вдоль волокон и хуже в поперечном направлении. В среднем, принимая в учет скорость передачи звука в различной древесине, можно считать, что проводимость звука в тангентальном и радиальном направлении принимают как 14:3.

Способность дерева передавать звуковые волны называют звукопроницаемостью. Такое качество материала имеет необычайно важное значение при постройке коттеджей, ведь древесина широко используется при устройстве полов, постройке перегородок и несущих стен. Звукопроницаемость древесины, характеризуется отношением количества звука, проникшего сквозь перегородку из проверяемого материала, к силе звуковой энергии, которая воздействует на перегородку. К примеру, можно сказать, что коэффициент передачи звука перегородки из бетона толщиной около 2,5 см — 0,11, а перегородки из дерева — около 0,65.

Стойкость древесины к агрессивным жидкостям и влаге

Установлено, что у древесины осины, березы, сосны и ели которые долгое время находятся в воде, модифицируются механические свойства. В морской воде этот материала сохраняет свои качества намного хуже, чем в пресной воде из озера или реки. Исследования образцов материала свай из сосны возрастом около 30 лет, позволяют говорить, что ее качества сильно снижаются по сравнению со свежей древесиной. В биологически активной воде стойкость древесины минимальна, по этой причине использование ее для создания канализационных сооружений не рентабельно, так как материал быстро разрушается.

Воздействие в течение длительного времени агрессивных жидкостей, разрушает древесину, и уровень такого разрушения прямо зависит, от продолжительности воздействия и концентрации растворов. Кроме того воздействие на древесину зависит от вида щелочей и кислот которые содержатся в таких растворах. Уровень разрушения определяется числом свободных гидроксильных и водородных ионов в растворе. Воздействующие на древесину растворы с низкой щелочностью разрушают древесину минимально.

В кислых растворах древесина разрушается уже при рН^2. Для примера можно сказать, что разрушение металла или бетона начинается лишь при рН$:5. Поэтому кислоты, обладающие небольшой диссоциацией (к примеру, молочная или уксусная), вызывают только небольшое е разрушение древесины при любой концентрации. Стойкость древесины хвойных деревьев (лиственницы, ели или сосны) значительно выше к таким растворам, чем лиственные породы. Кроме того доказано, что вреди хвойной древесины более стойкая древесина лиственницы. У всех пород деревьев спелая и ядровая древесина более стойка, чем заболонная.

Пороки древесины

Как материал древесина внутренне неоднородна, в ее структуре могут быть разные повреждения и отклонения от нормы. Все, снижает качество материала — разные заболевания, повреждения и неправильность строения — называются пороками древесины. В отличие от остальных материалов используемых для изготовления строительных конструкций, устанавливают сорт древесины не по уровню прочности, а в основном по точной оценке, найденных в древесине пороков.

Чем внимательнее учитываются пороки во время сортировки материала, тем выше возможность ее использования. Так как пороки существенно влияют на механические характеристики древесины. Влияние пороков на пригодность материала для строительства зависит от размеров, места расположения и вида поражения. Так пороки в некоторых сортах совершенно недопустимы, а в отдельных видах только снижают сорт. По этой причине каждый сорт древесины имеет уровень допустимых пороков, с учетом которых и проводится сортировка и оценка древесных материалов в зависимости от места использования.

Сучки

Так называют основание ветвей заключенное в древесине бревна, живых или погибших во время жизни дерева. Это наиболее распространенный недостаток древесины, наиболее вреден этот дефект по той причине, что нарушают однородность материала: поблизости от сучков волокна древесины искривляются, это стает причиной снижения прочности древесины. Кроме того сучки затрудняют качественную обработку материала и снижают возможное сечение пиломатериалов — брусьев и досок. Уровень ослабления древесины зависит от количества сучков, их расположения и размеров.

При наличии сучков прочность древесины может в несколько раз уменьшится. Особенно опасны и вредны любые сучки для частей конструкций, которые работают на растяжение — растягивающих участков балок, пояса ферм и пр. сучки на поверхности древесины внешне выглядят как круглые или овальные участки с самостоятельными годичными слоями. Называют такие сучки округло-овальными, в отличие от сшивных которые можно обнаружить в колотых, тесаных и пиленых материалах и имеют вид полос вклинивающихся к середине, образуемых годичными слоями.

