Строение и состав древесины
Древесина представляет собой сложный композиционный материал, созданный природой. При рассмотрении структуры древесины принято различать макроструктуру, различимую невооруженным глазом, и микроструктуру, различимую с помощью оптической и электронной микроскопии.
Макроструктура древесины — строение древесины, видимое невооруженным глазом. Рассматриваются три основных разреза ствола: поперечный — торцовый и два продольных — радиальный, проходящий через ось ствола, и тангентальный, проходящий по касательной к годовым кольцам (рис. 3.1).
На поперечном разрезе древесины ствола видны концентрические годовые кольца, располагающиеся вокруг сердцевины. Каждое годовое кольцо имеет два слоя: ранней (весенней) и поздней (летней) древесины. Ранняя древесина светлая и состоит из крупных тонкостенных клеток.
Рис. 3.1. Строение ствола дерева:
Поздняя древесина более темного цвета, состоит из мелких клеток с толстыми стенками; поэтому она менее пориста и обладает большей прочностью, чем весенняя.
В процессе роста дерева стенки клеток древесины внутренней части ствола, примыкающей к сердцевине, постепенно изменяют свой состав, одеревеневают и пропитываются у хвойных пород смолой, а у лиственных — дубильными веществами. Движение влаги в древесине этой части ствола прекращается, и она становится более прочной, твердой и менее способной к загниванию. Эту часть ствола у разных пород называют ядром или спелой древесиной.
Микроструктура древесины. Изучая строение древесины под микроскопом, можно увидеть, что основную массу древесины составляют клетки механической ткани, имеющие веретенообразную форму и вытянутые вдоль ствола.
Срубленная древесина состоит из отмерших клеток, т. е. только из клеточных оболочек (рис. 3.2). Оболочки клеток сложены из нескольких слоев очень тонких волоконец, называемых микрофибриллами, которые компактно уложены и направлены по спирали в каждом слое под разным углом к оси клетки (подобно отдельным прядям в канате). Это обеспечивает высокую прочность древесине.
Химический состав древесины. Микрофибриллы состоят из длинных, напоминающих цепи макромолекул целлюлозы (от лат. cellula — клетка). Эти цепи построены из большого числа (нескольких сотен) ячеек глюкозы (поэтому целлюлозу можно назвать полисахаридом):
Макромолекулы целлюлозы благодаря наличию сильно полярных групп —он жестко связаны друг с другом, чем объясняется отсутствие у древесины области высокоэластического состояния, возникающего при нагревании у большинства линейных полимеров (например, у полиэтилена). Эти же гидроксильные группы объясняют гигроскопичность древесины и сопутствующие ей набухание и усушку (см. п. 3.4). Механизм гигроскопичности заключается в образовании электростатической связи между полярными — он группами целлюлозы и диполями воды: от их вида, места расположения, размеров, а также от назначения древесной продукции. Один и тот же порок в некоторых видах продукции делает древесину непригодной, а в других понижает ее сортность или не имеет существенного значения. Поэтому в стандартах на конкретные виды лесопродукции имеются указания о допустимых пороках.
Пороки древесины можно разделить на несколько групп: пороки формы ствола, пороки строения древесины, сучки, трещины, химические окраски и грибковые поражения и покоробленности. Ниже рассмотрены основные виды пороков.
Пороки формы ствола легко определяются на растущем дереве, поэтому стволы таких деревьев могут быть отбракованы на лесосеке. К этой группе пороков относятся сбежистость, закомелистость и кривизна ствола (рис. 3.3).
Сбежистость — значительное уменьшение диаметра по длине ствола. Нормальным сбегом считается уменьшение диаметра на 1 см на 1 м длины ствола. Этот порок уменьшает выход обрезных пиломатериалов. Кроме того, в материале оказывается много перерезанных волокон, что снижает его прочность.
Закомелистость — резкое увеличение диаметра комлевой (нижней) части ствола. Закомелистость бывает круглой и ребристой. В любом случае она увеличивает количество отходов и искусственно вызывает косослой в готовой продукции.
Кривизна ствола — искривление ствола дерева в одном или нескольких местах. Сильная кривизна переводит древесину в разряд непригодной для строительных целей.
