Технологические дефекты строения и обработки древесины. Механические свойства древесины

Механические свойства древесины

Прочность древесины определяют путем испытания малых чистых (без видимых пороков) образцов древесины. Прочность древесины характеризуется пределами ее прочности при сжатии, растяжении, статическом изгибе, скалывании. Кроме того, могут определяться условный предел прочности при местном смятии и предел прочности при перерезании поперек волокон.

Прочность древесины как анизотропного волокнистого материала в большой степени зависит от того, под каким углом к волокнам направлена сила. Предел прочности при растяжении вдоль волокон в 20…30 раз, а при сжатии в 5… 10 раз больше, чем поперек волокон.

Стандартные методы определения механических свойств на малых «чистых» образцах позволяют сравнивать между собой прочность древесины одной породы или разных пород и оценивать общее качество древесины из данного лесонасаждения. Вместе с тем фактическая прочность строительной древесины в элементах стандартных размеров (досок, брусьев, бревен), в которых имеются те или другие дефекты строения и другие особенности, может быть значительно ниже. Поэтому при нормировании допускаемых напряжений (расчетных сопротивлений) устанавливаются относительно большие коэффициенты запаса прочности.

По этой причине в отличие от других строительных материалов сорта лесоматериалов устанавливают не по прочности образцов, а на основании тщательного осмотра материала и оценки имеющихся в нем пороков.

Пороки древесины

Изменения внешнего вида, нарушения правильности строения, целостности тканей и другие недостатки, снижающие качество древесины и ограничивающие возможности её практического использования, называются пороками древесины.

Все пороки разделены на девять групп:

сучки;
трещины;
пороки формы ствола;
пороки строения древесины;
химические окраски;
грибные поражения;
биологические повреждения;
инородные включения, механические повреждения и пороки обработки;
покоробленности.

Сучки

Наиболее распространённый порок - сучки. Они представляют собой части (основания) ветвей, заключённые в древесине сортимента. По степени зарастания сучки различают только в круглых лесоматериалах, выделяя два вида: открытые, т.е. выходящие на боковую поверхность сортимента, и заросшие, обнаруживаемые по вздутиям и другим следам зарастания на боковой поверхности.

Круглый сучок может быть обнаружен на тангенциальной поверхности сортимента. Овальный сучок образуется, когда основание ветви разрезают под углом к её продольной оси так, что отношение большего диаметра сучка к меньшему равно 2 - 4. Продолговатый сучок образуется при разрезании основания ветви вдоль или под малым утлом к её оси, если отношение большего диаметра к меньшему превышает 4. Продолговатый сучок в виде суживающейся к сердцевине полосы или сильно вытянутого овала может быть обнаружен на радиальном или близком к нему разрезе.

Рис.1. Разновидности сучков: а - круглый; б - овальный; в - продолговатый; г - пластевой; д - кромочный; е - ребровый; ж - сшивной; з - групповые; и - разветвленные

По положению в пиленом сортименте различают пластевые , кромочные , ребровые , торцовые и сшивные сучки . Пластевые сучки выходят на широкую сторону (пласть), кромочные - на узкую сторону (кромку), ребровые - одновременно на смежные пласть и кромку, торцовые - на короткую сторону (торец) сортимента. Если сучок пронизывает всю пласть или кромку и выходит на два ребра, его называют сшивным.

Кроме того, в пилопродукции выделяют сучки: односторонние , выходящие на одну или две ёсмежные стороны сортимента, и сквозные , выходящие на две противоположные стороны сортимента.

По взаимному расположению в пиленом сортименте различают разбросанные , групповые и разветвлённые сучки .

Разбросанными называются любые одиночные сучки, отстоящие друг от друга по длине сортимента на большее расстояние, чем его ширина. У широких сортиментов (шириной более 150 мм) расстояние между сучками должно быть не менее 150 мм.

Групповыми называются два или более круглых, овальных или ребровых сучка, расположенных на отрезке длины сортимента, равном его ширине. У широких сортиментов этот отрезок должен быть равен 150 мм. При мутовчатом расположении ветвей, особенно характерном для сосны и лиственницы, образуются разветвлённые (старое название - лапчатые) сучки. Они обнаруживаются на радиальных или близких к ним разрезах и включают два продолговатых сучка одной мутовки или один продолговатый в сочетании с овальным или ребровым сучком одной мутовки (между ними может быть и третий - круглый или овальный сучок).

По степени срастания с окружающей древесиной в пилопродукции и шпоне различают сросшиеся , частично сросшиеся и несросшиеся сучки , у которых годичные слои не срослись с окружающей древесиной на протяжении соответственно менее 1/4; более 1/4, но менее 3/4; более 3/4 периметра разреза сучка. Среди несросшихся сучков выделяют выпадающие.

По состоянию древесины сучки во всех видах лесоматериалов делятся на здоровые , загнившие , гнилые и табачные . Здоровыми называются сучки, у которых древесина не имеет признаков гнили. Среди этой разновидности сучков в пилопродукции и шпоне выделяют сучки: светлые, окрашенные слегка темнее окружающей древесины; тёмные, древесина которых пропитана смолой, дубильными и ядровыми веществами и поэтому значительно темнее окружающей древесины; здоровые с трещинами. Загнившими и гнилыми называются сучки, у которых зона гнили занимает соответственно менее или более 1/3 площади разреза. Табачными называют сучки, древесина которых полностью или частично сгнила и превратилась в рыхлую массу ржаво-бурого (табачного) или белёсого цвета, легко растирающуюся в порошок.

Характеристика сортиментов по сучковатости включает указание разновидностей, размера и количества сучков. В круглых лесоматериалах при установлении разновидностей открытых сучков по состоянию древесины иногда трудно отличить табачные сучки от других поражённых гнилью сучков. В этом случае применяют зондирование щупом. Если зона разрушения распространяется на глубину не более 3 см, то такие сучки в зависимости от площади поражения относят к загнившим или гнилым, если же зона разрушения распространяется на большую глубину (часто до сердцевины), то это табачные сучки.

Открытые сучки измеряют по их наименьшему диаметру, при этом присучковый наплыв в размер сучка не включают. Заросшие сучки оценивают по высоте прикрывающих их вздутий над боковой поверхностью сортиментов. У лиственных лесоматериалов диаметр заросшего сучка можно определить по размеру раневого пятна или усам бровки. Хорошо заметная на гладкой коре некоторых пород (берёза, бук, граб, осина) бровка в виде двух направленных под углом тёмных полосок - усов - возникает от давления разрастающейся ветви на древесину ствола. После отмирания и опадения ветви на месте заросшего сучка возникает раневое пятно, чаще всего правильной эллипсовидной формы.

Размер наиболее толстой части заросшего сучка в сортиментах из берёзы, бука, липы, ольхи и ясеня равен 0,9, а из осины - 0,6 максимального диаметра раневого пятна. В некоторых круглых сортиментах, например в фанерных кряжах, важно знать глубину залегания заросших сучков. Это позволяет установить величину бессучковой зоны, из которой может быть получен шпон высокого качества. Глубина залегания сучков в сортиментах из указанных пород может быть определена по соотношению между высотой и шириной раневого пятна и диаметру сортимента в месте зарастания сучка.

С уменьшением указанного соотношения при данном диаметре сортимента глубина залегания вершины заросшего сучка увеличивается. При одинаковом соотношении размеров раневого пятна залегание сучка тем глубже, чем больше диаметр сортимента.

В сортиментах из берёзы глубину залегания сучка можно определить также по величине угла между усами бровки. Чем больше угол между усами, тем глубже расположен заросший сучок (при постоянном диаметре сортимента). При одной и той же величине угла между усами глубина залегания больше у сортиментов большего диаметра. По длине уса можно ориентировочно судить о размере заросшего сучка. Длина уса, измеренная в сантиметрах, примерно соответствует размеру сучка в миллиметрах.

В пилопродукции и строганом шпоне размеры сучков определяют одним из двух способов:

по расстоянию между двумя касательными к контуру сучка, проведёнными параллельно продольной оси сортимента;
по наименьшему диаметру сечения сучка.

Круглые, овальные и продолговатые (или разветвлённые), не выходящие на ребро сучки измеряют, как показано на рис. 5, первым (размеры а1 а2 и т.д.) или вторым (размеры b1 и b2 и т.д.) способом. Размер разветвлённых сучков допускается определять как сумму размеров составляющих сучков. Таким же образом определяют и размеры групповых сучков. В лущёном шпоне все сучки измеряют по наибольшему диаметру их сечения. Размеры сучков выражают в миллиметрах или в долях размера сортимента и подсчитывают их количество в круглых лесоматериалах и пилопродукции на 1 м или на всю длину сортимента, в шпоне - на 1 м или на всю площадь листа.

Количество, размеры и расположение сучков зависят от породы дерева, условий его роста и зоны ствола. Стволы теневыносливой породы - ели имеют больше сучков, чем стволы сосны; деревья, выросшие в сомкнутых древостоях, очищаются от сучков раньше и выше, чем дерево, выросшее на свободе; комлевая часть ствола имеет меньшую сучковатость, чем вершинная. Размеры одних и тех же сучков и состояние их древесины изменяются по радиусу ствола. По мере продвижения от коры вглубь ствола к сердцевине размеры сучков уменьшаются, несросшиеся сучки переходят в сросшиеся, уменьшается количество загнивших и гнилых сучков.

При использовании древесины сучки в большинстве случаев оказывают отрицательное влияние - часто ухудшают внешний вид древесины, нарушают её однородность и вызывают искривление волокон и годичных слоев, что приводит к снижению показателей многих механических свойств древесины. Вследствие большей твёрдости по сравнению с окружающей древесиной здоровые и особенно тёмные (роговые) сучки затрудняют обработку древесины режущими инструментами. Табачные сучки в круглых сортиментах сопровождаются скрытой ядровой гнилью.

Степень влияния сучка на механические свойства зависит от его относительных размеров, разновидности и характера напряжённого состояния нагруженной детали изделия или конструкции. Наименьшее отрицательное влияние оказывают здоровые, круглые, вполне сросшиеся сучки, а наибольшее - сшивные и групповые. Наиболее сильно снижается прочность древесины при растяжении вдоль волокон, меньше всего - при сжатии вдоль волокон. При изгибе степень влияния существенно зависит от положения сучка по длине и высоте детали. Наибольшее отрицательное влияние оказывают сучки, расположенные в растянутой зоне опасного сечения изгибаемой детали, особенно если сучок выходит на кромку.

По данным для заготовок из древесины сосны наблюдается близкая к пропорциональной зависимость между относительным размером сучка (в долях ширины или толщины заготовки) и прочностью при статическом изгибе и сжатии вдоль волокон (в процентах от прочности чистой древесины). Следовательно, при размере сучка 0,3 и 0,5 прочность снизится соответственно на 30 и 50%. Аналогичная зависимость была обнаружена при изгибе древесины берёзы и бука. У древесины дуба влияние размера сучков на прочность выражено слабее.

Прочность увеличивается из-за наличия сучков при сжатии и растяжении древесины в радиальном направлении поперёк волокон, когда ось сучка совпадает с направлением усилия. Сучки повышают прочность и при скалывании вдоль волокон в тангенциальном направлении, когда они расположены перпендикулярно плоскости скалывания.

В отверстия, остающиеся после выпавших сучков, при необходимости вставляют деревянные пробки (на клею или без него). Иногда специально высверливают сучки и заделывают отверстия пробками. Прочность древесины при этом не повышается, так как искривления волокон вокруг пробок по-прежнему остаются.

С увеличением размера сучков модули упругости при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе снижаются, а при растяжении и сжатии поперёк волокон в радиальном и тангенциальном направлениях сильно возрастают в связи с большей жёсткостью древесины самих сучков.

Было исследовано влияние сучков на механические свойства круглых лесоматериалов из древесины сосны. И снижение предела прочности при сжатии вдоль волокон образцов диаметром от 8,5 до 12 см с увеличением отношения размера наиболее крупного сучка в мутовке к диаметру образца от 0,18 до 0,61 составило от 4 до 18 % по сравнению с чистой древесиной. Примерно такое же снижение прочности было установлено при испытании образцов на статический изгиб, если крупный сучок находился в растянутой зоне. У образцов диаметром 16 см и более не обнаружено существенного влияния сучков на прочность при сжатии вдоль волокон. Таким образом, в пиломатериалах сучки оказывают большее влияние на прочность, чем в круглых лесоматериалах. В круглых лесоматериалах, так же как и в пиломатериалах, сучки меньше влияют на модуль упругости, чем на прочность.

Трещины

Трещины - это продольные разрывы древесины, которые образуются под действием внутренних напряжений, достигающих предела прочности древесины на растяжение поперёк волокон.

Трещины в круглых лесоматериалах и пилопродукции делятся по типу на метиковые , отлупные и морозные , появляющиеся в растущем дереве, и трещины усушки, возникающие в срубленной древесине.

Рис.2. Типы трещин в древесине: I - пластевые; II - кромочные; III - торцевые; а - метиковые; б - морозные; в - трещины-усушки; г - отлупные

Рис. 3 Трещины в пиломатериалах: а - метиковые: 1 - простая в круглом лесоматериале; 2 - в пиломатериале с выходом на пласть, кромку и торец; б – отлупные: 1 - в круглых лесоматериалах; 2 - в пиломатериалах (пластевая, кромочная, торцевая); в - трещины усушки: 1 - в круглых лесоматериалах; 2 - в пиломатериалах (пластевая, кромочная, торцевая); г - морозобой: 1 - в круглых лесоматериалах; 2 - в пиломатериалах

В круглых лесоматериалах метиковые трещины заметны только на торцах (лучше на комлевых), так как, начинаясь от сердцевины, они до коры не доходят и на боковой поверхности не видны. В пиломатериалах эти трещины обнаруживаются как на торцах, так и на боковых поверхностях.

Простой называется метиковая трещина (или две трещины, направленные по одному диаметру торца), расположенная в одной плоскости по длине сортимента.

Сложными называются две или несколько трещин, направленных на торце под углом друг к другу, а также одна или две трещины, направленные по одному диаметру, но из-за спирального расположения волокон находящиеся не в одной плоскости.

Метиковые трещины возникают в процессе роста дерева. Существует мнение, что трещины образуются и при валке дерева от ударов о землю. При высыхании древесины размеры трещины увеличиваются. Метиковые трещины представляют собой не сплошные, а прерывистые разрывы по длине сортимента.

Отлупные трещины - это отслоения (по годичному слою) древесины внутри ядра или спелой древесины стволов растущих деревьев; встречаются у всех пород. Отлуп можно обнаружить в круглых лесоматериалах только на торцах в виде дугообразных (не заполненных смолой) или кольцевых трещин, в пиломатериалах - на торцах в виде трещин-луночек, а на боковых поверхностях в виде продольных трещин или желобчатых углублений. До сих пор причина появления отлупных трещин точно не установлена. Отлупные трещины образуются в местах резкого перехода мелкослойной древесины в крупнослойную. Возникновение отлупа может быть связано с образованием внутренней гнили, а у сосны и у лиственных пород - водослоя.

