Глава 4

СЛОВО О ДЕРЕВЕ

Все породы деревьев подразделяют на хвойные и лиственные (единой классификации пород деревьев в мире не существует - во многих странах она отличается от принятой у нас). Свойства древесины определяются ее строением. Поэтому для правильной обработки этого природного материала, а также для идентификации отдельных древесных пород это надо знать и учитывать.

Древесина имеет волокнистое строение В ней выделяют три главных среза: поперечный, или торцовый, - поперек волокон (1); радиальный - вдоль оси ствола (2) и тангенциальный - по плоскости вдоль ствола, отстоящий на любом расстоянии от оси (3).

В центральной части ствола по всей его длине расположена сердцевина. Диаметр сердцевины у хвойных пород - 2-3 мм, у некоторых лиственных кустов может достигать 8-10 мм.

Древесина нарастает вокруг сердцевины концентрическими окружностями - годичными слоями, которые имеют неоднородное строение. Различается ранняя (ближе к сердцевине) и поздняя (ближе к коре) древесина.

Ранняя нарастает весной и в начале лета, когда в почве много влаги; поздняя - в конце лета и осенью. Ранняя часть годичного слоя более светлая (у хвойных пород) или более пористая (у лиственных), чем поздняя. Ширина годичных слоев зависит от возраста дерева, условий роста, породы. Они хорошо различаются почти у всех хвойных и некоторых лиственных пород.

Древесина обычно имеет светлый цвет. Но у одних пород она однородна (ольха, береза, граб), у других - более темная в центральной части (дуб, лиственница, сосна). Темная часть ствола - это ядро, светлая периферическая - заболонь. Ядро древесины состоит из мертвых, заболонь - из живых клеток.

На поперечном разрезе древесины имеются светлые, часто блестящие, направленные от сердцевины к коре линии - сердцевинные лучи, которые могут быть очень узкие, невидимые невооруженным глазом - у самшита, березы, осины и всех хвойных пород; узкие, трудно различимые - у клена, вяза, ильма, липы; широкие, хорошо видимые невооруженным глазом - у бука, дуба (настоящие широкие), граба, ольхи, лещины (ложноширокие - пучки сближенных узких лучей).

На радиальном разрезе сердцевинные лучи обнаруживаются в виде блестящих полосок или лент, расположенных поперек волокон, на тангенциальном - в виде штрихов с заостренными концами или чечевицеобразных полосок, расположенных вдоль волокон. Количество сердцевинных лучей зависит от породы дерева: у хвойных их в 2-3 раза меньше, чем у лиственных. Сердцевинные лучи на радиальном разрезе создают красивый рисунок, например у древесины дуба, бука, платана, граба, ольхи и др.

На поперечном разрезе лиственных пород видны отверстия - сечения сосудов, проводящих влагу. Если крупные сосуды расположены сплошным кольцом в ранней древесине, а мелкие собраны группами в поздней, то такая древесина называется кольце сосудистой. Породы, у которых крупные и мелкие сосуды распределены равномерно по всему годичному слою, называются рассеянно - сосудистыми.

Цвет древесины определяют находящиеся в полостях клеток дубильные, смолистые и красящие вещества. Он может быть различным - белым, красным, оранжевым, розовым, желтым, фиолетовым, коричневым, черным, серым с множеством оттенков в зависимости от породы, возраста дерева, места и условий его произрастания, режима хранения древесины. Полностью окраска древесины проявляется лишь после отделки поверхности, нанесения на нее прозрачного покрытия. Без обработки она меняет окраску.

Текстура - естественный рисунок на срезе древесины. Она зависит от строения древесной породы и направления среза. Торцовый срез дает концентрические окружности, радиальный - продольные полосы, тангенциальный - извилистые линии.

Текстура влияет на декоративные качества древесины и определяется шириной годичных слоев, разницей в окраске ранней и поздней древесины, наличием сердцевинных лучей, крупных сосудов, расположением волокон.

Древесина хвойных и мягких лиственных пород имеет более простой рисунок, чем древесина твердых. Лиственные породы дают красивый рисунок на радиальном и тангенциальном срезах, хвойные - на тангенциальном. Особенно красивые рисунки на срезах карельской березы и сибирской лиственницы.

Плотность древесины, т.е. отношение массы древесины к ее объему, зависит от породы, влажности, условий произрастания дерева и не бывает постоянной даже на различных участках одного и того же ствола. По плотности древесные породы условно делятся на три группы: малой плотности (до 540 кг/м3) - сосна, ель, пихта, кедр, тополь, липа, ива, ольха; средней плотности (550-740 кг/м3) - лиственница, тис, береза, бук, вяз, груша, дуб, ильм, клен, яблоня, ясень и высокой плотности (750 кг/м3 и выше) - акация белая, береза железная, граб, самшит, кизил, рябина.