Пороки строения древесины представляют собой отклонения от нормального расположения волокон в стволе дерева: наклон волокон, свилеватость, крень, двойная сердцевина и др. (рис. 3.4).
Рис. 3.3. Пороки формы ствола:
Наклон волокон (косослой) — непараллельность волокон древесины продольной оси пиломатериала. Это явление (особенно при больших углах наклона волокон) вызывает резкое снижение прочности древесины и затрудняет ее обработку.
Рис. 3.4. Пороки строения древесины: а — наклон волокон; б — свилеватость; в — крень; г — двойная сердцевина
Пиломатериал, имеющий косослой, обладает повышенной склонностью к короблению при изменении влажности.
Свилеватость — крайнее проявление косослоя, когда волокна древесины расположены в виде волн или завитков.
Свилеватость в некоторых породах (орех, карельская береза) придает красивую текстуру древесине; такие породы используются в отделочных работах.
Крень — изменение строения древесины, когда годовые кольца имеют разную толщину и плотность по разные стороны от сердцевины. Крень нарушает однородность древесины.
Сучки — самый распространенный и неизбежный порок древесины, представляющий собой основание ветвей, заключенные в древесине. Они нарушают однородность строения древесины, вызывают искривление волокон (свилеватость). Сучки уменьшают рабочее сечение пиломатериалов, снижая их прочность в 1,5…2 раза (а в тонких Досках и брусках и более).
По степени срастания сучков с древесиной ствола различают сучки сросшиеся, частично сросшиеся и несросшиеся (выпадающие). Особенно опасны сучки разветвленные (лапчатые) (рис. 3.5).
Рис. 3.5. Различные виды сучков: а — сросшийся здоровый; 6 — выпадающий; в — сшивной; г — разветвленный (лапчатый)
Здоровые сучки имеют древесину твердую и плотную без признаков гнили. Часто сучки загнивают вплоть до превращения в рыхлую порошкообразную массу — это так называемые табачные сучки.
Для изготовления несущих деревянных конструкций использует-ся древесина, имеющая только здоровые сросшиеся сучки. Количество и размещение сучков определяют сортность материала.
Трещины могут появляться как на растущем дереве, так и при высыхании срубленного дерева и пиломатериалов. Они нарушают целостность лесоматериалов, уменьшают выход высокосортной продукции, снижают прочность и даже делают их непригодными для строительных целей. Кроме того, трещины способствуют гниению древесины.
Различают следующие типы трещин: метик, морозобоина и отлуп, образующиеся на растущем дереве, и трещины усушки, образующиеся на срубленной древесине (рис, 3.6).
Метик — внутренние трещины, идущие вдоль ствола от центра к периферии; трещин может быть несколько как расположенных в одной плоскости, так и крестообразно.
Рис. 3.6. Виды трещин: а, б — метиковая простая и сложная; в, г — морозобоина открытая и закрытая; д, е — отлуп кольцевой и частичный
Морозобоина — наружная открытая продольная трещина, сужающаяся к центру. Такие трещины возникают при замерзании влаги в стволе во время сильных морозов.
Отлуп — полное или частичное отделение центральной части ствола от периферийной в результате усушки первой. Такие трещины располагаются по годовым кольцам.
Трещины усушки встречаются очень часто в древесине всех пород; они возникают в результате напряжений, вызванных неравномерной усадкой при быстрой сушке древесины на воздухе. Эти трещины направлены от периферии к центру вдоль волокон древесины.
Грибные поражения и химические окраски вызываются простейшими живыми организмами — грибами, развивающимися из спор и использующими древесину в качестве питательной среды, или микроорганизмами. Для развития грибов необходим кислород воздуха, определенная влажность и положительная температура. Различают грибы, поражающие деревья, растущие в лесу, и свежесрубленную Древесину, и грибы, развивающиеся на деревянных конструкциях.
На растущих деревьях могут развиваться деревоокрашивающие грибы. Они питаются содержимым клеток, не затрагивая их стенки. Поэтому прочность такой древесины изменяется незначительно, но на Древесине появляются цветные пятна и полосы.