Морозные трещины представляют собой наружные продольные разрывы древесины стволов растущих деревьев лиственных (реже хвойных) пород; распространяются вглубь ствола по радиальным направлениям. Они образуются при резком снижении температуры зимой. На них похожи старые трещины, возникшие от удара молнии. На поверхности ствола этот порок имеет вид длинной открытой трещины, часто с валиками разросшейся древесины и коры по краям. Морозные трещины располагаются в комлевой части ствола. В круглых лесоматериалах морозные трещины хорошо заметны на боковой поверхности и торцах; снаружи они имеют наибольшую ширину, уходят вглубь древесины (часто до сердцевины), постепенно суживаясь. В пиломатериалах они обнаруживаются в виде длинных радиальных трещин с уширенными около них годичными слоями.

Трещины усушки возникают в лесоматериалах под действием внутренних сушильных напряжений. Трещины распространяются от боковой поверхности вглубь сортимента по радиальным направлениям. От метиковых и морозных трещин они отличаются меньшим протяжением по длине сортимента (обычно не более 1 м) и меньшей глубиной. Эти трещины могут появляться на торцовых поверхностях круглых сортиментов и пиломатериалов из-за неравномерности просыхания их по длине. В конечной стадии сушки пиломатериалов крупного сечения (чаще лиственных пород) иногда появляются внутренние трещины (свищи), которые обнаруживаются при раскрое сортиментов.

По расположению в сортименте различают торцовые трещины , находящиеся на торцах и не выходящие на боковые стороны сортимента, и боковые трещины , которые расположены на боковых сторонах сортимента и могут выходить на торцы. Среди боковых трещин в пиленых сортиментах различают пластевые и кромочные.

Сквозными называются трещины, выходящие на две боковые стороны или на два торца сортимента, а также отлупные трещины, выходящие в двух местах на одну сторону сортимента (могут образовать желобок). В шпоне трещины шириной менее 0,2 мм называются сомкнутыми , а более широкие - разошедшимися .

Боковые трещины измеряют по глубине сортимента в миллиметрах, а по длине - в сантиметрах или соответственно в долях толщины и длины сортимента. Для измерения глубины пользуются тонким стальным щупом. Торцовые метиковые, отлупные и морозные трещины в круглых лесоматериалах измеряют по наименьшей толщине сердцевинной доски или диаметру окружности, в которую они могут быть вписаны, или по наименьшей ширине неповрежденной периферической зоны торца. Торцовые трещины усушки в круглых лесоматериалах измеряют по глубине. В пилопродукции торцовые трещины измеряют по протяжённости на торце в миллиметрах или в долях той стороны сортимента, на которой их проекция больше. Отлупные торцовые трещины в пилопродукции измеряют по хорде, а если трещина занимает более половины окружности годичного слоя - по диаметру. В шпоне трещины измеряют по длине, а разошедшиеся трещины - и по ширине; учитывают количество трещин на 1 м ширины листа.

При изгибе наибольшее отрицательное влияние оказывает трещина, перпендикулярная направлению изгибающего усилия и расположенная в нейтральной плоскости. Здесь нормальные напряжения отсутствуют, но касательные напряжения максимальные и снижение прочности пропорционально уменьшению площади, работающей на скалывание. По данным, трещины не оказывают влияния на модуль упругости при растяжении и сжатии вдоль волокон, но сильно снижают модуль упругости при статическом изгибе в том случае, когда плоскость трещины перпендикулярна направлению изгибающего усилия.

Трещины - один из главных факторов снижения прочности сортиментов, применяемых в строительстве. Ограничения в допуске трещин объясняются также и тем, что они способствуют проникновению влаги и спор грибов вглубь сортимента.

Пороки формы ствола

Сбежистость. Для всех стволов деревьев характерно постепенное уменьшение диаметра в направлении от комля к вершине (сбег). Если на каждый метр высоты ствола (длины сортимента) диаметр уменьшается более чем на 1 см, то такое явление считается пороком - сбежистостью. Сбежистость измеряют как разность между комлевым и вершинным диаметрами у круглого сортимента (в комлевых брёвнах нижний диаметр измеряют на расстоянии 1 м от комлевого торца), а у необрезных пиломатериалов - между шириной комлевого и вершинного конца. Полученную разность относят к общей длине сортимента и выражают в сантиметрах на 1 м или в процентах.

Стволы лиственных пород более сбежисты, чем хвойных. Сильно сбежистые стволы у деревьев, выросших на свободе или в редком древостое. Чем выше бонитет насаждения, тем стволы полнодревеснее, т.е. менее сбежисты. Наименьшая сбежистость характерна для сортиментов, выпиленных из средней части ствола, наибольшая - из вершинной. Сбежистость увеличивает количество отходов при распиловке сортиментов и их лущении и косвенным образом влияет на прочность, так как становится причиной появления в пиломатериалах порока - радиального наклона волокон.

Закомелистость. Это такой случай сбежистости, когда наблюдается резкое увеличение диаметра в нижней части ствола; диаметр круглых лесоматериалов или ширина необрезной пилопродукции у комлевого торца более чем в 1,2 раза превышает диаметр (ширину) сортимента на расстоянии 1 м от этого торца.

Округлой закомелистость называется в том случае, если поперечное сечение комлевой части имеет форму, близкую к окружности. Ребристая закомелистость характеризуется многолопастной формой поперечного сечения. На боковой поверхности сортимента видны продольные углубления.

Закомелистость измеряют как разность диаметров (для необрезных пиломатериалов - ширин) комлевого торца и сечения на расстоянии 1 м от него. При ребристой закомелистости допускается определять разницу между максимальным и минимальным диаметром комлевого торца.

Овальность. Так называется эллипсовидность формы торца круглых лесоматериалов, при которой наибольший диаметр не менее чем в 1,5 раза превышает меньший. Порок измеряют как разность указанных диаметров. Овальность сопровождает крень или тяговую древесину.

У хвойных пород образуются преимущественно сувели, у лиственных - наросты обоих типов. Свилеватость древесины капов и наличие в ней многочисленных следов спящих почек создает очень красивую текстуру на разрезах. Особенно декоративна текстура капов грецкого ореха.

Прикорневые капы часто достигают значительных размеров.


Рис.4. Нарост	Рис.5. Продольный распил нароста

У ореха и берёзы они могут весить сотни килограмм, а иногда и больше тонны.

На стволах карельской березы часто образуются шаровидные утолщения с характерной текстурой. Древесина сувелей имеет большую усушку вдоль волокон (от 0,5 до 1,0 %), низкий модуль упругости и малую прочность при сжатии вдоль волокон. Древесина капов более плотная и твёрдая, чем нормальная стволовая древесина, и имеет менее выраженную анизотропию. Наросты измеряют по длине и ширине. Они затрудняют использование круглых лесоматериалов и осложняют их переработку, однако древесина капов высоко ценится как материал для художественных поделок и сырьё для облицовочного строганого шпона.

Кривизна. Искривление ствола по длине встречается у всех древесных пород. Вследствие потери верхушечного побега и замены его боковой ветвью, из-за наклона дерева в сторону лучшего освещения, при росте на горных склонах и по другим причинам ствол дерева может оказаться искривлённым. Различают простую и сложную кривизну , характеризующуюся соответственно одним или несколькими изгибами сортимента.

Простую кривизну измеряют как величину стрелы прогиба сортимента в месте его искривления (в процентах от протяжённости искривлённого участка сортимента). При раскряжевке длинного сортимента на короткие кривизна их оказывается меньше примерно во столько раз, на сколько равных частей был разрезан длинный сортимент. Сложную кривизну характеризуют величиной наибольшего искривления, измеряемого так же, как в случае простой кривизны.

Пороки формы ствола увеличивают количество отходов при распиловке и лущении круглых сортиментов и являются причиной появления радиального наклона волокон в пиломатериалах и шпоне.

Пороки строения древесины

Наклон волокон. Отклонение волокон от продольной оси сортимента (раньше этот порок назывался косослоем) встречается у всех пород. В круглых лесоматериалах наклон обусловлен природным спиральным расположением волокон; обнаруживается на боковой поверхности по направлению бороздок коры или в окоренных сортиментах по винтовым трещинам. В пилопродукции и шпоне различают две разновидности этого порока - тангенциальный и радиальный наклон. Тангенциальный наклон волокон обнаруживается на тангенциальном разрезе по отклонению направления смоляных ходов, сосудов, сердцевинных лучей, трещин и полосок грибных поражений от продольной оси сортимента.

Если указанные признаки выражены недостаточно чётко, то следует прочертить риски тонким, но не острым инструментом или провести пробное раскалывание вдоль волокон; отклонение риски от продольной оси сортимента или неплоскостность поверхности радиального раскола укажут на наличие порока.

Наклон волокон на тангенциальной поверхности пиломатериалов может не быть связан со спиральным расположением волокон в стволе дерева, а возникнуть в результате распиловки прямо-волокнистой доски (бруса) на мелкие детали при направлении резов под углом к продольной оси исходного сортимента. У такого порока в отличие от природного тангенциального наклона волокон одинаковые углы наклона волокон на противоположных сторонах сортимента.

Радиальный наклон волокон наблюдается при перерезании годичных слоёв на радиальной или близкой к ней поверхности пиломатериала. Указанная разновидность наклона волокон (по старой терминологии - искусственный косослой) получается при распиловке сильно сбежистых, закомелистых и кривых брёвен. Если резы пилы проходят параллельно продольной оси бревна, то годичные слои и, следовательно, волокна на радиальной поверхности пиломатериала оказываются под углом к ребру сортимента. В этом случае на тангенциальной поверхности пиломатериалов, а также на лущёном шпоне видны близко расположенные границы годичных слоёв.

Рис. 6. Пороки строения древесины: а — тангенциальный наклон волокон,
б — корень, в — свилеватость, г — завиток, д — глазки, е — ложное ядро.

Наклон волокон круглых лесоматериалов измеряют в наиболее типичном месте проявления порока - на боковой поверхности - как отклонение волокон от линии, параллельной продольной оси сортимента, на протяжении 1 м и выражают в процентах или сантиметрах. В комлевых брёвнах наклон волокон измеряют, отступив 1 м от нижнего торца. Допускается измерять порок на верхнем торце по хорде h в сантиметрах или долях диаметра торца. В пилопродукции наклон волокон измеряют как отклонение h на длине l, равной не менее двойной ширины сортимента (в процентах от длины этого участка по продольной оси).

В шпоне тангенциальный наклон измеряют так же, как в пилопродукции, а радиальный наклон - по средней ширине перерезанных годичных слоёв, которые подсчитывают на отрезке длиной 100 мм в том участке тангенциальной поверхности листа, где эти слои расположены наиболее тесно.

Чем больше наклон волокон, тем сильнее снижается прочность древесины. Наибольшее снижение прочности наблюдается при растяжении вдоль волокон, заметно снижается прочность при статическом изгибе; наименьшее влияние оказывает этот порок на прочность при сжатии вдоль волокон. По данным наклон волокон, равный 12%, вызывает снижение предела прочностstrongи сосны при сжатии вдоль волокон на 3 %, при статическом изгибе на 11 %, а при растяжении вдоль волокон на 14 %. Модуль упругости также существенно снижается при увеличении наклона волокон, особенно при сжатии вдоль волокон.

Наклон волокон увеличивает усушку сортиментов в продольном направлении и служит причиной образования винтовой покоробленности (крыловатости) пиломатериалов, скручивания столбов. Кроме того, наклон волокон затрудняет механическую обработку древесины и снижает её способность к изгибу.

Свилеватость. Так называется извилистое и беспорядочное расположение волокон, которое встречается чаще всего у лиственных пород.

Волнистая свилеватость выражается в более или менее упорядоченном расположении волнообразно изогнутых волокон и образует характерную струйчатую текстуру. Такое расположение волокон наблюдается преимущественно в комлевой части ствола, особенно в местах перехода ствола в корни.

Путаная свилеватость характеризуется беспорядочным расположением волокон; встречается главным образом в древесине наростов типа капов.

Обычно свилеватость представляет собой местный порок, так как ограничивается отдельными участками древесины, но иногда может обнаружиться на большом протяжении ствола, например, в карельской березе. Согласно исследованиям, для такой древесины характерно наличие крупных ложношироких сердцевинных лучей, содержащих скопления мелких паренхимных клеток. Своеобразный коричневатый узорчатый рисунок обусловливается бурым пигментом, находящимся в клетках ложношироких лучей и участков паренхимы.

Измерив ширину и длину свилеватой части поверхности, устанавливают процент площади поверхности сортимента, занятой пороком. Свилеватость снижает прочность при растяжении, увеличивает ударную вязкость и сопротивление раскалыванию. Механическая обработка свилеватой древесины затруднена. Вместе с тем свилеватость (особенно путаная) создаёт красивую текстуру, которая высоко ценится при использовании древесины в качестве декоративного материала, поэтому свилеватость следует считать условным пороком.

Завиток. Это местное искривление годичных слоёв у сучков и проростей. На боковых поверхностях пилопродукции и в шпоне заметны скобообразные, изогнутые или замкнутые концентрические контуры искривлённых годичных слоёв. Односторонним называется завиток, выходящий на одну или две смежные стороны сортимента, сквозным - выходящий на две противоположные стороны сортимента.

На боковых поверхностях пилопродукции и в шпоне измеряют ширину и длину завитка, а также подсчитывают число завитков на 1 м или на всей длине сортимента в пиломатериалах и заготовках и на 1 м или на всей поверхности листа в шпоне. Завитки, окружающие сучки, допустимые в данном сортименте, не учитываются.

Наибольшее снижение прочности наблюдается при наличии сквозных завитков, находящихся под действием растягивающих напряжений. Завитки снижают также ударную вязкость. Особенно опасны завитки для мелких сортиментов.

Реактивная древесина. В наклонённых и изогнутых стволах и ветвях образуется особая древесина, получившая в мировой ботанической литературе название реактивной. Этот порок возникает под действием силы тяжести, вызывающей перераспределение веществ, стимулирующих или подавляющих ростовые процессы, ветровой нагрузки, напряжений роста, осмотического давления и других факторов.

Крень. Этот порок строения древесины хвойных пород выражается в кажущемся увеличении ширины поздней зоны годичных слоёв. Креневая древесина лишь по цвету напоминает позднюю. Крень образуется преимущественно в сжатой зоне изогнутых или наклонённых стволов, т.е. на нижней, обращённой к земле стороне.

Сплошная крень обнаруживается на торцах стволов, длительно подвергавшихся изгибу, в виде тёмноокрашенного участка, занимающего иногда более половины сечения, которое имеет овальную форму. Сердцевина смещена в сторону участка нормальной древесины. В креневой древесине годичные слои значительно шире, а в пределах каждого годичного слоя переход от светлой к тёмной зоне менее резкий, чем в нормальной древесине. Обычно поверхность креневой древесины более гладкая, чем у нормальной древесины. Сплошная крень чаще наблюдается в комлевой части наклонённых стволов; её можно наблюдать и в растянутой зоне искривлённых стволов, а также в нижней (сжатой) зоне ветвей.