В хвойных материалах можно найти лапчатые сучки (особенно часто встречают такие сучки у сосны). Они бывают в виде растянутых овалов или двух симметрично вклинивающихся полос.

Существуют сучки несквозные и сквозные, сучки сквозные выходят на две противоположные поверхности материала, а несквозные — выходят на одну сторону. По степень срастания сучка с древесиной ствола и по состоянию его древесины, существуют несколько его разновидностей: сросшиеся и твердые, сросшиеся и совершенно несросшиеся.

Твердый и сросшийся сучок отличается тем, что годовые слои составляют целое с древесиной вокруг нее по окружности и его длине.

Различают твердые сросшиеся сучки окрашенные, роговые и здоровые:

  • Сучок окрашенный бывает окружен полностью здоровой древесиной, но сучек сам начинает гнить, в это время его древесина еще твердая и сохраняет свою структуру, но на всем протяжении или местами по цвету отличается от нормального материала.
  • У сучка рогового здоровая древесина, но он сильно пропитан дубильными веществами или смолой. По цвету он намного темнее, чем древесина вокруг него и очень твердый.
  • Здоровый сучок без гнили, его цвет такой же, как и у окружающей древесины или немного темнее, что можно объяснить мелкослойностью сучка и тем фактором, что в нем направление слоев не такое, как в окружающей древесине.

Твердый частично сросшийся сучок — это бывшая ветвь, которая погибла при жизни дерева и после этого обросла новой древесиной, но срослась с ней не полностью. Сучки, которые не выходят на поверхность материала, называют заросшими.

Твердый несросшийся сучок создает в древесине гнилые участки или отверстия, которые ее ослабляют.

Такие сучки делятся на табачные, рыхлые и выпадающие:

  • Несросшиеся табачные сучки с полностью разложившейся древесиной, которая превращается в пеструю, коричневую или бурую массу, рассыпающуюся в мелкий порошок.
  • Несросшиеся рыхлые сучки окружены совершенно здоровым материалом, но сами они гниют, в это время их древесина размягчается и теряет свою структуру, хотя свою форму еще сохраняет.
  • Несросшиеся выпадающие сучки можно обнаружить только в фанере и в пиленых материалах. Они прочные, но непосредственно с клетками дерева не связаны и во время высыхания очень легко могут выпасть.

Сук дерева большой толщины, образующий минимальный угол с стволом, и глубоко пронизывающий ствол, называют пасынком. Довольно часто это отмершая или плохо росшая вторая вершина. На поверхности круглого лесоматериала пасынки внешне выглядят как вытянутый овал, а в уже готовых пиломатериалах — они похожи на полосы. Присутствие пасынка в материале существенно снижает механические характеристики древесины, и может снизиться сорт, вплоть до разряда простых дров. Уровень снижения сорта материала по вине дефекта зависит от наличия гнили и размеров пасынка и от состояния расположенных поблизости слоев древесины.

Несущие конструкции строительных объектов, очень часто, изготовляются из качественной древесины или используют для этого материал с полностью здоровыми и твердыми сучками, количество и габариты которых ограничены для вида материала. Древесина, с подгнившими сучками, для изготовления несущих конструкций использовать запрещено.

Деформации и трещины древесины

Различные деформации и трещины это обычный порок практически любой древесины, они появляются не только в процессе высыхания материала после его заготовки, но и во время его жизни от всевозможных причин — неравномерного усыхания ядра,   раскачивания ветром, повреждения ствола морозами.

Существую трещины возникающие на еще растущем дереве, и трещины, которые появляются в срубленном стволе. К первому можно отнести так называемый метик, морозобоины и отлуп. При оценке мелкого материала трещины учитывают как единый недостаток независимо от их способа их появления. Присутствие таких дефектов нарушает целостность материала и уменьшает выход фанеры и качественных пиломатериалов. В    зависимости от степени проникновения различают трещины сквозные и односторонние. Трещины отлупные так же считают сквозными, в том случае если выходят на одну сторону изделия в двух местах.