Изменение окраски древесины без изменения ее механических свойств может происходить из-за биохимического окисления дубильных веществ, провоцируемого микроорганизмами.
Значительно более опасны дереворазру тающие грибы. Они питаются материалом стенок клеток — целлюлозой, разлагая ее с помощью ферментов до глюкозы.
Это возможно только при достаточной влажности древесины. Глюкоза в теле гриба используется в процессе его жизнедеятельности и, в конце концов, превращается в углекислый газ и воду:
Гниение по сути — это то же самое, что и горение, но с очень малой скоростью.
Известно большое число дереворазрушающих грибов. Среди них наиболее часто встречаются так называемые домовые грибы. При поражении такими грибами древесина делается трухлявой и легкой, а на ее поверхности появляется налет плесени в виде мягких подушечек. Домовый гриб может разрушить древесину очень быстро (в течение нескольких месяцев).
Процесс гниения прекращается при снижении влажности древесины до 18…20 % (сухая древесина не гниет), снижении температуры ниже 0 °С или исключении поступления кислорода.
Повреждения насекомыми (червоточины) представляют собой ходы и отверстия, проделанные в древесине насекомыми (жуками-короедами, точильщиками), которые живут в ней и ею же питаются. Жуки-точильщики могут развиваться в сухой древесине и даже в мебели.
Рис. 3.7. Продольная покороб-ленность
Поверхностные червоточины не влияют на механические свойства древесины, так как при распиловке уходят в горбыль. Глубокие червоточины нарушают целостность древесины и снижают ее прочность.
Покоробленности — нарушение формы пиломатериалов при изменении ее влажности при сушке и хранении или под действием внутренних напряжений при продольной распиловке крупных элементов на более мелкие. Покоробленность бывает поперечная, продольная (простая и сложная) и винтообразная (крыловатость) (рис. 3.7).
Читать далее: Виды материалов и опалубка из древесины Структура и свойства древесины Защита древесины от гниения и возгорания Лесоматериалы и изделия из древесины Основные древесные породы, применяемые в строительстве Важнейшие свойства древесины Пиломатериалы для ремонта Древесные материалы и способы их обработки Типы пиломатериалов Виды пиломатериалов
Плотность
Плотность древесины (объемная масса) – это отношение массы древесины к ее объему, выражается в кг/м3. Плотность древесины зависит от ее влажности. Все показатели физико-механических свойств древесины определяются при влажности 12%.
Между прочностью и плотностью существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной. Плотность определяется количеством древесинного вещества в единице объема.
По плотности при влажности 12 % древесину можно разделить на 3 группы:
- легкой плотности – до 550 кг/м3 (бальса, пихта сибирская, ель, ива, сосна, осина, липа, ольха);
- средней плотности – 551–700 кг/м3 (конский каштан, орех, береза, вишня, лиственница, тик, бук, дуб, свитения, платан, клен);
- плотные породы – от 771 кг/м3 и выше (ясень, слива, пекан, самшит, хурма, яблоня, маслина).
Плотность древесины имеет большое практическое значение. Более плотная древесина хуже пропитывается антисептиками, менее подвержена истиранию на таких местах, как полы, лестницы, перила.
Виды пиломатериала
При строительстве деревянных сооружений и выборе пиломатериала вы встретите названия видов пиломатериала, значение которых нужно знать:
- кряж — толстый ствол дерева, освобожденный от коры, или его отрезок достаточно большой длины (но не более 25 см);
- подвязник – тот же кряж, но с диаметром менее 25 см;
- жердь – тонкий ствол дерева (диаметром менее 9 см), очищенный от коры;
- пластина – ствол дерева, распиленный вдоль волокон;
- четвертина — ½ пластины, которая распилена вдоль волокон;
- лежень – это бревно в горизонтальном положении, которое отесанное с двух сторон;
- брус — бревно, которое отесанное со всех четырех сторон с сечением не менее 100х100 мм.
- брусок — то же, что и брус, но меньше размером.
- Облагороженная древесина
В строительной сфере в последнее время популярна так называемая облагороженная древесина — древесные пластики, полученные после продуктов переработки древесного материала.