Местная крень возникает при кратковременном изгибе ствола или действии других факторов. На торце ствола она заметна в виде дугообразных участков, захватывающих один или несколько годичных слоев.

На боковых поверхностях пилопродукции и шпона сплошная и местная крень имеет вид тусклых тёмных полос различной ширины. Особенно часто встречается и хорошо заметна крень у спелодревесных пород - ели и пихты; в тёмноокрашенной ядровой зоне лиственницы, сосны, кедра крень видна хуже.

Крень измеряют по ширине и длине занятой ею зоны; можно также определять долю (в процентах) площади стороны сортимента, занятой этим пороком.

Креневые трахеиды имеют округлую форму поперечного сечения; остаются крупные межклетные пространства. Толщина стенок в 2 раза больше, чем в нормальных трахеидах.

У креневой древесины примерно на 10 % снижается содержание целлюлозы и увеличивается содержание лигнина. Плотность, торцовая твёрдость, прочность при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе повышаются, а предел прочности при растяжении вдоль волокон и ударная вязкость снижаются. Модули упругости вдоль волокон уменьшаются, а модули сдвига и модули упругости при сжатии поперёк волокон возрастают.

Усушка поперёк волокон у креневой древесины примерно в 2 раза меньше, чем у нормальной, однако усушка вдоль волокон (из-за большого угла наклона микрофибрилл) значительно увеличивается (в 10 раз и более). Это вызывает продольное коробление и растрескивание пилопродукции.

Предел гигроскопичности у креневой древесины ниже; снижается проницаемость древесины для жидкости и газов, что связано с меньшими размерами полостей трахеид и окаймлённых пор; падает водопоглощение.

Присутствие крени в балансах снижает выход химически чистой целлюлозы, увеличивает расходы на её отбелку. Из-за крени ухудшается качество древесной массы, используемой в бумажном производстве, зажимаются пилы при поперечном раскрое досок.

Это местное изменение строения древесины, которое вызывается утолщение клеточных оболочек, по причине скопления целлюлозы в период роста дерева.

Древесина такого рода склонна появлятся в деревьях лиственных пород в зоней их стволов и ветвей - растянутой под воздействием ветра. К тому же тяговая древесина весьма реакционна, и визуально её можно распознать по её так сказать пушисто-бархатистой поверхности, находящейся на её поперечном, а так же продольном распилах. Окрас у тяговой древессины явлеется немного более светлым, чем окрас прилегающей к ней нормальной древесины. Ко всему прочему её волнистая структура сильно затрудняет её обработку.

У бука после валки дерева тяговая древесина может быть обнаружена по более светлой окраске с серебристым или перламутровым оттенком. Под действием света, воздуха, а также в результате удаления влаги при сушке тяговая древесина окрашивается в более тёмный коричневый цвет.

На торцах лесоматериалов тяговая древесина имеет вид дугообразных участков, отличающихся цветом и структурой (пушисто-бархатистой поверхностью) от нормальной древесины. На радиальной поверхности и в шпоне из древесины с хорошо видимыми годичными слоями (дуб, ясень) она наблюдается в виде узких полосок - тяжей. В лесоматериалах со слабо выраженными годичными слоями (из берёзы, клена) распознание порока затруднено. Способы измерения тяговой древесины такие же, как и для крени.

Содержание волокон либриформа в тяговой древесине увеличивается, они имеют меньший диаметр, но большую длину и значительно утолщённые стенки. В стенках волокон либриформа имеется мощный желатинозный слой, выстилающий внутреннюю поверхность (со стороны полости). Этот слой богат целлюлозой и не одревесневает. Общее содержание целлюлозы и золы выше, а лигнина и гемицеллюлоз ниже, чем у нормальной древесины.

Плотность тяговой древесины примерно на 10-30% выше, усушка вдоль волокон примерно в 2 раза больше, чем у нормальной древесины, однако снижение усушки поперёк волокон меньше, чем у креневой древесины. Прочность при сжатии вдоль волокон меньше, а прочность при растяжении вдоль волокон и ударная вязкость больше, чем у нормальной древесины.

Тяговая древесина затрудняет механическую обработку пиломатериалов, приводя к образованию ворсистых и мшистых поверхностей. Отделяющиеся при резании волокна забивают пазухи пил, и процесс пиления замедляется.

Нерегулярные анатомические образования

Ложное ядро. Так называется тёмноокрашенная внутренняя зона древесины лиственных пород (берёзы, бука, ольхи, осины, клёна, граба, липы и др.). Граница ложного ядра обычно не совпадает с годичными кольцами. От заболони оно отделено чаще тёмной, реже светлой (например, у берёзы) каймой.

Различают округлое , звездчатое и лопастное ложные ядра, окрашенные в тёмно-бурый или красно-бурый цвет, иногда с лиловым, фиолетовым или тёмно-зелёным оттенком. Встречается тёмная кайма, которая делит ядро на секции. На продольных разрезах заметна широкая полоса одного или нескольких из указанных цветов.

Причинами образования порока могут быть возрастная дифференциация тканей, раневая реакция дерева, воздействие грибов, влияние сильных морозов.

В круглых лесоматериалах ложное ядро измеряют по наименьшему диаметру окружности, в которую оно может быть вписано; в фанерном сырье (чураках) измеряют наименьшую ширину свободной от порока периферической зоны. В пилопродукции и шпоне измеряют размеры зоны, занятой пороком.

Ложное ядро ухудшает внешний вид древесины. Эта зона имеет пониженные проницаемость, прочность при растяжении вдоль волокон, ударную вязкость. При наличии ложного ядра уменьшается способность древесины к загибу. У берёзы ложное ядро легко растрескивается. По стойкости к загниванию ложное ядро часто превосходит заболонь.

В пиломатериалах на радиальных или близких к ним поверхностях видны ровные светлые полосы. На тангенциальных поверхностях внутренняя заболонь наблюдается в виде более или менее широкой полосы, которая при перерезании годичных слоёв выклинивается. Внутренняя заболонь образуется вследствие нарушения нормальной деятельности камбия, которое вызвано морозами.


Рис.7. Свиливатость	Рис.8. Внутренняя заболонь

В круглых сортиментах измеряют наружный диаметр кольца внутренней заболони, а также ширину кольца. В пилопродукции и шпоне измеряют ширину и длину или площадь зоны, занятой пороком.

Внутренняя заболонь, как и нормальная заболонь, имеет значительно меньшую стойкость против загнивания, чем ядро, легко пропускает жидкости. Усушка древесины внутренней заболони несколько меньше, чем ядровой древесины.

Пятнистость. В древесине растущих деревьев лиственных пород вследствие раневой реакции, воздействия химических факторов, грибов и насекомых образуются сравнительно небольшие по размеру тёмноокрашенные участки древесины (по цвету напоминающие ядро и сердцевину).

Тангенциальная пятнистость чаще всего встречается у бука. Она заметна на торцах в виде вытянутых по годичному слою пятен шириной, примерно равной ширине годичного слоя, и длиной до 2 см, а иногда и более.

На тангенциальных разрезах видны продольные широкие полосы коричневого или серо-коричневого цвета, на радиальном разрезе - узкие полосы с резко выделяющимися на тёмном фоне сердцевинными лучами.

Радиальная пятнистость встречается у лиственных пород (чаще у берёзы), обычно ближе к центральной части ствола; на торцах сортиментов она заметна в виде небольших пятен тёмно-бурого, коричневого или тёмно-серого цвета, которые вытянуты преимущественно по радиальному направлению, т. е. вдоль сердцевинных лучей. На продольных разрезах пятнистость наблюдается в виде продольных полос, суживающихся по концам. Она возникает под воздействием грибов и насекомых, в результате повреждений коры птицами.

Прожилки, или сердцевинные повторения, постоянно встречаются в древесине берёзы, а также других лиственных пород (ольха, рябина и др.). Прожилки хорошо заметны на радиальном разрезе в виде коричневых чёрточек, расположенных у границ годичного слоя. На тангенциальном разрезе они имеют петлеобразную форму. В шпоне различают разбросанные и расположенные скученно, в виде переплетающихся полосок, групповые прожилки. Сердцевинные повторения представляют собой микроаномалии строения древесины, вызванные различными причинами.

В круглых лесоматериалах пятнистость не учитывается. В пилопродукции и шпоне измеряют длину и ширину этого порока или процент от площади соответствующей поверхности сортимента. На механические свойства крупных сортиментов пятнистость существенного влияния не оказывает, однако в шпоне в местах крупных пятен радиальной пятнистости происходит растрескивание. Большое количество прожилок может снизить прочность шпона при растяжении.

Сердцевина. В круглых сортиментах присутствие сердцевины неизбежно, поэтому в них она пороком не считается. В пилопродукции измеряют глубину залегания сердцевины, считая от ближайшей пласти или кромки. Сердцевина и примыкающая к ней ювенильная древесина существенно снижают прочность сортиментов малого сечения. В крупных пиленых сортиментах присутствие сердцевины нежелательно из-за многочисленных заросших сучков вокруг неё. Кроме того, сортименты, выпиленные таким образом, что в них оказывается сердцевина, при сушке, как правило, растрескиваются вследствие анизотропии усушки. Сердцевина легко загнивает.


Рис.9. Сердцевина	Рис.10. Двойная сердцевина в стволе сосны

Смещенная сердцевина. Порок выражается в эксцентричном расположении сердцевины, затрудняющем использование круглых лесоматериалов; он указывает на наличие реактивной древесины.

Двойная сердцевина. В сортиментах, выпиленных из ствола вблизи его разделения на отдельные вершины, могут быть обнаружены две сердцевины, а иногда и более. Каждая сердцевина имеет свою систему годичных слоёв и по периферии ствола окружена общей системой годичных слоёв. Сечение ствола принимает овальную форму.

В пилопродукции и шпоне измеряют длину участка с двойной сердцевиной, а в круглых лесоматериалах только отмечают наличие этого порока. Пиленые сортименты с двойной сердцевиной сильнее коробятся и растрескиваются. Распиловка и лущение круглых сортиментов затруднены и сопровождаются увеличением количества отходов.

Пасынок и глазки. В эту подгруппу включены очень крупные или, наоборот, крайне малые сучки.

Пасынок представляет собой отставшую в росте или отмершую вторую вершину ствола, которая пронизывает сортимент под острым углом к его продольной оси на значительном протяжении. В круглых лесоматериалах пасынок имеет вид сильно вытянутого овала, в пилопродукции и шпоне - полосы или овала с самостоятельной системой годичных слоёв. Порок измеряют по наименьшему диаметру его сечения. Пасынок нарушает однородность строения древесины, а в пилопродукции - и целостность, снижает прочность, особенно при изгибе и растяжении.


Рис.11. Пасынок	Рис.12. Сухобокость

При наличии разбросанных глазков определяют их число, а при наличии групповых - ширину занимаемой ими зоны. В мелких сортиментах глазки, особенно находящиеся в растянутой зоне опасного сечения, снижают прочность при статическом изгибе и ударную вязкость.

Раны

Сухобокость. Так называется наружное одностороннее омертвление ствола. Лишенный коры углубленный участок вытянут по длине сортимента, по краям имеет наплывы (рис. 10). Этот порок встречается у всех пород; образуется он вследствие обдира, ушиба, ожога или перегрева коры растущего дерева. У хвойных пород сухобокость сопровождается повышенной смолистостью.

В области сухобокости часто появляется заболонная грибная окраска; ядровые окраски и гнили в этом случае смещены в наружные зоны древесины. В круглых сортиментах порок измеряют по глубине, ширине и длине. Сухобокость изменяет правильную форму круглых сортиментов, вызывает завитки и нарушает целостность древесины у мест наплывов, снижает выход пиломатериалов и шпона.

Прорость. Так называется зарастающая или заросшая рана, содержащая кору и омертвелую древесину. При частичном зарастании рана легко обнаруживается на боковой поверхности ствола. При полном зарастании прорость видна только на торце как отлуповидная щель и внутренняя радиальная трещина, заполненная остатками коры.

Рис. 13. Прорость: 1 – открытая; 2 – закрытая

Различают прорость открытую , выходящую только на боковую поверхность любого сортимента или на боковую поверхность и торец, и закрытую , которая обнаруживается только на торцах круглых лесоматериалов и пилопродукции. Открытая прорость имеет ширину менее 2 см, что позв оляет отличать её от более широкой раны - сухобокости.

В пилопродукции и шпоне среди открытых проростей выделяют одностороннюю, выходящую на одну или две смежные боковые стороны сортимента, и сквозную,p выходящую на две противополож ные боковые сторо ны сортимента.

Рис.14. Разновидности проро сти: а - открытая; б - закрытая

Кроме того, в шпоне могут быть ещё такие разновидности проросте й: сросшаяся - след от закрытой прорости в виде вытяну того участка (шва) свилеватой древесины; светлая - прорость, близкая по цвету к окружающей древесине, и тёмная - прорость, содержащая включение коры или значительно отличающаяся по цвету от окружающей древесины.

В круглых лесо материалах открытую и закрытую прорости измеряют по наименьшей толщине сердцевинной вырезки (доски), в которую она может быть вписана. В пиломатериалах прорости измеряют по глубине, ширине, длине, а также учитывают их число в штуках на 1 м длины или на всю сторону сортимента, в шпоне - измеряют по длине и учитывают число в штуках на 1 м2 или на всю площадь листа.

Прорость нарушает целостность древесины и сопровождается искривлением годичных слоёв. Степень влияния проростей на качество древесины зависит от их разновидности, размеров, местоположения, количества, а также от характера сортимента.

Рак. Это рана, возникающая на поверхности ствола растущего дерева в результате деятельности грибов и бактерий. Рак может быть открытым (в виде незаросшей раны с плоским или неровным дном, ступенчатыми краями и наплывами у периферии) или закрытым (в виде заросшей раны с ненормальными утолщениями тканей коры и древесины возле поражённых мест). Этот порок встречается у лиственных и хвойных пород. У хвойных пород он сопровождается сильным смолотечением и засмолением древесины. Открытый рак измеряют по ширине, длине и глубине раны, закрытый - по длине и толщине вздутия.

При этом пороке нарушается правильная форма круглых сортиментов. В связи с изменением строения и повышенной смолистостью древесины у хвойных пород затрудняется использование асортимен та по назначению.


Рис.15. Рак сосны	Рис.16. Кармашки

Ненормальные отложения в древесине

Засмолок. Так называется обильно пропитанный смолой участок древесины, образующийся вследствие ранения стволов хвойных пород. Чаще всего засмолки встречаются у сосны. На круглых сортиментах они обнаруживаются по наличию ран и по скоплению смолы. Засмолённые участки темнее окружающей нормальной древесины и в тонких сортиментах просвечивают.