Метик

Этот недостаток – широкие продольные трещины внутри материала, которые пронизывают сердцевину ствола, но в тоже время не доходят до его края. Простой метик это трещины на торце ствола, размещенные по одному диаметру, а метик сложный это несколько трещин находящихся на торце материала, находящиеся под углом, но идущие по всей длине в разных плоскостях. В разновидностях древесины (кроме крупных материалов и круглого леса) метики существенно снижают сорт материала в зависимости от длины и глубины имеющихся трещин и места их расположения. Во время сушки материала метик постепенно увеличивается в размерах.

Отлуп

Не заполненную внутреннюю трещину – называют отлуп, он проходит по годовому слою и проходит вдоль бревна. Срез дереваПоявляется отлуп в растущем дереве под влиянием мороза. В лесоматериалах круглого сечения отлуп можно обнаружить в виде кольцевых и дугообразных трещин, а в обработанных материалах он виден на торцах и на боку. Присутствие отлупа нарушает качество древесины, снижает сорт пиленого материала. Влияния этого дефекта на качество материала зависит от его длины.

Морозобоины

Морозной трещиной называют продольная трещина расположенная снаружи, широкая на поверхности ствола и становящаяся уже к его центру. Морозобоина может продлеватся на значительную часть материала, доходя почти до его центра. На поверхности ствола морозобоина выглядит как открытая трещина с гребнями или вздутиями по ее краям, которые появляются в результате разрастания коры и древесины.

Морозобоина появляется на растущем дереве по той причине, что при сильном и резком снижении окружающей температуры слои ствола на поверхности существенно уменьшаются в объеме, а слои внутри практически не изменяются по причине малой теплопроводности материала. Морозобоины нарушают, уродуют ствол, снижая сорт материала, кроме того, по их вине в древесине возникают различные гнили. Они довольно часто поражают древесину лиственных пород и намного реже — хвойные. В готовых пиломатериалах трещины от мороза в внешне выглядят как радиальные трещины большой длины с широкими годовыми слоями.

Трещины в результате усушки

При усушке древесины появляются радиальные трещины с наружной части ствола. На живых деревьях такой вид трещин появится, не может, их можно обнаружить очень часто в материале при его высыхании. От морозобоин и метиковых трещин они отличаются небольшой глубиной и меньшей протяженностью (обычно до 1 м). Размеры трещин которые возникают в результате усушки меняются в зависимости от влажности материала, и от температуры и влажности воздуха.

По месту расположения трещин на материале они бывают торцовые, боковые которые находятся на боковых сторонах материала, и кромочные, которые находятся на кромке. Дефекты последних видов могут продолжаться и на торцах пиломатериала. При установлении качества материала все трещины измеряют по их длине и глубине.

Коробление древесины 

Коробление это деформация древесины во время сушки или распиловки.

Существует три вида коробления:

  1. Поперечная — деформация материала по ширине;
  2. Продольная — любой изгиб материала по длине;
  3. Винтовая — изогнутость материала по длине в виде спирали.

Коробление материала изменяет форму ствола и затрудняет их использование, при изменении влажности материала величина коробления часто также меняется.

Коробление поперек ствола измеряется:

  1. Соотношением максимального размера прогиба поперек доски к ее ширине,
  2. Продольное коробление — отношением максимального размера прогиба по длине материала к длине;
  3. Винтовое коробление определяется максимальным отклонением поверхности прямой линии плоскости.

Пороки ствола

Такие дефекты довольно распространены, их можно обнаружить очень просто, и в зависимости от уровня поражения заготовленные стволы бракуют.

Сбежистость

Этот дефект ствола состоит в значительном уменьшении диаметра бревна (или среза необрезной доски) по их длине от вершины до комля, это значительный порок, из сбежистого ствола получается материал с большим количеством перерезанных волокон, и в результате, с низкими механическими характеристиками, значительно повышается отход материала при его лущении и распиловке.

Закомелистость

Значительное увеличение среза комля дерева, называют закомелистостью, утолщенный комель длится в пределах 1 м длины ствола. В зависимости от вида комля различают ребристую и округлую закомелистость.