Виды древесных пластиков:
— фанера;
— ДВП (древесно-волокнистые плиты);
— ДСП (древесно-стружечные плиты);
— ОСП (ориентированно-стружечная плита);
— древесно-слоистый пластик.
Достоинства
Древесина обладает малым значением теплопроводности. Ее можно с успехом применять в качестве теплоизолирующего материала. Простота в обработке позволяет использовать широкий круг инструментов. Невозможно представить любой оркестр без музыкальных инструментов, изготовленных из дерева. Чарующие звуки скрипки – результат такого свойства древесины, как способность к резонансу. Древесина легко изгибается, открывается большой выбор для изготовления различных гнутых конструкций. Также деревянные изделия отличаются хорошими звукопоглощающими характеристиками. Красивая поверхность открывает простор для фантазии при дизайне помещений.
Из каких частей состоит плодовое дерево (с фото и схемой)
Корневая шейка – место перехода надземной части в корневую. Эта основная часть дерева расположена примерно на 5-7 см ниже места прививки и на 3-4 см выше первого верхнего ответвления бокового корня. В последние годы питомники освоили зимнюю прививку непосредственно в корневую шейку.
Ствол – вся центральная часть плодового и любого другого дерева от поверхности почвы до вершины.
Штамб – часть ствола от корневой шейки до нижней скелетной ветви. В приусадебных садах следует сажать деревья с более низким штамбом 40-60 см, который легче защитить от зимних повреждений.
Центральным проводником или лидером называют часть ствола от нижней скелетной ветви до вершины дерева.
На центральном проводнике развиваются разветвления, из которых для формирования кроны выбирают скелетные ветви первого порядка (ветвь, непосредственно отходящая от проводника
Побег – растущая листоносная стеблевая часть, развивающаяся в текущем вегетационном сезоне из почек на приросте прошлого года. После опадения листьев и до начала нового роста эту часть дерева называют веткой, однолетним приростом, приростом предшествующего вегетационного периода. С весны следующего года ветки уже называют ветвями.
От скелетных ветвей отходят ветви потоньше — полускелетные (ветви второго порядка), а на них впоследствии появляются обрастающие веточки. Совокупность всех крупных и мелких разветвлений, находящихся на центральном проводнике, называется кроной дерева.
Конкурент – сильный побег, выросший из боковой почки, соседний с верхушкой. Обычно эта часть растущего дерева отходит под острым углом к проводнику и развивается так же сильно, как проводник, а иногда и сильнее. Срастание конкурента с проводником в развилках обычно непрочное, поэтому легко может произойти отлом. Вырезать конкуренты лучше в год их развития в первой половине лета, но не позднее весны следующего года.
Обрастающими ветками называют небольшие, сравнительно молодые разветвления, покрывающие скелетные ветви. Это основные плодовые органы дерева (генеративные), на которых формируются цветочные почки и основной урожай плодов.
Кольчатки — наиболее короткие веточки, иногда лишь в несколько миллиметров длиной, имеют одну хорошо развитую почку на верхушке и морщинистую кору.
Как видно на фото, эти части дерева отходят под прямым углом к ветви, на которой образовались, они имеют цилиндрическую форму и очень хрупки:
Покоробленность
Коробление древесины, то есть изменение её формы, происходит во время её обработки, сушке, хранении.
Методы измерения покоробленности в пиломатериалах:
- Продольные типы покоробленности и поперечный тип покоробленности определяют величиной стрелы прогиба материала.
- Крыловатость определяют по наивысшему отклонению поверхности от общей плоскости.
- Сложная покоробленность определяется величиной стрелы прогиба самого большого искривления в нее входящего.
Некоторые пороки древесины определяются визуально, но все же наиболее точно и корректно они выявляются и замеряются аппаратными методами. В настоящее время для этих целей используется гамма-дефектоскопия, фотоэлектрические, магнитные, рентгеноскопические, акустические методы.
В зависимости от применения
Рассматривают и сравнивают свойства древесины различных пород в зависимости от вида изготовляемой продукции.