Порок измеряют по длине, ширине и глубине или площади засмолённого участка. Засмолённая древесина имеет значительно меньшую водопроницаемость, влаго- и водопоглощение, но большую плотность и пониженную ударную вязкость; теплота сгорания пропитанной смолой древесины по данным увеличивается (на 30 % при смолистости 45 %). Засмолённая древесина имеет повышенную ст ойкость к загниванию, но плохо отделывается и склеивается.

Кармаше к. Этот порок, который назывался ранее смоляным кармашком, представляет собой полость внутри или между годичных слоёв, заполненную смолой или камедями. Такие смоловместилища встречаются у хвойных пород, содержащих смоляные ходы в древесине, особенно часто у ели. На торцах видны дугообразные трещины - луночки, плоской стороной обращённые к центру ствола, а выпуклой - к его периферии (рис. 13). На тангенциальной поверхности кармашки представляют собой углубления в виде овала, вытянутого в продольном направлении; на радиальном разрезе они имеют вид коротких щелей.


Рис. 17. Смоляной кармашек: 1 - на торцевой поверхности; 2 - на радиальной поверхности: 3 - на тангентальной поверхности	Рис. 18. Засмолок

В пилопродукции различают односторонний кармашек, выходящий на одну или две смежные стороны сортимента, и сквозной, выходящий на две противоположные стороны. Размеры кармашков у ели сибирской могут колебаться от нескольких миллиметров до 10-15 см. Кармашки возникают в результате подкорового повреждения камбия при нагревании отдельных участков ствола солнечными лучами в морозный период.

Мелкие кармашки могут образовываться и от повреждения насекомыми. Для улучшения добычи живицы из ели можно создавать кармашки искусственным путем, нанося специальным инструментом крупные подкоровые повреждения камбия.

Кармашки измеряют по глубине, ширине и длине, а также учитывают их число в штуках (в пилопродукции - на 1 м длины или на всю длину сортимента, в шпоне - на 1 м2 или на всю площадь листа). Вытекающая из кармашков смола препятствует отделке и склейке деталей изделий. В мелких деталях кармашки могут существенно снизить прочность древесины.

Водослой. Это учаpстки яpдра или сspanпелой древесины с повышенной влажностью в свежесрубленном состоянии. Порок встреч ается в комлевой части ствола как у хвойных пород (у сосны, кедра и особенно часто у ели и пихты), так и у лиственных (осины, ильма, тополя и др.).

На торцах лесоматериалов при указанном пороке видны тёмные пятна различной формы, а на продольных разрезах заметны полосы. После высыхания пятна водослоя бледнеют, и на этих участках древесины появляются мелкие трещинки. Влажность сосны и ели в зоне водослоя в 3-4 раза превышает влажность здоровой древесины (ядра или спелой древесины).

В круглых лесоматериалах водослой измеряют по наименьшей толщине сердцевинной вырезки (доски), по наименьшему диаметру окружности, в которые он может быть вписан, или по площади зоны, занятой пороком. В пилопродукции измеряют ширину и длину или площадь зоны, занятой пороком.

Водослойная древесина отличается от здоровой повышенной усушкой и разбуханием. Замечено повышение предела гигроскопичности. Водослой затрудняет пропитку древесины антисептиками. Повышенная способность к водопоглощению может служить причиной утопа при сплаве.

Согласно исследованиям, образование водослоя у ели и сосны связано с перенасыщенностью почвы влагой. Отмечается значительная хрупкость водослойной древесины указанных пород. Наличие трещин в центральной зоне водослоя у растущих деревьев и образование трещин при подсыхании срубленной древесины снижает выход высококачественных пиломатериалов.

Химические окраски возникают в срубленной древесине в результате развития химических и биохимических процессов, связанных в большинстве случаев с окислением дубильных веществ (продубина - красновато-коричневого или бурого цвета, желтизна - светло-желтой окраски). Они расположены обычно в поверхностных слоях древесины и однородно окрашивают ее в бледные тона (светлые окраски) или в густые тона (темные окраски).

На физико-механические свойства древесины такие окраски почти не влияют, но портят ее внешний вид.

Грибные поражения вызываются простейшими растительными организмами - грибками, которые развиваются из спор, заносимых в древесину ветром, водой, насекомыми и т. п.ъ

Домовые грибы разрушают в древесине целлюлозу, вызывая деструктивную гниль. Некоторые грибы разрушают лигнин и целлюлозу, вызывая смешанную гниль и потерю механической прочности деревянных конструкций. Для развития домовых грибов необходимы следующие условия: влажность древесины не ниже 18-20%, доступ кислорода воздуха, положительная (5-45°С) температура и повышенная (90-100%) влажность воздуха, отсутствие солнечного освещения, наличие слабокислой среды.

Домовые грибы для своего развития требуют кислой среды и не развиваются на субстрате, имеющем ясно выраженную щелочную реакцию. Кислотность, нейтральность или щелочность среды, как известно, обусловливаются концентрацией водородных ионов и обозначаются символом рН, численное значение которого для кислой среды рН<7,07, для воды и нейтральных растворов рН = 7,07, а щелочная реакция среды характеризуется рН>7,07.

Имеются грибы (плесневые, лесные), которые не поражают ни целлюлозу, ни лигнин, а питаются только содержимым клеток, вызывая синеву или позеленение древесины. Механическая прочность древесины под действием этих грибов практически не снижается.

Глубину биоповреждений древесины грибами следует определять путем стесывания пораженной древесины до здоровой структуры. Вид грибкового заболевания можно определить по внешнему виду пораженной древесины или рассмотрев ее на срез под микроскопом. Стойкость древесины к биоразрушению определяют по ГОСТ 18610, а параметры защищенности древесины устанавливают по ГОСТ 20022.0.

Основные грибы, поражающие деревянные конструкции

Настоящий домовой гриб	Настоящий домовой гриб является сильнейшим разрушителем древесины. Встречается в стенах, в полах, перегородках, редко – на чердаках. При благоприятных условиях гриб за 6-10 месяцев может разрушить крупные элементы и целые конструкции. Древесина, сгнившая от настоящего домового гриба, имеет бурый цвет, крупные продольные трещины.
Белый домовой гриб	Белый домовой гриб («белый пожар») поражает древесину в подвалах, погребах, иногда в междуэтажных перекрытиях. Сначала на дереве замечаются лишь маленькие белые точки, постепенно сливающиеся в слизистые пятна или нежно-шерстистые налёты; потом образуется серебристое, похожее на паутину, сплетение. Оно все более и более разрастается и расстилается по поверхности дерева, становится более толстым, листоватым и приобретает пепельно-серый цвет и шелковистый блеск.
Пленчатый домовой гриб	Пленчатый домовой гриб может очень быстро, в течение нескольких месяцев распространяться внутри деревянных перекрытий, сильно разрушая древесину, вызывая неожиданные обвалы.
Пластинчатый гриб	Встречается в санузлах и на чердаках. С увеличением влаги агрессивность гриба нарастает. Пластинчатый (шахтный) гриб поражает древесину на контакте с грунтом: столбы, стойки, лаги, утопленные в грунт.
Столбовой гриб	Столбовой гриб заражает древесину через трещины усушки, образуя внутреннюю гниль. Древесина вначале становится красноватой, затем коричневатой, причем осенняя часть годичных слоев становится значительно темнее весенней, древесина легко расщепляется по годичным слоям. Гниль от столбового гриба возникает отдельным слоями, а затем сливается. Для этого типа поражения также характерно появление глубоких продольных и поперечных трещин
Шпальный гриб	Шпальный гриб встречается совместно со столбовым грибом в открытых сооружениях, на лесозаготовительных складах, поражает шпалы, деревянные корпуса морских судов. Поражает стропила при неисправной, постоянно протекающей кровле.

Для определения вида гриба и степени поражения конструкций требуется микроскопическое исследование образцов древесины в специализированных лабораториях. Образцы для анализа размером 15х15х5 мм отбирают с сохранением грибных образований.

Одни грибки изменяют только окраску древесины, почти не влияя на физико-механические свойства (деревоокрашивающие), другие не только изменяют цвет, структуру и свойства древесины, но и разрушают ее, образуя гниль (дереворазрушающие).

Питательной средой для деревоокрашивающих грибов служит только содержимое клеток. Эти грибы не затрагивают клетчатку и поражают преимущественно растущий лес и срубленную древесину, пока она не утратила своих соков (при хранении в лесу, на складах, транспортировании). К таким поражениям относят грибные ядровые и заболонные пятна и полосы разного цвета, плесень и др.

Питательной средой для дереворазрушающих грибов, вызывающих гниение, является целлюлоза, слагающая стенки клеток древесины. Такие грибы выделяют фермент, который превращает нерастворимую в воде целлюлозу (полисахарид) в растворимый моносахарид:

(С 6 Н 10 О 5)n +m Н 2 0 =n (С 8 Н 12 О)

служащий для пит ания и дальнейшего развития грибов.


Рис.19. Ядровая гниль	Рис.20. Червоточина

Древесина при этом меняет окраску, масса ее уменьшается, нарушаются связи между волокнами, о на покрывается сетью продольных и поперечных трещин и распадается на призматические или кубические участки или становится трухлявой.

Грибы могут существовать и развиваться только при определенных условиях - наличии кислорода (из воздуха), необходимой влажности (больше 20 %) и температуры (обычно 20…40°С). Древесина с влажностью меньше 18…20 % не гниет, а в пораженной гнилью древесине при этих условиях процесс г ниения прекращается. Приостанавливается гниение древесины и в воде (недостаток кислорода), и при отрицательных температурах. К этой группе грибных поражений относят ядровую (внутренняя гниль), заболонную и наружную трухлявую гнили.

Ядровая гниль , возникающая в растущем дереве, имеет разновидности - пеструю ситовую, бурую трещиноватую, белую волокнистую (белую мраморную гниль). В срубленн ой древесине дальнейшее развитие пестрой гнили прекращается. Развитие бурой трещиноватой и белой волокнистой гнилей в непросушенной древесине может продолжаться.

Наружная трухлявая гниль возникает в заболони и ядре лесоматериалов при их длительном неправильном хранении под воздействием сильных дереворазрушающих грибов. Такая же гниль появляется при неблагоприятной эксплуатации деревянных изделий и конструкций в зданиях и сооружениях, если не обеспечены условия, исключающие их увлажнение, и другие мероприятия (см. ниже). В последнем случае разрушение древ есины вызывают так называемые домовые грибы (настоящий домовый, белый домовый, домовый пленчатый), которые в благоприятных условиях для своего развития могут разрушить древесину в очень короткий срок (несколько месяцев).

Сортность древесины с гнилью в зависимости от размеров поражения снижается вплоть до ее полной технической непригодности.

Так как благоприятные условия для развития опасных и безвредных грибов примерно одинаковы, а различить их друг от друга без лабораторных испытаний трудно, то наличие на дре весине признаков грибных поражений всегда требует принятия мер по их ликвидации.

Повреждения насекомы (червоточина) представляют собой ходы и отверстия, проделанные в древесине насекомыми. По глубине червоточина разделяется на поверхностную, неглубокую, глубокую и сквозную, а по размеру отверстий - на некрупную (диаметр отверстий меньше 3 мм) и крупную (диаметр отверстий более З мм).

Жучок-дровосек домовой поражает основную строительную породу дерева – хвойную уже в период эксплуатации сооружения. Наиболее прожорливой является личинка, достигающая 30 мм. Сам жучок гораздо меньше – не более 8-12 мм. Зараженность определяется по наличию овальных входных отверстий диаметром 5-10 мм. Пораженные части, как и при других видах вредителей, издают глухой звук при ударе молотком. Высыпающийся из ходов древесный порошок также является признаком поражения древесины.

Признаками поражения деревянных конструкций жуками-древоточцами являются: наличие летных отверстий (размером 0,5-0,6 мм) и выпадение из них бурой муки; глухой звук при простукивании, шум в конструкции в начале лета, наличие жуков обнаруживается на слух с помощью специального стетоскопа.

Поверхностная червоточина не влияет на механические свойства древесины и при распиловке уходит в отходы, поэтому она допускается в пиломатериалах и в фанерном сырье. Другие виды червоточины нарушают целостность древесины и снижают ее механические свойства, а также стойкость против загнивания, так как насекомые могут занести споры грибов. Такую древесину не применяют для изготовления несущих конструкций.

Пороками древесины называют нарушения внешней формы ствола дерева, отклонения строения от нормального, а также внутренние и наружные повреждения ее, понижающие качество. Они образуются в период роста дерева, при хранении и эксплуатации. Некоторые виды пороков легко обнаруживаются при внешнем осмотре дерева. Однако большинство пороков древесины может быть выявлено только после валки дерева, а иногда и разделки его. Сортность древесины зависит от вида, характера и размеров пороков, которые иногда делают ее совершенно непригодной для применения.

Полная характеристика пороков древесины дается в ГОСТ 2140-81.

В соответствии с ГОСТ 2140-81 все пороки делят на девять групп: 1) сучки; 2) трещины; 3) пороки формы ствола; 4) пороки строения древесины; 5) химические окраски; 6) грибные поражения; 7) биологические повреждения; 8) инородные включения, механические повреждения и пороки обработки; 9) покоробленности.

Сучки - наиболее распространенный порок древесины, присущий почти всем породам деревьев. Они нарушают однородность строения древесины, затрудняют механическую обработку и снижают ее прочностные показатели. Степень ослабления древесины сучьями зависит от количества сучков, их расположения, размера и связи с древесиной ствола. По состоянию древесины самого сучка и степени срастания его с древесиной ствола различают следующие виды: твердые сросшиеся, частично сросшиеся твердые и несросшиеся.

Сросшийся твердый сучок имеет годовые слои, составляющие одно целое с окружающей его древесиной на всем протяжении по длине и периметру сучка. Сросшиеся твердые сучки бывают здоровые, роговые и окрашенные. Здоровый сучок без признаков гнили имеет обычно несколько более темную окраску, чем древесина; роговой сучок имеет здоровую, без гнили древесину и вследствие наличия в нем смолистых и дубильных веществ - более темную окраску, чем окружающая древесина. Окрашенный сучок отличается тем, что, будучи окружен здоровой древесиной, сам по себе находится в начальной стадии загнивания.

Частично сросшийся твердый сучок образуется в результате отмирания ветви при жизни дерева, когда место облома частично зарастает древесиной, но не полностью с ней срастается.

Несросшийся сучок образует в древесине отверстия или гнили, снижающие прочностные свойства древесины. Несросшиеся сучки бывают выпадающие твердые, рыхлые и табачные.

Выпадающие твердые встречаются в пиломатериалах и фанере. Они не имеют надежной связи с окружающей древесиной и при высыхании легко выпадают (Рис...

Рыхлый сучок находится в толще здоровой древесины, но сам подвергается гниению настолько, что древесина его полностью или частично утрачивает свою первоначальную структуру.

Табачный сучок - разложившийся от гниения и превратившийся в коричнево-пеструю массу; при растирании легко превращается в порошок.

По форме разреза на поверхности, сортамента сучки разделяют на округло-овальные, сшивные (Рис. и лапчатые (Рис...