От плотности древесины зависит ее прочность, которая меняется в пределах годичных слоев: более поздний слой в 2-3 раза прочнее раннего. Плотность повышается с увеличением влажности.

Влажность (абсолютная) древесины - это отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах. По влажности древесину делят на мокрую - длительное время пролежавшую в воде (влажность свыше 100%), свежесрубленную (влажность 50-100%), воздушно-сухую - долгое время хранящуюся на воздухе (влажность 15-20% в зависимости от климатических условий и времени года), камерной сушки (влажность 8-12%) и абсолютно сухую (влажность 0%).

Изменение влажности влечет за собой изменение объема и линейных параметров заготовки: уменьшение - усушка, увеличение - разбухание. Из-за неодинакового уменьшения или увеличения размеров в разных направлениях и различных частях ствола усушка или разбухание может привести к короблению и растрескиванию изделий.

Трещин боятся не надо. В течение первого года, в процессе усушки, бревно начинает интенсивно растрескиваться по всей поверхности. После этого (в течение 2-3 лет) определяется и расширяется основная трещина, которая, как правило, проходит в месте нарушения годовых колец (район теплового замка или компенсационного пропила), а почти все остальные трещины стягиваются. Трещины в штукатурке - это действительно проблема! Трещины в бревне - это показатель натуральности материала и неотъемлемое свойства массива дерева.

Коробление бывает поперечным и продольным. При поперечном короблении изменяется форма сечения заготовки. Причина поперечного коробления - разница в усушке по радиальному и тангенциальному направлениям. При продольном короблении заготовка изменяется по длине, изгибаясь и приобретая дугообразную форму и форму винтовой поверхности, т.е. крыловатость. Больше подвержена короблению древесина, которая находится ближе к сердцевине. Лучшее средство против коробления - правильная укладка и хранение.

При выборе материала для изделия необходимо учитывать его механические свойства.

Твердость - это способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. Твердость зависит от плотности древесины и неодинакова по всем направлениям. Твердость торцовой поверхности у лиственных пород выше тангенциальной и радиальной на 30%, у хвойных - на 40%. По степени твердости древесные породы делят на три группы: мягкие - ель, сосна, кедр, пихта, можжевельник, тополь, липа, осина, ольха, каштан, ива; твердые - лиственница, береза, бук, дуб, вяз, ильм, карагач (берест), платан, рябина, клен, грецкий орех, ясень, яблоня; очень твердые - акация белая, граб, кизил, самшит, береза железная, фисташковое дерево, тис. Твердость древесины зависит от многих факторов: ее влажности, содержания в годичных слоях поздней древесины, места произрастания, времени заготовки. Например, повышение влажности на 1% уменьшает торцовую твердость на 3%, а тангенциальную и радиальную - на 2%.Увеличение поздней древесины повышает плотность и улучшает механические свойства материала. Сосны, выросшие на сухом месте (прямые высокие стволы), тверже сосен, произраставших на болотистом грунте.

Прочностью называют способность материала сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы при действии внешних нагрузок. Различают пределы прочности (моменты разрушения образца) при сжатии, растяжении, изгибе, кручении, сдвиге, которые во многом зависят от направления волокон в детали, подвергающейся нагрузке. Так, предел прочности поперек волокон на сжатие и на растяжение ниже, чем вдоль, примерно в 8 и 20 раз соответственно.

Раскалываемость - это способность древесины разделяться (расщепляться) вдоль волокон под действием клина и нагрузки. Это свойство необходимо учитывать при подготовке материала из тонкоствольных пород, при выборе деталей, соединяемых на гвоздях и шурупах. Сопротивление раскалыванию у древесины лиственных пород по радиальной плоскости меньше, чем по тангенциальной, поскольку сердцевинные лучи, совпадая с плоскостью радиального раскола, облегчают раскалывание. У древесины же хвойных пород наоборот: раскалывание по тангенциальной плоскости меньше, чем по радиальной; оно происходит по ранней древесине, прочность которой значительно меньше прочности поздней.

Разумеется, все вышеперечисленные свойства дерева могут служить в разных случаях, как недостатками, так и достоинствами, а, оценив достоинства древесины, человек начал избирательно использовать различные виды, находя наиболее подходящие применительно к конкретным целям.