Строительные элементы. Наиболее популярными видами строительных изделий из дерева являются оцилиндрованное бревно, массивный брус, клееный профилированный брус, конструкционные балки, строительные элементы крыши и перекрытий (доски и балки), элементы каркаса, стеновые панели из массивной древесины. Для данной категории изделий важное значение имеют такие свойства древесины, как прочность и стойкость к биоповреждениям.
Напольные покрытия. Напольные покрытия выделены в отдельную категорию, поскольку на сегодняшний день большинство предприятий стараются обеспечить качество продукции в соответствии с требованиями европейских стандартов, в которых имеется градация не только по качеству, но и по внешнему виду продукции (по направлению волокон – радиальные, тангенциальные, смешанные; по наличию ядра, сердцевинных лучей и т. д.). К напольным покрытиям относятся: доска пола, паркетная планка, паркетная доска, террасная доска.
В эту же категорию можно вынести элементы лестницы (ступеньки и перила). Для данной категории изделий важное значение имеют такие свойства древесины, как твердость, плотность, стабильность формы, истираемость.
Отделочный материал, мебель и элементы столярного производства. Древесина широко применяется для внутренней и наружной отделки. Для обшивки дома используют доску, имитирующую оцилиндрованное бревно или брус. Для внутренней отделки широко используют отделочная доска (вагонка и евровагонка), мебельные щиты для изготовления мебели, подоконников, дверей, стеновых панелей и другие элементы столярного производства. Для данной категории изделий важное значение имеет стабильность формы, плотность древесины.
Другие виды продукции. Это различные плитные материалы ДСтП, ДСП, ДВП, МДФ, ОСП и т. д.
В следующем номере мы расскажем об областях применения древесины хвойных пород.
____________________________________________________________________
Защита древесины
Как и от чего нужно защищать древесину? Какие новые технологии могут предложить специалисты?
Сортамент
Сегодня на рынке пиломатериалов можно найти большое количество разновидностей продукции.
Пластины
Это части дерева, которые изготавливаются путём одного продольного распила через центр на 2 равные половины. Имеют только 1 опиленную сторону и используются для производства всего ассортимента пиломатериалов.
Четвертины
Это части дерева, которые получают путём двух продольных распилов брёвен через центр на 4 равные части. Имеют 2 опиленные взаимно перпендикулярные стороны и используются для производства некоторых пиломатериалов, столярных изделий и погонажа.
Брус
Это пиломатериал, размеры которого в сечении по обеим осям составляют более 100 мм. Изготавливается из твёрдых пород древесины. Используется для создания балок опорных конструкций при строительстве мостов, судов, брусовых домов и междуэтажных перекрытий.
Брусок
Пиломатериал, размеры которого в сечении по обеим осям составляют менее 100 мм, а ширина при этом не больше удвоенной толщины. При их создании применяются те же нормативы, которые используются при производстве досок.
Доска
Это пиломатериал, ширина которого в сечении превышает толщину в 2 раза и более. Имеет широкие стороны, которые называются пластями, и узкие — кромки. Пласти всегда обрабатываются путём строгания и шлифования. Кромки иногда могут подвергаться шпунтовке путём создания соединений типа выступ-впадина или шип-паз.
Существует несколько видов досок.
Вагонка – длинная доска небольшой ширины и толщины. Используется для внутренней декоративной отделки помещения, крепится на обрешётку встык или через пазы. Вагонка – наиболее дешёвый и распространённый вид декоративных досок.
Особенности
Степень твёрдости лесоматериалов подразумевает под собой их способность оказывать эффективное сопротивление в моменты внедрения тел, являющихся более жёсткими и крепкими. Под такими телами подразумеваются гвозди и прочие крепежи.
Твёрдость разных пород может различаться в зависимости от направлений древесных срезов. В настоящее время принято выделять несколько типов твёрдости.
- Торцовая. Это такой подтип твёрдости, который может быть определён посредством утапливания в материал штока из металла. Последний характеризуется полусферическим концом с диаметром 11,28 мм. Шток вдавливают на глубину, которая соответствует радиусу в 5,64 мм. Делается это постепенно, в течение 2-х минут. Размеры отпечатка ровняются 1 квадратному сантиметру. Именно поэтому и сам показатель твёрдости измеряют в кг/м³.