Для деревянных несущих конструкций допускается древесина, имеющая лишь здоровые сросшиеся сучки. Для ответственных сооружений из дерева сучков, находящихся в стадии загнивания, быть не должно.

Трещины образуются вследствие неравномерного высыхания древесины, ее неоднородного строения, а также от различных внешних причин при жизни дерева (мороз, сильные ветры и т. п.). Они снижают сортность древесины, понижают ее механические свойства и способствуют загниванию.

Различают трещины растущего дерева (метик, отлуп, морозобоины) и трещины, образовавшиеся в срубленном дереве - трещины усушки.

Метик - внутренняя продольная трещина или несколько трещин, проходящих через сердцевину ствола, но не доходящих до поверхности и постепенно суживающихся от комлевой части к вершине. Метик образуется чаще всего от раскачивания дерева ветром (Рис...

Отлуп - внутренняя трещина, идущая по годовому слою на некотором протяжении вдоль ствола дерева. На торцевом сечении ствола отлуп наблюдается обычно в виде дугообразных трещин. Различают отлуп частичный, когда трещина занимает часть годового слоя, и полный (кольцевой), если трещина располагается вокруг всего годового слоя.

Отлуп образуется вследствие сильного усыхания центральной части ствола дерева и под действием мороза (Рис...

Морозобоина - продольная трещина более широкая на внешней части ствола и постепенно сужающаяся к сердцевине.

Морозобоина образуется вследствие неравномерного сжатия древесины при сильном и резком охлаждении дерева. Она бывает открытой (Рис. и закрытой (Рис...

Пороки формы ствола. Кривизна - искривление ствола во время роста дерева в одном или нескольких местах. Кривизна называется односторонней, если искривление ствола направлено в одну сторону, и разносторонней, когда искривление направлено в разные стороны.

Сбежистость характеризуется превышающим норму уменьшением толщины бревна вдоль оси. Пиломатериалы из сбежистых бревен получаются с перерезанными волокнами и меньшими показателями механических свойств.

Закомелистостъ - резкое утолщение ствола у комлевой (нижней) части.

Ройка - наружные продольные углубления у комлевой части ствола. Этот порок, вызванный условиями роста дерева в зависимости от глубины и протяженности ройки, может понизить сортность бревен.

Пороки строения древесины. Наклон волокон - непараллельность волокон древесины (Рис. продольной оси изделий (бревен, досок, брусьев и т. п.). Наклон увеличивает прочность древесины при раскалывании, но затрудняет ее механическую обработку и снижает прочность пиломатериалов при растяжении и изгибе вследствие перерезания волокон древесины.

Кренъ - ненормальное утолщение поздней древесины в годовых слоях; свойственна наклонно стоящим и покривленным деревьям.

Свилеватость - волнистое или беспорядочное расположение волокон древесины, чаще встречающееся у лиственных пород, преимущественно в комлевой части ствола.

Завиток - местное резкое искривление годовых слоев под влиянием сучков и проростей.

Сердцевина - узкая центральная часть ствола, состоящая из рыхлой древесной ткани; попадая в деревянные изделия, усиливает их растрескивание.

Двойная сердцевина в виде двух сердцевин с самостоятельными системами годовых слоев увеличивает отходы при обработке древесины, усиливает ее растрескивание.

Пасынок - отмершая вторая вершина или толстый сук, пронизывающие ствол под острым углом к его продольной оси. Ухудшает однородность и механические свойства древесины.

Водослой - это участки ядра или спелой древесины, имеющие ненормально темную окраску и возникающие в растущем

дереве вследствие повышенной влажности этих участков. Этот порок часто является причиной растрескивания и гниения древесины, снижает ударную вязкость при изгибе.

Прорость в виде обросшего древесиной участка поверхности ствола с омертвевшими тканями и отходящей от него радиальной трещины, возникает в растущем дереве при зарастании повреждений.

Рак - рана, возникающая на поверхности ствола растущего дерева вследствие жизнедеятельности грибов и бактерий.

Сухобокостъ возникает в местах повреждений (заруб, ожог, ушиб и т. п.) и представляет собой омертвевший участок ствола.

Засмолок - участок древесины, обильно пропитанный смолой; присущ только хвойным породам. Он снижает ударную вязкость и водопроницаемость, затрудняет отделку - лакировку, окраску.

Смоляной кармашек в виде полости, заполненной смолой, встречается у хвойных пород, чаще всего у ели. Препятствует лицевой отделке и склейке древесины.

Некоторые пороки (например, пятнистость, внутренняя заболонь и др.) не оказывают существенного влияния на механические свойства древесины.

Пороки древесины и их влияние на качество

Пороками древесины называют изменения ее внешнего вида, нарушение целостности тканей и клеточных оболочек, правильности ее строения и повреждения, понижающие качество древесины и ограничивающие возможности ее применения.

Дефекты - пороки древесины механического происхождения, возникающие в ней в процессе заготовки, транспортирования, сортировки и механической обработки.

Влияние порока на качество древесины зависит от его вида, размера, расположения в материале и назначения материала. Он снижает прочность и декоративность лесоматериалов, поэтому сортность древесины определяют с обязательным учетом имеющихся в ней пороков.

Согласно ГОСТ 2140-81 «Пороки древесины. Классификация, термины и определения» все пороки подразделяются на группы: сучки, трещины, грибные повреждения, химические окраски, пороки формы ствола и строения древесины, повреждения насекомыми, инородные включения и дефекты обработки.

Сучки - наиболее распространенный и неизбежный порок древесины, которые представляют собой основания ветвей, заключенные в древесину ствола. По степени зарастания сучки бывают открытые и заросшие.

Открытые сучки классифицируют:

по форме разреза на поверхности сортимента - круглые, овальные и продолговатые; сучки по данному признаку определяются отношением большего диаметра к меньшему; если это отношение не больше двух, сучок называется круглым, а если в пределах от двух до четырех - овальным; при величине отношения двух диаметров более четырех - продолговатым;

по положению в сортименте - пластевые, кромочные, ребровые, торцовые и сшивные; пластевые сучки выходят на широкую сторону сортимента (пласть), кромочные - на узкую сторону (кромку), ребровые - на ребро, торцовые - на торец, сшивной - одновременно на два ребра одной и той же стороны;

по взаимному расположению - разбросанные, групповые, разветвленные; разбросанными называют сучки, расположенные одиночно и отстоящие друг от друга на расстоянии, превышающем ширину сортимента, у широких сортиментов (шириной более 150 мм) расстояние между сучками должно быть не менее 150 мм; разветвленные сучки образуются при наличии двух и более сучков, выходящих из одной мутовки, и характерны чаще для хвойных пород; к групповым относятся два и более сучка независимо от их формы на отрезке длины сортимента, равном его ширине;

по степени срастания с окружающей древесиной ствола - сросшиеся, частично сросшиеся, несросшиеся и выпадающие нёсросшиеся; сросшимся считается сучок, у которого годичные слои не срослись с окружающей древесиной на протяжении менее 1/4 его периметра; у частично сросшихся сучков годичные слои не срослись на протяжении более 1/4, но менее 3 / 4 ; у несросшихся сучков несрос-шаяся часть составляет более 3/4 периметра сучка; сучок, который не имеет срастания годичных слоев с окружающей древесиной и при высыхании может выпадать, называется выпадающим;

по состоянию древесины - здоровые, светлые здоровые, темные здоровые, здоровые с трещинами, загнившие," гнилые, табачные; сучок, имеющий древесину без признаков гнили, называется здоровым; сучок, древесина которого светлая и близка по цвету к окружающей древесине, называется здоровым светлым, а сучок, древесина которого значительно темнее окружающей древесины и обильно пропитана смолой, - здоровым темным; загнившими и гнилыми называются сучки, у которых зона поражения гнилью занимает соответственно менее и более 1/з площади размера сучка; если древесина полностью сгнила и превратилась в массу бурого цвета, которая при надавливании легко выкрашивается, такой сучок называется табачным;

по выходу на поверхность - односторонние и сквозные; односторонние сучки выходят на одну или две смежные стороны сортимента, сквозные - на две противоположные стороны сортимента.

Количество сучков, размеры и их расположение в значительной степени зависят от породы дерева, части ствола и условий произрастания. Стволы светолюбивой породы (сосны) имеют меньше сучков, чем стволы ели. Деревья, выросшие на свободе, очищаются от сучков в меньшей степени и гораздо позднее по времени, чем деревья, выросшие в сомкнутых древостоях. В нижней (комлевой) части ствола находится меньшее количество сучков, чем в вершинной.

Сучки ухудшают внешний вид древесины, нарушают однородность строения, а иногда и целостность, вызывают искривления волокон и годичных слоев, затрудняют механическую обработку. Сучки, особенно кромочные, продолговатые, сшивные и групповые, снижают прочность древесины при растяжении вдоль волокон и изгибе. Табачные сучки указывают на наличие в древесине скрытой внутренней гнили. Второй по значению порок древесины - трещины. Они подразделяются на метиковые, морозные, трещины усушки и отлупные. Возникают в растущем дереве и увеличиваются в срубленной древесине в процессе ее высыхания. Все разновидности трещин нарушают целостность лесоматериалов и в некоторых случаях снижают их механическую прочность.

Метиковые трещины - радиально направленные трещины в ядре, отходящие от сердцевины, не доходящие до коры и имеющие значительную протяженность по длине сортимента. Протяженность мети-ковой трещины может быть более 10 м. В зависимости от расположения в круглых сортиментах подразделяются на простые и сложные. Простая метиковая трещина - одна или две трещины, направленные по одному диаметру и проходящие в одной плоскости по длине сортимента. Две или несколько трещин, расположенные на торце под углом друг к другу, а также одна или две трещины, направленные по одному диаметру, но располагающиеся по длине сортимента в разных плоскостях, - это сложная метиковая трещина.

Отлупная трещина - трещина между годичными слоями, возникающая в ядре или спелой древесине. Формируются в растущем дереве, имеют короткую протяженность по высоте ствола и снаружи не видны.

Морозная трещина - наружные продольные разрезы древесины стволов растущих деревьев. Распространяется вглубь ствола по радиальным направлениям (чаще в комлевой части).

Пороки формы ствола выражаются в различных отклонениях от нормальной формы ствола и формируются в период роста дерева. Кним относят сбежистость, закомелистость, наросты, кривизну, овальность.

Сбежистость представляет собой постепенное уменьшение толщины лесоматериалов или ширины необрезных пиломатериалов на всем их протяжении. Если на каждый метр высоты ствола (длины сортимента) диаметр уменьшается более чем на 1 см, такое явление расценивается как порок. Стволы хвойных пород менее сбежисты, чем лиственные.

Закомелистость - резкое увеличение диаметра комлевой части лесоматериалов и ширины пилопродукции. Сбежистость и закомелистость затрудняют применение лесоматериалов по назначению, увеличивают количество отходов при их распиливании и лущении, раскрое пиломатериалов, обуславливают появление радиального наклона волокон.

Наросты и кривизна часто встречаются на всех породах, особенно на лиственных, затрудняют применение лесоматериалов по назначению и осложняют их переработку. Наросты - местные утолщения ствола, бывают с гладкой поверхностью и правильным строением древесины, а также с неровной поверхностью и свилеватым

строением древесины, которые называются капами. Кривизна - искривление ствола по длине. Различают простую и сложную кривизну, которая характеризуется соответственно одним или несколькими изгибами сортимента.

К порокам строения древесины относят наклон волокон, крень, свилеватость и др.

Наклон волокон (косослой) - отклонение волокон от продольной оси сортимента, приводит к повышенной усушке и короблению. Наклон волокон затрудняет механическую обработку древесины, понижает способность к загибу, а также прочность пиломатериалов при растяжении вдоль волокон и изгибе.

Крень - местное изменение строения древесины хвойных пород. Выражается в кажущемся увеличении ширины поздней зоны годичных слоев. Образуется в сжатой зоне изогнутых или наклонных стволов. Крень повышает твердость древесины и ее прочность при сжатии и статическом изгибе; снижает прочность при растяжении; увеличивает усушку вдоль волокон, вызывая растрескивание и продольное коробление пилопродукции; уменьшает водопоглощение древесины и этим затрудняет ее пропитывание, а также ухудшает внешний вид.

Тяговая древесина наблюдается на торцах в виде дугообразных участков, на радиальных поверхностях - в виде узких полос (тяжей). Она повышает прочность древесины при растяжении вдоль волокон и статическом изгибе, повышает усушку во всех направлениях, особенно вдоль волокон, что способствует появлению коробления и трещин, затрудняет обработку, приводя к образованию ворсистости и мшистости поверхности.

Свилеватость - искривление волокон. Снижает прочность древесины при растяжении, сжатии и изгибе, повышает прочность при раскалывании и скалывании в продольном направлении, затрудняет фрезерование древесины.

Завиток встречается в виде частично перерезанных, скобкооб-разно изогнутых контуров, образованных искривленными годичными слоями. Различают односторонний и сквозной завиток. Снижает прочность древесины при сжатии и растяжении вдоль волокон, а также ударную вязкость при изгибе. Прочность материала заметно снижается при расположении завитков в растянутой зоне опасного сечения. Смоляной кармашек встречается в древесине хвойных пород; может быть односторонним и сквозным, снижает прочность древесины. Вытекающая из смоляных кармашков смола портит поверхность изделий и препятствует их лицевой отделке и склеиванию.

Прорость - частично или полностью заросшая на стволе кора или омертвевшая в результате повреждения древесина; возникает в растущем дереве при зарастании нанесенных ему повреждений и сопровождается развитием засмолка, грибных ядровых пятен и полос ядровой гнили. Нарушает целостность древесины и сопровождается искривлением прилегающих годичных слоев. Прорость бывает открытой и закрытой.

Засмолок - встречается в древесине только хвойных пород. Он существенно не влияет на механические свойства, однако заметно снижает ударную вязкость при изгибе, уменьшает водопроницаемость, затрудняет лицевую отделку и склеивание.

Ложное ядро - темноокрашенная внутренняя часть ствола лиственных безъядровых пород. По форме поперечного сечения может быть округлым, звездчатым и лопастным. Этот порок портит внешний вид, отличается плохой проницаемостью, пониженной прочностью при растяжении вдоль волокон и хрупкостью. У березы ложное ядро легко растрескивается.

Водослой - бывает в виде мокрых, темных пятен различной формы и величины, является причиной растрескивания снижает ударную вязкость и сопровождается гнилью.

Химические окраски в большинстве случаев - следствие окисления содержащихся в древесине дубильных веществ. К ним относятся: продубина, дубильные потеки, желтизна, которые не влияют на физико-механические свойства древесины, а при интенсивной окраске ухудшают внешний вид материалов.

Грибные поражения в древесине возникают при развитии в ней грибов, которые подразделяются на деревоокрашивающие и дерево-разрушающие.