Кривизна ствола это его искривление по длине ствола, в зависимости от расположения изгиба существует кривизна односторонняя и разносторонняя. Кривизна односторонняя проходит в одной плоскости, а в разных плоскостях — разносторонняя. Такой недостаток при распиловке бревен существенно снижает выход пиломатериалов, уменьшает сорт, вплоть до изменения сорта до дровяной древесины. Уровень кривизны материала определяется изменением прогиба в сантиметрах к протяженности кривизны.

Нарост

Местное утолщение ствола называют наростом, он может быть разного размера и формы. Присутствие нароста на стволе сопровождается одновременно свилеватостью древесины. Можно обнаружить наросты в любом материале, но чаще он встречается у лиственных пород. Большие наросты существенно затрудняют переработку круглых материалов и их использование в строительстве.

Некоторые наросты, бывают очень прочными по причине свилеватости ствола у них привлекательный рисунок в разрезе, такой материал применяют для изготовления декоративной фанеры и токарных изделий. В не обрезных и круглых материалах размер нароста определяется в частях длины сортимента.

Пороки древесины

Любые отклонения от нормы называют пороками древесины, они могут быть обнаружены в отклонении расположения волокон, неправильном расположением годовых слоев или неравномерности ствола. Центральная часть ствола, также в отдельных сортах рассматривается как порок.

Неправильное расположение волокон

Аномальное направление волокон, смещение от продольной оси, называется косослоем (наклоном волокон). В зависимости от вида косослоя он бывает радиальным и тангентлльным.

  • Радиальный наклон — это неправильное размещение волокон радиальном направлении в годовых слоях по причине кривизны ствола или закомелистости.
  • Тангентальный наклон – можно увидеть на боковой поверхности бревна по непараллельному расположению смоляных ходов или различных трещин.

В зависимости от расположения годовых слоев и уровню наклона волокон, снижается прочность изготовленной фанеры и пиломатериалов. Кроме того, такой недостаток затрудняет обработку и использование древесины и ухудшает ее способность к изгибу. Материалы, у которых внутренняя структура с тангентальным наклоном волокон сильно коробится и усушивается.

Свилеватость

Путанное или извилистое внутреннее строение древесины называют свилеватостью. Этот порок можно обнаружить по волнистому рисунку материала, по строению коры по искривленному размещению годовых слоев. Свилеватость можно обнаружить у всех пород древесины, но в основном такой недостаток встречается у лиственных, этот порок возникает на отдельных участках или по всему стволу, особенно часто так происходит на комлевом участке ствола.

По виду расположения волокон различают 2 вида свилеватости — путанная или волнистая. Относительно правильное размещение волокон можно обнаружить при волнистой свилеватости, при путанной наблюдается их беспорядочное размещение. При свилеватости материала уменьшается прочность древесины и, увеличивается сопротивление материалу к раскалыванию в продольной линии. Ухудшается обработка материала, особенно затрудняет ее теску и стружку.

Свилеватость отдельных видов древесины (ясень, береза, клен, орех), применяют при производстве ножевой фанеры и отдельных декоративных поделок, так как путаное направление волокон материалов придает ей высокую прочность и красивую текстуру, что имеет большое значение при производстве декоративных и небольших токарных изделий.

Завиток

Искривление волокон в отдельном месте, вызванное присутствие проростей или сучком – называют завитком. Завиток на срезе имеет вид концентрических, замкнутых или изогнутых или частично перерезанных линий, образованных искаженными годовыми слоями. Завиток подразделяется сквозной, выходящий на одну сторону материала. Завиток, уменьшает прочность древесины, а также при ударном или статическом изгибе, наиболее сильно уменьшается прочность при размещении этого недостатков в растянутом поясе материала. 

Крень

Изменение строения материала аномальным утолщением летней древесины с увеличением ее твердости называют кренью. Этот порок возникает в результате неправильного распределения напряжений в стволе живого дерева и часто встречается в наклонно растущих или кривых деревьях. В сжатой зоне ствола можно обнаружить у хвойных деревьев этот недостаток.

Наблюдается крень на сторонах сырья в виде темно-окрашенных участков. Крень, в зависимости от места расположения в стволе, различают прожилковую и сплошную. Прожилковая крень просматривается в виде полуколец, находящихся на годовых слоях бревна. Сплошная крень находится в торцовом разрезе, захватывая часть площади разреза на торцах ствола.