- Радиальная.
- Тангенциальная.
Боковой уровень твёрдости у хвойных пород в большинстве случаев на 40% меньше, нежели торцевой. Что же касается лиственных сортов, то у них этот показатель достигает только 30%. Тангенциальный параметр твёрдости, к примеру, дубовых, пальмовых или ильмовых материалов оказывается более высоким, чем торцевой практически на 5-10%. Львиная доля существующих древесных пород характеризуется примерно равной тангенциальной и радиальной твёрдостью.
Чтобы из натурального и экологичного материала сделать высококачественное и привлекательное изделие, очень важно заблаговременно определить степень его твёрдости. В основном, чтобы узнать такую информацию о древесине, используют особый метод Бриннеля
Смысл данного способа состоит в том, что нужно вдавить металлический шарик с диаметром 10 мм в основание определённой деревянной заготовки с силой, составляющей не менее 100 кг. По выявленному типу деформирования и диаметру оставшегося заглубления удаётся легко определить величину твёрдости материала.
Твёрдые породы дерева очень востребованы на сегодняшний день. Ни для кого не секрет, что более плотные и прочные доски оказываются наиболее предпочтительными в строительных работах или изготовлении мебельных конструкций. У таких материалов имеются свои слабые и сильные стороны.
Рассмотрим, в чём заключаются основные преимущества твёрдых пород древесины:
- такие природные материалы не нуждаются в дополнительных защитных пропитках;
- из них получаются более прочные и износостойкие доски высокого качества;
- мебель из твёрдых пород имеет очень красивую, неповторимую текстуру.
К недостаткам относят следующие характеристики.
- С досками из твёрдых пород не так просто работать. Они довольно капризны в обработке, поэтому простым напильником с ними не всегда удаётся справиться.
- Такие материалы стоят гораздо дороже.
- Подходят далеко не для всех разновидностей мебели или полов.
Свойства
Целым рядом характерным свойств обладает древесина. Особенности строения тому причина. Прочность у древесины довольно высока, и среди строительных материалов по этому показателю она занимает промежуточное положение. А учитывая небольшой удельный вес, она сравнима в этом плане с металлом. Слабым местом древесины является то, что она – анизотропный материал. Способность сопротивления к разрушению зависит от направления силы относительно расположения волокон. Самые лучшие показатели прочности видны при воздействии на материал вдоль волокон.
Жесткость древесины мала, причина этому – специфическое строение. Древесина – пористый, гибкий материал. Балки способны восстановить свою форму после кратковременной нагрузки. Но остаточные деформации, вследствие длительного воздействия, остаются навсегда. Деревянная балка не сможет восстановить свою форму после долгой эксплуатации.
Твердость строительных материалов определяется тем, какая нагрузка необходима для вдавливания стального шарика с определенными размерами. Для самых жестких пород древесины она составляет всего 1000 Н. При этом низкая твердость – это и одно из главных достоинств материала. Дерево легко обрабатывается, в нем прочно удерживаются гвозди, шурупы, самонарезающиеся винты.
Влажность древесины определяется удельным содержанием влаги в порах. В только что срубленном дереве оно достигает 100%. В зависимости от назначения свежесрубленную древесину подвергают сушке до необходимых показателей от 40 до 15%.
Древесные материалы
Кроме пиломатериалов, получают и используют также древесные материалы, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, шпон, фанеру и др.
Древесностружечные плиты (ДСП) изготовляют на специальных машинах прессованием стружки, смешанной с синтетической смолой. Древесноволокнистые плиты (ДВП) прессуют в виде листов из измельчённой древесины. ДСП и ДВП применяют для изготовления мебели и в строительстве.
Шпон — это тонкие слои древесины. Его получают на специальных станках: специальный нож срезает с поверхности вращающегося бревна тонкий слой древесины. Этот процесс называют лущением (рис. 7). Фанера — это древесный материал, полученный путём склеивания трёх и более тонких листов шпона. Для получения фанеры используют древесину берёзы, ольхи, бука, сосны.