Грибы относятся к простейшим организмам, которые размножаются споровым методом и вегетативно. Растущие деревья и срубленная древесина заражаются спорами - мельчайшими микроорганизмами, которые обладают высокой жизнеспособностью и хорошо приспосабливаются к неблагоприятным условиям. Споры разносятся ветром или водой на значительные расстояния и, попадая через трещины и раны в ствол дерева, начинают развиваться.

На древесине грибы развиваются при определенной влажности (оптимальная - 40-60%) и температуре (оптимальная - 20-30 °С).

В благоприятных условиях споры прорастают и образуют гифы (тонкие нити), которые переплетаются между собой и формируют мицелий гриба или грибницу. Гифы, проникшие в древесину, выделяют ферменты, последние превращают целлюлозу и лигнин в вещества, которые растворяются в воде и усваиваются грибом.

По характеру питания и степени разрушения древесины грибы делятся на два вида. В первом случае грибы питаются лигнином или целлюлозой, что приводит к разрушению клеточной стенки, а следовательно, и всей древесины. Грибы, вызывающие такие изменения в древесине, называются дереворазрушающими. Во втором случае изменяется окраска древесины и лишь частично - ее физико-механические свойства. Такие грибы называются деревоокрашивающими.

Механические свойства древесины, пораженной гнилью, резко ухудшаются, способность сопротивляться нагрузкам полностью утрачивается. Плотность такой древесины снижается в 2-2,5 раза, водопроницаемость увеличивается. Гнилая древесина при высыхании резко коробится.

Деревоокрашивающие грибы питаются запасными органическими веществами (белки, жиры, углеводы), накапливающимися в полостях клеток древесины. Оптимальная температура, при которой происходит развитие распространенного деревоокрашивающего грибка (синевы), - 20-25 С. При температуре 7-8 °С начинается замедление роста грибницы. Необходимая влажность для развития грибов синевы - 22-163%. Оптимальная влажность для грибницы - 33-82%. Пораженная древесина приобретает серую окраску с синеватым или зеленоватым оттенками. Прочность древесины понижается на 7-12%, увеличивается влажность и проницаемость для жидкостей. На такой древесине легко развиваются дереворазрушающие грибы и жуки-точильщики.

Под воздействием деревоокрашивающих грибов в растущем дереве возникают грибные ядровые пятна и полосы, в срубленной древесине - грибные заболонные окраски. На качество древесины эти пороки существенно не влияют, незначительно снижают прочность при ударных нагрузках, портят внешний вид и повышают водопроницаемость древесины.

Ядровая гниль - участки ненормальной окраски ядра, которые по цвету и характеру разрушения подразделяются на пеструю ситовую, бурую трещиноватую и белую волокнистую ядровую гниль. Этот порок существенно влияет на механические свойства материала. В зависимости от размеров поражения древесины гнилью ее сортность снижается вплоть до полной непригодности.

Плесень представляет собой отдельные пятна или сплошной налет зеленого, голубого, черного или другого цвета. На механические свойства древесина она не влияет, но ухудшает ее внешний вид.

. Побурение появляется в срубленной древесине в результате развития биохимических процессов с участием грибов; оно предшествует

заболонной гнили и наблюдается только на свежих разрезах древесины. Побурение мало изменяет прочность материала при статических нагрузках и твердость, но снижает ударную вязкость древесины при изгибе, ухудшает ее внешний вид, а у бука уменьшает водопроницаемость.

Заболонная гниль возникает в сухостойной, валежной и срубленной древесине под воздействием дереворазрушающих грибов, а также при длительном и неправильном хранении. Этот порок снижает прочность материала при статическом изгибе на 22%, при сжатии вдоль волокон - на 20-25%.

Трухлявая наружная гниль резко снижает механические свойства древесины, процесс разрушения может продолжаться не только в непросушенном, но и в относительно сухом материале. Пораженная древесина - опасный источник грибной инфекции для деревянных конструкций и сооружений, поскольку легко распадается на части и растирается в порошок.

Насекомые повреждают преимущественно неокоренные свеже-срубленные лесоматериалы. Некоторые из них проделывают ходы только в коре, а многие углубляются в древесину.

Червоточина в зависимости от глубины проникновения может быть поверхностной (не влияет на механические свойства), неглубокой и глубокой (нарушают целостность древесины и снижают механические свойства). Червоточины способствуют проникновению грибов и развитию гнили.

Изучение пороков древесины

Пороки, встречающиеся в древесине, существенно влияют на характер ее использования, качество мебели и других изделий. Многие пороки древесины не допускаются не только на лицевых, но и на всех поверхностях готовой мебели. Умение определить вид порока, его размер и влияние на качество готовых изделий из древесины является одной из задач товароведа по данной группе товаров.

(Изучение ассортимента древесных материалов и полуфабрикатов При производстве мебели, в строительстве и других отраслях народного хозяйства широко применяются различные древесные материалы и полуфабрикаты - доски, бруски, шпон, клееная, облицованная декоративная фанера, древесностружечные, древесноволокнистые и столярные плиты, гнуто клееные и гнутопропильные детали и др.

Выделяется две большие группы древесных пород: хвойные и лиственные. К хвойным породам принадлежат

Сосна - один из наиболее распространенных и доступных в России сортов древесины. Более распространенной породой является сосна обыкновенная. Сосна имеет прямой ствол, а потому является удобным материалом для строительства. Сосна, произрастающая в северных лесах, отличается наибольшей прямизной ствола. К использованию сосны в строительстве располагает также ее высокая колкость. Среди других ее свойств можно отметить плотную и прочную древесину, сильно пропитанное смолой ядро, в силу чего древесина сосны мало подвержена загниванию. Древесина сосны легкая, что в сочетании с прочностью составляет очень хорошее качество. Ранняя древесина сосны - желтовато-белая (шириной от 20 до 80 годичных слоев), резко отличается от красновато-бурой древесины ядра. Сосна широко используется при изготовлении разнообразных поделок. Сосна обладает свойствами, на которые следовало бы обратить внимание тем, кто собирается с ней работать, а в особенности - тем, кто собирается заниматься резьбой по дереву. Древесина сосны очень колкая и, кроме того, обладает достаточно выраженной полосатой текстурой. Эти два свойства сосны существенно ограничивают ее применение в резьбовых поделках: ее лучше применять при выполнении крупных элементов. Как правило, сосна хорошо режется и пилится, особенно если в сосне мало смолы. Тем не менее нужно помнить, что при высыхании ее колкость увеличивается, а резать ее становится труднее. Поскольку древесина сосны неоднородна (годичные кольца сосны отделены друг от друга древесиной со смоляными ходами), она плохо подходит для выполнения мелких изделий и поделок. Лучше использовать сосну в крупных резьбовых изделиях с крупным рисунком, например, в домовой резьбе.

Ель - по большей части своих характеристик напоминает сосну. Она также является одной из наиболее распространенных и доступных пород. Однако древесина ели легче, в ней больше сучков. Сучки располагаются под прямым углом, а потому на тангенциальном разрезе имеют круглую форму. Сучки иногда бывают настолько твердыми, что о них можно сломать инструмент. В ней содержится меньше смолы, вследствие чего ель быстрее загнивает. Из-за сучковатости древесина ели гораздо хуже поддается обработке. Помимо этого, можно отметить следующие отличительные черты еловой древесины: по сравнению с сосной ель темнеет медленнее, хотя ее окончательный тон от тона сосны не отличается. Только что обструганная древесина ели немного светлее древесины сосны. В отличие от древесины сосны поздняя древесина ели имеет вид светло-бурой полосы, которая постепенно переходит в желтоватую раннюю древесину. Ель, произрастающая на севере, по своим качествам лучше, чем ель, растущая на юге. То же самое можно сказать и о сосне. Очень красивы наплывы на ели, но встречаются они очень редко.

В наших лесах можно встретить два вида кедра : кедр сибирский и кедр корейский. По своим характеристикам кедр несколько уступает сосне. Однако, с точки зрения стойкости, против гниения и растрескивания кедр оказывается более выгодной породой. Кедр хорошо поддается обработке. Древесина кедра имеет розоватый оттенок. Поздняя древесина желтовато-розового цвета, переходит в раннюю постепенно, без резкого контраста. Годичные кольца различаются на всех разрезах. У кедра очень красивая текстура. Используют его в резной скульптуре и при изготовлении других резных и точеных изделий.

Древесина лиственницы
имеет высокие физико-механические свойства. Ее прочность примерно на треть превосходит прочность сосны. Из-за этого она является незаменимым материалом в строительстве. Постеленные полы из лиственницы могут прослужить очень много лет, и здесь трудно обнаружить древесину, превосходящую лиственницу. Кроме того, лиственница мало подвержена гниению. Лиственницу применяют и в мебельном производстве, поскольку она обладает достаточно красивой текстурой. Древесина лиственницы обладает буроватым оттенком. Заболонь узкая, шириной примерно 15-20 годичных слоев. Ядро отличается более темным цветом; переход к заболони резкий. Текстура лиственницы хорошо смотрится после лакирования. Нередко из нее изготовляют шпон для отделки мебели. Древесина лиственницы обрабатывается очень хорошо и как нельзя лучше подходит для изготовления длинных изделий.

ПОРОКИ ДРЕВЕСИНЫ

Пороками древесины называются такие ее повреждения, которые влекут за собой изменения ее внешнего вида, целостности тканей, правильности ее строения и, как следствие, ухудшение ее качества и уменьшение возможностей ее использования. Механические повреждения древесины называют дефектами.

Впрочем, многое зависит от намерений того, кто работает с деревом. Если речь идет не о столярно-плотницких работах, а, например, о резьбе, нужно помнить, что порок дерева может обернуться выгодным свойством, которым сумеет воспользоваться резчик, подходящий творчески к своей работе.

Сучки являются самым распространенным пороком древесины. Недостатки сучковатой древесины следующие: портится внешний вид, затрудняется механическая обработка, снижается прочность (при растяжении вдоль волокон и изгибе). Степень сучковатости древесины необходимо учитывать при выполнении столярно-плотницких работ. Помимо здоровых сучков на древесине могут попадаться и сучки гнилые. В зависимости от степени загнивания такие сучки подразделяют на загнившие (гниль поразила менее 1/3 сучка), гнилые (гниль поразила не менее 1/3 сучка) и табачные (выгнившую древесину частично или полностью заменила рыхлая бурая или белесая масса). Нужно учитывать, что загнившие сучки не только понижают прочность древесины, но и могут оказаться причиной постепенного загнивания всей деревянной заготовки.

В зависимости от формы, количества, размеров и причин возникновения выделяется несколько видов трещин. Метик - это внутренние продольные трещины, отходящие от сердцевины. Подобные трещины появляются в дереве, когда оно еще не срублено, а после рубки, по мере высыхания, увеличиваются.

Трещины:

метиковые

отлупные

трещины усушки

Морозные трещины (морозобоины) также возникают в растущем дереве, о чем можно судить по специфическим разрастаниям древесины и коры. Такие трещины могут проходить через весь сортимент. Это необходимо учитывать, так как концы трещины могут располагаться в разных плоскостях, а следовательно, сама трещина может быть изогнутой, "не плоской".

Отлупными трещинами (отлупами) называют трещины, образующиеся между годичными слоями. Эти трещины также возникают в растущем дереве и увеличиваются в процессе сушки.

Трещины усушки - это трещины, появляющиеся в уже срубленном дереве в процессе его высыхания. Их появление обусловлено напряжениями внутри древесины. По своим размерам трещины усушки несколько меньше перечисленных выше трещин, однако и они могут достигать в длину одного метра.

Среди пороков формы ствола следует отметить сбежистость, наросты и кривизну.
Сбежистостью называют уменьшение диаметра ствола к его вершине или верхнему отрубу, превышающее 1 см на 1 пог. м. Сбежистость увеличивает количество отходов при обработке пиломатериалов и уменьшает их прочность. Последнее происходит потому, что при распиливании материалов вдоль волокон целостность значительной их части нарушается.

Нарост - утолщение ствола, имеющее свилеватую древесину. Наросты образуются на всех породах древесины, но чаще всего встречаются на древесине лиственных пород. Обработка древесины из-за наростов усложняется. Однако наросты обладают очень красивой текстурой, а потому могут использоваться в отделке мебели и художественных изделий, прежде всего в качестве облицовочного шпона. Наибольшей ценностью обладают наросты карагача, ореха и ильма.

Кривизна - это искривление дерева по оси. Кривизна круглых лесоматериалов увеличивает количество отходов при их обработке, а также приводит к тому, что в пилопродукции и шпоне появляется радиальный наклон волокон.

Пороки строения древесины , как правило, также затрудняют обработку и делают древесину практически непригодной для столярных работ. В то же время пороки строения древесины обладают определенной декоративной ценностью. Другими словами, мы снова сталкиваемся с одной и той же ситуацией: недостаток, в зависимости от вида работы и ее целей, часто может обернуться положительным качеством. Об этом никогда не следует забывать, особенно тем, кто хочет стать разносторонним мастером.

Мы остановимся на таких пороках, как свилева-тость, наклон волокон, завиток, смоляной кармашек. Существуют и другие пороки; желающих подробнее узнать о них мы отсылаем к специальной литературе, тем более что они представляют сугубо специальный интерес, а знание о них вряд ли может пригодиться столяру или резчику по дереву.

Пороки строения ствола:

Наклон волокон;

Крень

Свилеватость - это извилистое или беспорядочное расположение волокон древесины, из-за которого понижается прочность древесины при изгибе, сжатии и растяжении. " " -

Наклон волокон представляет собой непараллельное расположение волокон древесины по отношению-к ее оси. При так называемом тангентальном наклоне волокон смоляные ходы, сердцевинные лучи, а также трещины в дереве оказываются как бы перекрученными и идут не строго вдоль бревна. Танген-тальный наклон волокон является причиной усиления усушки и коробления древесины.

Завиток - это местное искривление годичных слоев, как правило, обусловленное наличием сучков.

Смоляной кармашек - это заполненная смолой полость внутри годичного слоя. Этот порок древесины встречается у хвойных пород, чаще всего у ели. Он негативно влияет на внешний вид древесины, ее прочность, способность к склеиванию, а также мешает ее лицевой отделке.

При поражении древесины грибами она начинает гнить или меняет свой цвет. Нужно заметить, что далеко не все грибковые поражения очень опасны для древесины. Так, существуют грибковые поражения, которые изменяют лишь цвет древесины; они не влияют на механические свойства древесины, но портят ее внешний вид и повышают водопроницаемость, а также могут разрушать клеи и лаки. Следовательно, ряд грибковых поражений представляет опасность прежде всего для внешнего вида древесины и изделий из нее. Однако в значительном числе случаев изменение окраски свидетельствует о начале загнивания. Для использования пораженная гнилью древесина не пригодна.

Грибком может поражаться как растущее дерево, так и срубленная древесина.
Нужно помнить, что пораженная грибком древесина является опасным источником заражения. Поэтому рекомендуется внимательно просматривать древесину перед тем, как сложить ее для хранения.

Опасность повреждения древесины насекомыми угрожает в основном свежесрубленной древесине. Однако насекомые могут повредить и сухую древесину в изделиях.