Присутствие крени в материале снижает ударный изгиб и сопротивляемость материала на растяжение, придает сырью склонность к растрескиванию и короблению, значительно снижая водопоглощение древесины, ухудшая ее внешний вид и возможность пропитки. К полюсам крени относят повышение твердости древесины.

Сердцевина

Обязательное присутствие в любой древесины сердцевины так же рассматриваться как ее естественный порок древесины, по той причине что эта часть ствола состоит в основном из непрочной и одновременно рыхлой паренхимной ткани, одновременной древесина, прилегающая к ней обладает увеличенной склонностью к растрескиванию.

На торцевых участках круглого леса центральная часть просматривается как участок расположенный по центру различной формы около 2-5 мм диаметром, а на радиальной части материалов— узкий прямой участок светлого или бурого цвета. Присутствие сердцевины в качестве недостатка не учитываются в круглых материалах, а в распиленных материалах определяется по ее расположению на торцах. В ответственных видах сортов присутствие сердцевины не допустимо.

Двойная сердцевина

Присутствие в пиломатериалах двойной сердцевины существенно снижает качество и ценность древесины. Этот недостаток заметен на одном разрезе по торцу ствола в случаях, когда разрез проходит возле участка раздвоения дерева, в этом месте в разрезе он имеет чаще всего не круглую форму, а овальную. Двойная сердцевина ухудшает переработку сырья и повышает выход отходов, а основная масса древесины приобретает склонность к растрескиванию.

Другие пороки

Такие недостатки встречаются намного реже и не оказывают большого воздействия на качество древесины.

  1. Внутренняя заболонь это расположенные в зоне ядра сопредельные годовые слои, которые по цвету и другим свойствам похожи на заболонь, по своим механическим качествам внутренняя заболонь не отличается от ядра, но имеет низкую стойкость к гниению.
  2. Ложное ядро — древесина темной окраски на внутренней части ствола, отличается от настоящего ядра не правильной формой и неоднородным строением, по механическим характеристикам похоже на заболонь.
  3. Пятнистость древесины – можно обнаружить в лиственных породах, ее присутствие зависит от места размещения в стволе радиальных и тангентальных частей, на механические характеристики не оказывает какого либо влияния.
  4. Сухобокость — омертвление ствола дерева с одной стороны, оно может появиться при его повреждениях (к примеру травмы коры) аномальных условий во время роста  дерева, нарушает формы бревна иприводит к неравномерному расположению годовых слоев.
  5. Проростью это участок мертвой или заросший участок. Прорость может быть закрытая и открытая, у готовых пиломатериалов — сквозная порость и односторонняя. Существование прорости сопровождается деформацией годовых слоев и нарушает целостность древесины.
  6. Засмолок – это неправильное отложение смолы, при этом ткани дерева сильно пропитываются смолой, в результате снижается водопроницаемость материала и затрудняется его склейка и отделка, увеличивается способность древесины противостоять гниению. На механические дерева этот недостаток влияния практически не оказывает.
  7. Смоляные кармашки — полость которая находится между годовыми слоями, эта пустота заполнена смолой, можно обнаружить исключительно у хвойных пород, особого влияния на качества материала не оказывают, единственное могут уменьшать прочность небольших деталей и затруднять декоративную отделку.
  8. Водослой — участок спелой древесины или ядра с увеличенной влажностью и темным цветом, образуется в комлевой части дерева, чаще у хвойных. На прочность материала влияния практически не оказывает, только увеличивает способность к растрескиванию.

Повреждение древесины грибами и насекомыми

Червоточина

Повреждения, которые причиняют древесине насекомые, называют — червоточиной. Чаще всего они имеют внешне вид бороздок, которые находятся под корой, и овальных или круглых отверстий, которые направлены вглубь древесины. Можно обнаружить червоточину во всех породах древесины, в основном она поражает свежее срубленную древесину, но иногда перекидывается на растущий лес. Существенно поражаются ослабленные и сухостойные деревья на корню, червоточина снижает сорт материала.