Рис. 7. Получение лущёного шпона: 1 – бревно; 2 — лущильный нож; 3 — лента шпона; 4 — прижимная линейка
Для изготовления фанеры (рис. подготовленные и нарезанные листы шпона намазывают клеем. Затем накладывают друг на друга, чтобы направление волокон в листах было взаимно перпендикулярным, и сжимают под прессом до полного склеивания. Такое перекрёстное расположение волокон делает фанеру прочным материалом. Фанеру широко применяют при производстве мебели, а также в судостроении и авиастроении.
Рис. 8. Изготовление фанеры из листов шпона: а — расположение волокон на соединяемых клеем листах шпона; б — клеёная фанера
Лабораторно-практическая работа № 1
Распознавание древесины и древесных материалов
- Получи у учителя образцы древесины, изучи их текстуру, определи цвет, запах, твёрдость. Запиши в таблицу в рабочей тетради изученные свойства древесины.
- Проведи такой опыт: вдавливая в поверхность каждого образца шило (не вращая его), определи, какие породы твёрдые, а какие — мягкие.
- Рассмотри имеющиеся в учебных мастерских пиломатериалы, определи их название, найди их основные элементы.
- Изучи образцы древесных материалов: ДСП, ДВП, шпона, фанеры. Определи количество слоёв в образце фанеры и измерь линейкой его толщину.
Новые слова и понятия
Древесина, лиственные и хвойные породы, строение древесины (кора, сердцевина, годичные кольца), текстура; пиломатериалы (доски, брусья, бруски, горбыль), элементы пиломатериалов (пласть, ребро, торец, кромка); древесные материалы (шпон, фанера).
Проверяем свои знания
- Какие породы деревьев растут в районе твоего проживания?
- Перечислите достоинства и недостатки древесины.
- Что такое текстура древесины?
- Какие виды древесных материалов ты знаешь?
- Что прочнее: фанера или доска такой же толщины?
Твердость
Твердостью называется способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. На степень твердости оказывает влияние влажность древесины.
По этому параметру все древесные породы при 12 %-ной влажности можно разделить на три группы:
- мягкие – торцовая твердость 40 МПа и менее (сосна, ель, кедр, пихта, можжевельник, тополь, липа, осина, ольха, каштан);
- твердые – торцовая твердость 40,1–80 МПа (лиственница, береза сибирская, бук, дуб, вяз, платан, рябина, клен, лещина, орех грецкий, хурма, яблоня, ясень);
- очень твердые – торцовая твердость более 80 МПа (акация белая, береза железная, граб, кизил, самшит, фисташка, тисс).
Твердые породы древесины более износостойки по сравнению с мягкими. Это имеет существенное значение при обработке режущими инструментами: фрезеровании, распиловке. А также при устройстве полов, лестниц, перил, поскольку при эксплуатации древесина подвергается истиранию. В производстве паркета и паркетной доски из массива применяют породы с твердостью не ниже средней.
Как все устроено
Свойства и характеристики материала невозможно понять, предварительно не изучив строение и состав древесины. Само понятие зависит от того, кто его употребляет. Для обычного человека и строителя это исключительно часть дерева под корой, которую можно употреблять в быту или производстве. Для ботаника строение дерева и древесины – это весь комплекс, включающий в себя все элементы от корней до кроны.
Крона в промышленности используется незначительно, а ветви идут как сырье для древесноволокнистых плит и картона. Основное значение имеет ствол. На поперечном разрезе взору открывается строение ствола древесины. Самый верхний слой – кора, защищает живые клетки от внешних воздействий. Между корой и телом ствола располагается слой живых клеток – кадмий. В самом центре через весь ствол проходит сердцевина. Рыхлые ткани, из которых она состоит, делают ее непригодной для утилитарных нужд.
Ядро дерева состоит в основном из омертвевших клеток, отложений смолы, красящих и дубильных веществ. Ядро окружает заболонь – часть дерева, которая отвечает за проведение воды к листьям от корней. Соответственно, в ней много влаги, она больше пропускает воду и сильнее подвержена гниению. Ярко выраженное ядро есть не у всех деревьев. В некоторых из них нет разницы между центральной и окраинной частью ствола. Такие породы называются заболонными.