Разновидности сучков: а - круглый; б - овальный; в - продолговатый; г - пластевой; д - кромочный; е - ребровый; ж - сшивной; з - групповые; и - разветвленные

: I - пластевые; II - кромочные; III - торцевые; а - метиковые; б - морозные; в - трещины-усушки; г - отлупные

: а, в - изменение формы поперечного сечения брусков с различным расположением слоев на торце; б - то же, досок (серцевинной и боковой); г - продольная покоробленность; д - крыловатость.

Согласно ГОСТ 2140-81 все пороки разделены на девять групп:

1 - сучки;
2 - трещины;
3 - пороки формы ствола;
4 - пороки строения древесины;
5 - химические окраски;
6 - грибные поражения;
7 - биологические повреждения;
8 - инородные включения, механические повреждения и пороки обработки;
9 - покоробленности.

В каждую группу входят несколько видов пороков, для некоторых пороков указаны их разновидности. Часть пороков характерна только для круглых лесоматериалов (брёвен и др.), другие пороки свойственны только пилопродукции (доскам, брусьям, заготовкам) или шпону. Есть пороки, которые встречаются у двух или всех трёх классов сортиментов.

Сучки

Наиболее распространённый порок - сучки . Они представляют собой части (основания) ветвей, заключённые в древесине сортимента. По степени зарастания сучки различают только в круглых лесоматериалах, выделяя два вида: открытые, т.е. выходящие на боковую поверхность сортимента, и заросшие, обнаруживаемые по вздутиям и другим следам зарастания на боковой поверхности.

По форме разреза сучки (в пилопродукции и шпоне) делятся на круглые , овальные и продолговатые . Круглый сучок образуется в том случае, если основание ветви разрезают под большим углом к продольной оси так, что отношение большего диаметра сучка к меньшему не превышает 2. Круглый сучок может быть обнаружен на тангенциальной поверхности сортимента. Овальный сучок образуется, когда основание ветви разрезают под углом к её продольной оси так, что отношение большего диаметра сучка к меньшему равно 2 - 4. Продолговатый сучок образуется при разрезании основания ветви вдоль или под малым утлом к её оси, если отношение большего диаметра к меньшему превышает 4. Продолговатый сучок в виде суживающейся к сердцевине полосы или сильно вытянутого овала может быть обнаружен на радиальном или близком к нему разрезе.

По положению в пиленом сортименте различают пластевые , кромочные , ребровые , торцовые и сшивные сучки . Пластевые сучки выходят на широкую сторону (пласть), кромочные - на узкую сторону (кромку), ребровые - одновременно на смежные пласть и кромку, торцовые - на короткую сторону (торец) сортимента. Если сучок пронизывает всю пласть или кромку и выходит на два ребра, его называют сшивным.

Кроме того, в пилопродукции выделяют сучки: односторонние , выходящие на одну или две смежные стороны сортимента, и сквозные , выходящие на две противоположные стороны сортимента.

По взаимному расположению в пиленом сортименте различают разбросанные , групповые и разветвлённые сучки . Разбросанными называются любые одиночные сучки, отстоящие друг от друга по длине сортимента на большее расстояние, чем его ширина. У широких сортиментов (шириной более 150 мм) расстояние между сучками должно быть не менее 150 мм. Групповыми называются два или более круглых, овальных или ребровых сучка, расположенных на отрезке длины сортимента, равном его ширине. У широких сортиментов этот отрезок должен быть равен 150 мм. При мутовчатом расположении ветвей, особенно характерном для сосны и лиственницы, образуются разветвлённые (старое название - лапчатые) сучки. Они обнаруживаются на радиальных или близких к ним разрезах и включают два продолговатых сучка одной мутовки или один продолговатый в сочетании с овальным или ребровым сучком одной мутовки (между ними может быть и третий - круглый или овальный сучок).

В пилопродукции и строганом шпоне размеры сучков определяют одним из двух способов:

по расстоянию между двумя касательными к контуру сучка, проведёнными параллельно продольной оси сортимента;
по наименьшему диаметру сечения сучка.

Трещины

Метиковые трещины представляют собой внутренние радиальные трещины в стволах деревьев. Встречаются они у всех пород, особенно часто у сосны, лиственницы, бука преимущественно в перестойных древостоях. Протяженность трещины по стволу достигает 10 м и более, иногда трещина от комля доходит до живой кроны. В круглых лесоматериалах метиковые трещины заметны только на торцах (лучше на комлевых), так как, начинаясь от сердцевины, они до коры не доходят и на боковой поверхности не видны. В пиломатериалах эти трещины обнаруживаются как на торцах, так и на боковых поверхностях. Простой называется метиковая трещина (или две трещины, направленные по одному диаметру торца), расположенная в одной плоскости по длине сортимента. Сложными называются две или несколько трещин, направленных на торце под углом друг к другу, а также одна или две трещины, направленные по одному диаметру, но из-за спирального расположения волокон находящиеся не в одной плоскости. Метиковые трещины возникают в процессе роста дерева. Существует мнение, что трещины образуются и при валке дерева от ударов о землю. При высыхании древесины размеры трещины увеличиваются. Метиковые трещины представляют собой не сплошные, а прерывистые разрывы по длине сортимента.

Если трещины распространяются на глубину менее 1/10 толщины сортимента (но не более 7 см для круглых лесоматериалов и 5 мм для пилопродукции), они называются неглубокими , если на большую глубину (но не имеют второго выхода на боковую поверхность) - глубокими . Сквозными называются трещины, выходящие на две боковые стороны или на два торца сортимента, а также отлупные трещины, выходящие в двух местах на одну сторону сортимента (могут образовать желобок). В шпоне трещины шириной менее 0,2 мм называются сомкнутыми , а более широкие - разошедшимися .

Наименьшее снижение прочности из-за трещин наблюдается при сжатии вдоль или поперёк волокон, наибольшее - при растяжении поперёк волокон, если трещина расположена в плоскости, перпендикулярной направлению действия усилия, а также при скалывании, если трещина совпадает с плоскостью скалывания. При изгибе наибольшее отрицательное влияние оказывает трещина, перпендикулярная направлению изгибающего усилия и расположенная в нейтральной плоскости. Здесь нормальные напряжения отсутствуют, но касательные напряжения максимальные и снижение прочности пропорционально уменьшению площади, работающей на скалывание. По данным, трещины не оказывают влияния на модуль упругости при растяжении и сжатии вдоль волокон, но сильно снижают модуль упругости при статическом изгибе в том случае, когда плоскость трещины перпендикулярна направлению изгибающего усилия.

Пороки формы ствола

Наросты. Так называют местные утолщения ствола. Они могут быть с гладкой или бугристой окоренной поверхностью и спящими почками (капы). Иногда капы можно отличить от сувелей по наличию на них побегов. Наросты образуются в результате неблагоприятного воздействия грибов, бактерий, вирусов, химических агентов, радиации, механических повреждений и т.п. Особенности формирования наростов, обусловленные нарушением ростовых процессов. На продольном разрезе сувеля годичные слои изогнуты и повторяют наружные очертания нароста. Для капов характерно свилеватое строение древесины. У хвойных пород образуются преимущественно сувели, у лиственных - наросты обоих типов. Свилеватость древесины капов и наличие в ней многочисленных следов спящих почек создает очень красивую текстуру на разрезах. Особенно декоративна текстура капов грецкого ореха. Прикорневые капы часто достигают значительных размеров.

У ореха и берёзы они могут весить сотни килограмм, а иногда и больше тонны. На стволах карельской березы часто образуются шаровидные утолщения с характерной текстурой. Древесина сувелей имеет большую усушку вдоль волокон (от 0,5 до 1,0 %), низкий модуль упругости и малую прочность при сжатии вдоль волокон. Древесина капов более плотная и твёрдая, чем нормальная стволовая древесина, и имеет менее выраженную анизотропию. Наросты измеряют по длине и ширине. Они затрудняют использование круглых лесоматериалов и осложняют их переработку, однако древесина капов высоко ценится как материал для художественных поделок и сырьё для облицовочного строганого шпона.

Пороки строения древесины

Неправильное расположение волокон и годичных слоёв

Наклон волокон на тангенциальной поверхности пиломатериалов может не быть связан со спиральным расположением волокон в стволе дерева, а возникнуть в результате распиловки прямо-волокнистой доски (бруса) на мелкие детали при направлении резов под углом к продольной оси исходного сортимента. У такого порока в отличие от природного тангенциального наклона волокон одинаковые углы наклона волокон на противоположных сторонах сортимента.

Радиальный наклон волокон наблюдается при перерезании годичных слоёв на радиальной или близкой к ней поверхности пиломатериала. Указанная разновидность наклона волокон (по старой терминологии - искусственный косослой) получается при распиловке сильно сбежистых, закомелистых и кривых брёвен. Если резы пилы проходят параллельно продольной оси бревна, то годичные слои и, следовательно, волокна на радиальной поверхности пиломатериала оказываются под углом к ребру сортимента. В этом случае на тангенциальной поверхности пиломатериалов, а также на лущёном шпоне видны близко расположенные границы годичных слоёв.

Чем больше наклон волокон, тем сильнее снижается прочность древесины. Наибольшее снижение прочности наблюдается при растяжении вдоль волокон, заметно снижается прочность при статическом изгибе; наименьшее влияние оказывает этот порок на прочность при сжатии вдоль волокон. По данным наклон волокон, равный 12%, вызывает снижение предела прочности сосны при сжатии вдоль волокон на 3 %, при статическом изгибе на 11 %, а при растяжении вдоль волокон на 14 %. Модуль упругости также существенно снижается при увеличении наклона волокон, особенно при сжатии вдоль волокон.

Тяговая древесина. Этот порок строения древесины лиственных пород по происхождению родственен крени, но в отличие от крени он образуется в верхней (растянутой) зоне искривлённых или наклонённых стволов и ветвей некоторых пород (бук, тополь и др.). У бука после валки дерева тяговая древесина может быть обнаружена по более светлой окраске с серебристым или перламутровым оттенком. Под действием света, воздуха, а также в результате удаления влаги при сушке тяговая древесина окрашивается в более тёмный коричневый цвет.

Внутренняя заболонь

Двойная сердцевина в стволе сосны

Пасынок

Сухобокость

Разновидности прорости: а - открытая; б - закрытая

Рак сосны

Кармашки

Нерегулярные анатомические образования

Внутренняя заболонь. В древесине у дуба, ясеня (иногда и у других лиственных пород) в зоне ядра могут образовываться несколько смежных годичных слоёв, похожих на заболонь по цвету и другим свойствам. В круглых сортиментах на торцах среди тёмноокрашенной древесины ядра бывает заметно одно или несколько разной ширины колец светлого цвета. В пиломатериалах на радиальных или близких к ним поверхностях видны ровные светлые полосы. На тангенциальных поверхностях внутренняя заболонь наблюдается в виде более или менее широкой полосы, которая при перерезании годичных слоёв выклинивается. Внутренняя заболонь образуется вследствие нарушения нормальной деятельности камбия, которое вызвано морозами.

Пасынок и глазки. В эту подгруппу включены очень крупные или, наоборот, крайне малые сучки.

Глазки - это следы не развившихся в побег спящих почек, которые обнаруживаются в пилопродукции и шпоне. Диаметр глазков не более 5 мм. Различают глазки разбросанные и групповые (три глазка и более на расстоянии друг от друга менее 10 мм). Кроме того, в шпоне выделяют светлые, почти не отличающиеся по цвету от окружающей древесины, и тёмные глазки. При наличии разбросанных глазков определяют их число, а при наличии групповых - ширину занимаемой ими зоны. В мелких сортиментах глазки, особенно находящиеся в растянутой зоне опасного сечения, снижают прочность при статическом изгибе и ударную вязкость.

Раны

Сухобокость. Так называется наружное одностороннее омертвление ствола. Лишенный коры углубленный участок вытянут по длине сортимента, по краям имеет наплывы (рис. 1). Этот порок встречается у всех пород; образуется он вследствие обдира, ушиба, ожога или перегрева коры растущего дерева. У хвойных пород сухобокость сопровождается повышенной смолистостью. В области сухобокости часто появляется заболонная грибная окраска; ядровые окраски и гнили в этом случае смещены в наружные зоны древесины. В круглых сортиментах порок измеряют по глубине, ширине и длине. Сухобокость изменяет правильную форму круглых сортиментов, вызывает завитки и нарушает целостность древесины у мест наплывов, снижает выход пиломатериалов и шпона.

Различают прорость открытую , выходящую только на боковую поверхность любого сортимента или на боковую поверхность и торец, и закрытую , которая обнаруживается только на торцах круглых лесоматериалов и пилопродукции. Открытая прорость имеет ширину менее 2 см, что позволяет отличать её от более широкой раны - сухобокости.

В пилопродукции и шпоне среди открытых проростей выделяют одностороннюю, выходящую на одну или две смежные боковые стороны сортимента, и сквозную, выходящую на две противоположные боковые стороны сортимента.

Кроме того, в шпоне могут быть ещё такие разновидности проростей: сросшаяся - след от закрытой прорости в виде вытянутого участка (шва) свилеватой древесины; светлая - прорость, близкая по цвету к окружающей древесине, и тёмная - прорость, содержащая включение коры или значительно отличающаяся по цвету от окружающей древесины.

В круглых лесоматериалах открытую и закрытую прорости измеряют по наименьшей толщине сердцевинной вырезки (доски), в которую она может быть вписана. В пиломатериалах прорости измеряют по глубине, ширине, длине, а также учитывают их число в штуках на 1 м длины или на всю сторону сортимента, в шпоне - измеряют по длине и учитывают число в штуках на 1 м2 или на всю площадь листа.

Ненормальные отложения в древесине

Порок измеряют по длине, ширине и глубине или площади засмолённого участка. Засмолённая древесина имеет значительно меньшую водопроницаемость, влаго- и водопоглощение, но большую плотность и пониженную ударную вязкость; теплота сгорания пропитанной смолой древесины по данным увеличивается (на 30 % при смолистости 45 %). Засмолённая древесина имеет повышенную стойкость к загниванию, но плохо отделывается и склеивается.

Кармашек. Этот порок, который назывался ранее смоляным кармашком, представляет собой полость внутри или между годичных слоёв, заполненную смолой или камедями. Такие смоловместилища встречаются у хвойных пород, содержащих смоляные ходы в древесине, особенно часто у ели. На торцах видны дугообразные трещины - луночки, плоской стороной обращённые к центру ствола, а выпуклой - к его периферии (рис. 1). На тангенциальной поверхности кармашки представляют собой углубления в виде овала, вытянутого в продольном направлении; на радиальном разрезе они имеют вид коротких щелей.

Водослой. Это участки ядра или спелой древесины с повышенной влажностью в свежесрубленном состоянии. Порок встречается в комлевой части ствола как у хвойных пород (у сосны, кедра и особенно часто у ели и пихты), так и у лиственных (осины, ильма, тополя и др.).