Поверхностная червоточина не оказывают существенное влияние на механические характеристики древесины, при множестве ходов проделанных в материале может уменьшиться ее механическая прочность. У материала, пораженной червоточиной, еще уменьшается стойкость против гнили, насекомые переносят вызывающих гниение споры грибов. Такой материал нельзя использовать для изготовления деревянных конструкций используемых в строительстве. Червоточина возникающая на поверхности древесины возникает в результате деятельности жуков-короедов, червоточина проникающая в глубь древесины — жуками-усачами. В основном вредят растущие личинки насекомых. Часто насекомые, развившись в сыром материале, после его высыхания вновь не заводятся.

Заражение грибами древесины

Цвет древесины, которая заражена грибами, чаще всего меняется: она приобретает коричневый, красноватый или бурый оттенок. Вначале развивающиеся грибы влияют только на цвет зараженной древесины, в последующем воздействуют и на структуру, со временем разрушая ее. Отдельные виды грибов, меняют оттенок древесины, совершенно не разрушают ее. Цвет материала иногда может измениться под воздействием физических факторов, воздействующих на живые клетки. Гниль чаще всего возникает, в ядре дерева при его жизни, или центральной части ствола, куда может проникнуть инфекция через раны, корней, ствола или поврежденные сучки. Грибы, развитие которых стает причиной возникновения этих дефектов, в заготовленной древесине обычно не созревают, в случае если материал не сильновлажный.

Грибы, разрушающие древесину, провоцируют появление гнили, вырабатывают своеобразные ферменты, которые перерабатывают основную часть древесины целлюлозу, в вещество глюкозу, которая хорошо растворяется в воде, и впоследствии служит для питания и последующего размножения грибов. Масса древесины пораженной грибами, снижается, она через время покрывается продольными и поперечными трещинами, в результате снижается прочность, и материал в результате разрушается. Грибы растут при присутствии благоприятной температуры, необходимого количества влаги и кислорода.

Материал с влажностью не более 20% намного меньше гниет. Благоприятно воздействует на развитие гниения температура в пределах 25—40 градусов. Материал, полностью погруженный в воду (к примеру, сваи расположенные в воде), также длительное время не гниют, по той причине что размножение грибов тормозит отсутствие свежего воздуха. Древесина не загнивает и при низкой температуре, так как размножаются грибы только при положительной температуре.

Отдельные виды грибов хорошо растут только на живом дереве, другие — могут жить только на мертвой древесине, некоторые грибы хорошо живут — и на мертвом и на растущем дереве. Гниль на живом дереве постепенно понижает качество материала до полной потери ценности. Деструктивное развитие грибов, которые живут как на мертвом, так и на растущем дереве, часто начинается на растущем дереве и впоследствии продолжает жить на срубленной древесине. Организмы такого вида уничтожают древесину намного быстрее любых других грибов. По мере созревания гриба происходит изменение цвета материала, после появляются в древесине щели, она стает рыхлой, и как следствие древесина разрушается. На конечном этапе разрушения материал можно свободно растереть пальцами. Продолжает разрушаться дерево, пораженное грибами, и в готовых строительных конструкциях.

Часть грибов, растет на уже мертвом дереве, постепенно разрушая древесину, вызывая в первое время развития только незначительное изменение цвета. К такому виду относят синева, цветовые окраски, различные плесени и биржевые грибы. Организмы, которые преимущественно растут на мертвой древесине в различных сооружениях и зданиях, именуют домовыми грибами. Они сильно вредят, так как в подходящих для роста условиях могут в течение небольшого времени полностью разрушить древесину. Часто в материалах и конструкциях из дерева можно обнаружить настоящий домовой гриб, домовой пленчатый и, белый домовой гриб. Другие виды разрушающих дерево грибов хотя и существуют многих видов, но встречаются намного реже остальных.

При хранении сырая древесина может быть заражена, различными видами плесени, развитие которых приводит к появлению черного, голубого, сине-зеленого и другого окраски материала в зависимости от вырабатываемого грибами пигмента. Бывает плесень в виде отдельно расположенных пятен или сплошного налета. Развитие плесени не снижает механические характеристики древесины, но отрицательно сказывается на ее внешнем виде.

Основные свойства древесины Раздел 1 — Физические свойства древесины

Материаловедение свойства и структура материалов

Владимир Денисов

Автор статьи:
Владимир Денисов

12345 (голосов 1, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Отзывы и комментарии