Причины образования водослоя окончательно не установлены. Некоторые исследователи считают, что этот порок в древесине ильма, тополя, пихты и некоторых других пород вызывается деятельностью бактерий. В ряде работ возникновение водослоя связывают с проникновением дождевой воды через незаросшие сучки. Один из учёных высказывает предположение о грибной природе водослоя у осины, в которой механические свойства снижаются в среднем на 10% (особенно заметно падает ударная вязкость). Водослойная древесина отличается от здоровой повышенной усушкой и разбуханием. Замечено повышение предела гигроскопичности. Водослой затрудняет пропитку древесины антисептиками. Повышенная способность к водопоглощению может служить причиной утопа при сплаве. Согласно исследованиям, образование водослоя у ели и сосны связано с перенасыщенностью почвы влагой. Отмечается значительная хрупкость водослойной древесины указанных пород. Наличие трещин в центральной зоне водослоя у растущих деревьев и образование трещин при подсыхании срубленной древесины снижает выход высококачественных пиломатериалов.

Древесины - все эти изъяны достаточно сильно снижают качество материала. Естественно, что использовать в каких-либо строительных целях такое сырье уже не получится. По этой причине необходимо знать, какие бывают недостатки у древесины, а также какие из них и как можно исправить.

Общее описание дефектов

Для начала стоит разобраться с тем, что, в принципе, классифицируется, как дефект древесины. Это различного рода недостатки, которые возникают на материале из-за воздействия на него погодных условий, механических усилий, наличие биологических вредителей или любых других факторов.

Также стоит отметить, что эти изъяны не всегда необходимо устранять, все зависит от той цели, для которой используется материал. Конечно, в деревообработке такие пороки ухудшают качество и усложняют процесс обработки. В резьбе по дереву, к примеру, некоторые изъяны вовсе не мешают работе, а по художественным замыслам могут быть еще и частью узора.

По этим причинам любому человеку, который планирует работать с деревом, необходимо знать, какие могут быть у материала дефекты, какие из них опасны, а какие нет. Для начала стоит разобраться с общей классификацией дефектов древесины:

сучки и трещины;
недостатки в форме и в строении ствола;
биологические и грибковые изъяны;
инородные включения или химический окрас;
механические повреждения, покоробленность и т. д.

Тут важно отметить, что к механическим изъянам относят не только те, что были у дерева изначально, но и те, которые могут возникнуть во время обработки, транспортировки, сортировки и т. д.

Первый тип изъяна: сучки

Для начала необходимо определиться с тем, что же это такое. Сучки - это части ветвей, а точнее их основания, заключенные в древесине. Однако не все так просто. На сегодняшний день известно семь различных типов такого недостатка. Виды дефектов древесины:

Первый вид отличается своим положением. Они могут быть пластевыми, то есть выходящими на пласть доски или бруса. Могут быть кромочными, то есть располагаться на кромке доски, могут быть также ребровыми или торцевыми. Если сечение сучка идет через всю полость и присутствует сразу на двух торцах, то это сшивной.
Отличаться они могут, естественно, по своей форме. Различают круглые, овальные или продолговатые.
Отличается также и степень зарастания. Могут быть либо заросшими, либо открытыми.
Отдельно выделяется также и степень срастания. Могут быть как полностью сросшимися, так и частично. Бывают также и выпадающий тип. Это значит, что с окружающей древесиной сучок практически не соединен.
Они могут быть также односторонними или сквозными.
В зависимости от состояния древесины изменяется и состояние сучков.

Дефекты и пороки древесины для качества пиломатериалов - это злейшие враги. Иногда сучки довольно трудно определить. К примеру, роговой тип отличается тем, что само по себе дерево здоровое, но некоторые участки сильно пропитываются смолой и дубильными веществами. Из-за смолы они имеют более темный цвет, а также повышенную прочность. Однако если просушить изделие с таким изъяном, то сучок просто выпадет и образуется отверстие.

Могут быть также ослабленные сучки. Это значит, что вокруг них дерево все еще здоровое, но вот сами они уже начинаю гнить. На этой стадии сучок все еще может быть достаточно твердым и сохранять свою структуру, но его окрас уже заметно изменен. Рыхлый тип сучка означает, что материал вокруг здоров, а вот определенный участок либо полностью, либо пока еще частично потерял свою структуру и уже слишком мягкий. Последний тип - это табачный сучок, который полностью потерял свою твердость и структуру, приобрел ржаво-бурый цвет, который напоминает табак и при прикосновении практически сразу превращается в порошок.

Второй тип: трещина

Трещина - это разрыв волокон древесины вдоль их расположения. Так же, как и сучки, они разделяются на несколько видов. Отличаются они по своему положению, глубине, ширине и по типу.

Такой дефект древесины, как трещина, может быть метикового типа. Характеризуется этот вид тем, что одна или же несколько трещин проходят внутри ствола через его сердцевину в радиальном направлении, но не затрагивают периферию. Чаще всего такие трещины проходят вверх от комля. Кроме того, во время сушки они обычно еще сильнее увеличиваются в размерах.

Могут возникать морозные трещины. Они характеризуются тем, что проходят также в радиальном направлении, но уже из заболони в само ядро ствола. Есть такой дефект древесины, который называется трещиной усушки. Это означает, что из-за неравномерного просушивания материала появились трещины, которые будут увеличиваться, проникая вглубь пиломатериала.

Изъяны по форме ствола

В этом случае все изъяны носят природный характер и возникают в процессе неправильного роста дерева. Они также могут быть нескольких разных типов.

Первый дефект древесины этого вида называют закомелистостью. Под этим подразумевается резкое и непропорциональное увеличение диаметра комлевой части круглых пиломатериалов. Еще один недостаток - это сбежистость. Это означает, что древесина, наоборот, неравномерно и не по правилам уменьшается в размерах, а точнее в диаметре. Принято считать, что нормальное усыхание дерева составляет 1 см на 1 м пиломатериала. Если значение превышается, то это изъян.

Еще один неприятный недостаток - это нарост. Так называется резкое утолщение на стволе дерева. Форма и размеры таких наростов могут быть самые разные. Чаще всего такой порок встречается у деревьев, относящихся к лиственным породам. Естественно, что к дефектам древесины этого вида относится и кривизна. Под этим понимают искривление оси пиломатериала. Из-за этого недостатка при обработке значительно увеличивается количество отходов.

Продольные углубления в комлевой части ствола называют ройками. Если провести распил в такой части древесины, то он будет иметь вид звезды, а расположение годичных колец будет волнистым. Чаще всего пиломатериал, полученный из такого дерева, практически весь уходит в отходы. Это обусловлено тем, что материал будет слишком сильно коробиться, а прочность будет сильно снижаться.

Строение дерева

Довольно часто происходит так, что пороки и дефекты древесины кроются в самом его строении. К тому же, их довольно много.

Может произойти неправильный наклон волокон дерева. Это означает, что некоторые волокна идут не параллельно продольной оси ствола. Такой наклон может быть радиального или же тангенциального типа, в зависимости от того, какой угол. Наличие такого недостатка значительно затрудняет процесс раскалывания, а также механическую обработку.

Еще один недостаток достаточно часто встречается у лиственных пород и заключается в том, что значительно и локально увеличивается ширина годичных слоев дерева. Возникновение такой проблемы приводит к тому, что необходимо более тщательно сушить пиломатериал, а это чревато появлением трещин.

Случается и так, что волокна располагаются по винтовой дуге по отношению к продольной оси материала. Это называют косослой. Тут можно отметить, что он может быть как естественного происхождения, так и искусственного, если неправильно просушить лесозаготовку. Чаще всего при возникновении такого порока и дефекта древесины ее сильно коробит, что значительно затрудняет обработку и увеличивает количество отходов. Кроме того, резать такую древесину гораздо сложнее.

Иногда возникает такая вещь, как смоляной кармашек. Встречается у древесины хвойных пород. Так называют образование небольших полостей между волокнами материала, которые заполнены смолой. Из-за их возникновения ухудшается прочность и затрудняется обработка.

Дефекты от вредителей и пороки древесины: описание грибков

Многие знают, что в процессе роста дерева внутри его структуры может возникать грибок. Естественно, это является недостатком. Все дело в том, что грибок является низшей формой. Это означает, что сам по себе он не способен производить питательные вещества для своей жизнедеятельности. Он получает их, высасывая из дерева. В настоящее время все виды грибков разделяют на два вида: деревоокрашивающие и дереворазрушающие.

Если говорить о первой группе, то сюда можно отнести тех вредителей, которые вызывают грибные ядровые пятна или же заболонные грибные окраски. Второй вид грибов еще опаснее, так как следствием их воздействия на древесину является гниль. Можно также добавить, что некоторые недостатки вызваны воздействием на пиломатериал сразу обоих видов грибка. Наиболее благоприятной средой для их развития является температура 15-20 градусов по Цельсию и от 30 до 60 % влажности. При воздействии температуры в 60 градусов грибки погибают.

Стоит обратить особое внимание на заболонные грибные окраски. Тут важно отметить, что на механических показателях древесины этот недостаток никак не сказывается. Однако сильно ухудшается внешний вид заготовки. Кроме того, наличие таких грибков на пиломатериале всегда вызывают дефекты при лакировании древесины. То есть при попытке покрасить или лакировать изделие, слои будут разрушаться при соприкосновении с грибками. С плесенью и гнилью все достаточно хорошо знакомы. Здесь понятно, что при наличии таких изъянов дерево чаще всего становится просто непригодным для применения.

Устранение сучков и трещин

Стоит сказать, что на самом деле образование сучков не так уж и страшно, как может показаться на первый взгляд. Небольшие сросшиеся сучки и вовсе не доставят хлопот. Крупные и плохо держащиеся, скорее всего, просто выпадут со временем. После этого, однако, останется отверстие, возможно, сквозное, которое придется устранить.

Заделка дефектов в древесине в таком случае достаточно простое. Необходимо высверлить отверстие в заготовке, в том месте, где выпал сучок, но при этом сделать его на несколько миллиметров больше. Из доски с такой же толщиной и структурой вырезают подходящего размера "заглушку", вставляются ее в отверстие и приклеивают при помощи столярного клея. Здесь остается лишь добавить, что вокруг некоторых сучков может быть что-то вроде черной линии. Это значит, что древесина поражена гнилью, которая будет распространяться и далее. Такой материал лучше не использовать вовсе.

Трещины - дефекты древесины. Способы их устранения существуют разные. Итак, может быть несколько путей решения проблемы. Если трещина мелкая, то ее можно просто состругать или же зашпаклевать. Если трещина достаточно большая, то в настоящее время на рынке строительных материалов можно приобрести специальный герметик, которым можно склеить заготовку. Естественно, что это не обычный герметик. Первое, чем он значительно отличается - это прочностью при сжатии. Благодаря этому при деформациях пиломатериала под влиянием высокой температуры вещество не выдавливается из трещины.

Червоточины и засмолки

Устранение дефектов древесины, таких как червоточины и засмолки, также реально. Что касается первой проблемы, то это ходы, которые проделывают в массиве насекомые-древоточцы. Обнаружить их деятельность достаточно легко, так как на поверхности будут видны небольшие отверстия.

Вся проблема кроется в том, что повреждения могут быть незначительными и тогда они никак не мешают работе, а могут быть достаточно серьезными, что приведет к полному отказу от такой заготовки. Определить, какой тип повреждения, может лишь профессионал. Если такие отверстия обнаруживаются в заготовках пиломатериала, то лучше не покупать их вовсе. Если же они обнаружились в стенках, к примеру, деревянного дома, то необходимо сразу вызвать специалиста, который сможет обработать строение хорошими антисептиками. Медлить с этим нельзя, так как эти насекомые очень быстро размножаются.

Засмолки чаще всего возникают в тех местах, где древесины была повреждена инструментом. Это сильно снижает ее прочность и ухудшает эксплуатационные характеристики. Избавиться от этого недостатка никак нельзя, если он появился. Это значит, что нужно быть аккуратным при обработке древесины, чтобы они не появлялись вовсе. Это будет лучшим решением.

Устранение грибков

Единственный верный способ защитить древесину от этих вредителей - это обработка антисептическими средствами.

Тут очень важно отметить, что начинать покрывать средства защитными средствами нужно еще до транспортировки на место строительства. Все дело в том, что при подходящих условиях буквально за пару часов поверхность может покрыться синевой. Это значит, что появился грибок. Прочностные показатели он не снизит, но внешний вид сильно испортит.

Можно устранить, если использовать специальный хлорсодержащий состав в качестве отбеливателя. Чтобы защитить древесину во время перевозки, используются специальные "транспортные" антисептики. Срок их действия от 2 до 8 месяцев, а стоит они довольно дешево.

Использовать составы для защиты с достаточно длительным сроком действия необходимо после того, как материалы доставлены на участок либо строение уже возведено. Важно отметить, что заготовки должны быть хорошо очищены и просушены, прежде чем можно будет их обрабатывать. Еще один важный момент заключается в том, что в повышенной защите от грибка нуждается черновой пол или лаги, который часто контактируют с влагой. Здесь нужно использовать трудновымываемый консервирующий антисептик.

Минусом станет то, что структура пиломатериала приобретет зеленоватый оттенок, однако лучшей защиты не найти. Если этого не сделать, то доски просто прогниют и защиты от этого уже не будет никакой. Еще один важный момент заключается в том, что обрабатывать стоит не только фасад здания. Проводить такие же действия по защите нужно и внутри строения, иначе все работы по защите снаружи окажутся напрасными.

Механические недостатки и инородные включения

Случается и так, что возникают дефекты при сушке древесины. Это называют покоробленностью. Это означает, что во время распила, сушки, раскроя или хранения у заготовки сильно изменилась первоначальная форма. Из-за этого сильно затрудняется обработка древесины, так как ее форма становится обычно слишком искривленной. В общем же, механические повреждения - это те изъяны, которые уже возникают вследствие взаимодействия человека на заготовки из древесины.

Сюда можно отнести пороки, которые возникают во время резки. На древесине могут появиться ожоги, резчик может случайно порезать заготовку в ненужном месте и т. д. Наличие таких дефектов сильно усложняет работу резчика, так как при обработке потребуется оставлять больше материала на припуски. Естественно, это повышает количество отходов и уменьшает количество пригодного материала. Дефекты обработки древесины чаще всего приводят к тому, что приходится отказываться от ее использования.

Что касается инородных включений, то под этим подразумевают наличие внутри структуры заготовки камней, песка, стекла, гвоздей и прочего. Хотя здесь справедливо будет сказать, что за исключением гвоздей, со всем остальным приходится сталкиваться довольно редко. Наличие таких включений влечет за собой не только усложнение процедуры обработки, но и риск испортить инструмент при работе. К тому же, наличие таких включений, как гвозди вызывает изменение цвета вокруг места их расположения. Обычно это приводит к тому, что такие участки просто приходится вырезать.

Как видно, дефектов обработки древесины достаточно много. Однако некоторые из них можно достаточно легко устранить, а появление некоторых можно просто не допускать. По этим причинам этот материал все еще распространен и широко используется.