Материаловедение: конспект лекций
4. Грибные поражения
При разделке древесины в ряде случаев обнаруживаются грибные ядровые пятна
— ненормально окрашенные участки ядра, которые образуются в растущих деревьях под воздействием деревоокрашивающих или дереворазрушающих грибов. В срубленной древесине дальнейшее развитие этого порока прекращается. Грибные ядровые пятна наблюдаются на торцах в виде пятен различных величины и формы бурого, красновато—серого или серо—фиолетового цветов. Этот порок вызывает: уменьшение ударной вязкости, увеличение водо—поглощения и водопроницаемости, ухудшение биостойкости и внешнего вида древесины; по прочности при статической нагрузке почти не изменяется, а структура пораженной древесины сохраняется.
При хранении древесины на сырой заболони часто появляются плесени — грибница и плодоношение плесневых грибов на поверхности древесины в виде отдельных пятен или сплошного налета, при этом происходит окрашивание древесины в различные цвета. Плесень на механические свойства не влияет, но ухудшает внешний вид древесины, после высыхания она легко удаляется, оставляя грязноватые и цветные пятна.
В срубленной древесине нередко образуются заболонные грибные окраски
— ненормально окрашенные участки заболони под воздействием дереворазрушающих грибов, не вызывающих образования гнили. Заболонные грибные окраски не влияют на механические свойства древесины, но ухудшают ее внешний вид, повышают водонепроницаемость. По цвету различают синеву — в виде серой окраски заболони с синеватыми или зеленоватыми оттенками и цветные заболонные пятна — в виде оранжевой, желтой, розовой и коричневой окраски заболони. Грибы, которые окрашивают заболонь, могут разрушать клей и лакокрасочные покрытия.
В срубленной древесине при хранении в теплое время года в результате развития биохимических процессов с участием грибов или без них возникает такой порок, как побурение.
Побурение древесины проявляется в виде ненормально окрашенных участков лиственных пород бурого цвета различных оттенков. Побурение наблюдается на торцах в виде пятен различной величины и формы, а на боковых поверхностях — в виде вытянутых пятен, полос или сплошного поражения заболони, при этом ухудшается внешний вид древесины и незначительно снижаются прочность и твердость. Чтобы предотвратить побурение древесины, производят пропаривание пиломатериалов.
Большой вред древесине наносят гнили,
образующиеся под воздействием грибов. Гнили различают по цвету и структуре поражения — пестрая ситовая, белая волокнистая; а также по типам — заболонная, ядровая и наружная трухлявая.
Пораженная гнилью древесина является источником грибной инфекции для различных деревянных сооружений. Гниль
развивается постепенно и имеет три стадии: на первой изменяется только цвет древесины; на второй древесина частично изменяет структуру и твердость под воздействием гнили; на третьей древесина полностью теряет прочность и твердость В зависимости от стадии развития гнили и размеров поражения качество древесины может значительно снизиться.
Влияние пороков древесины на качество древесины
Пороки и качество древесины взаимосвязаны. Все пороки древесины ухудшают внешний вид изделия. Но не все нарушают структуру и снижают прочностные характеристики. Важно понимать, как влияют те или другие пороки древесины на качество изделий.
Если наблюдается сучковатость древесины, то надо обратить внимание на качество сучков. Гнилые элементы негативно отражаются на свойствах материала. Большое количество таких дефектов может стать причиной полной выбраковки пилопродукта.
Биологические дефекты и повреждения деревянных конструкций часто делают изделия непригодными для использования. Сильно пораженные грибком, насекомыми пилопродукты ГОСТ применять запрещает.
Вот какие пороки древесины затрудняют ее обработку:
- наличие песка, камней и прочих включений;
- сучки;
- наклон волокон.
Все допустимые пороки пиломатериалов приведены в ГОСТах. В таких документах можно посмотреть дефекты вагонки, доски и брусков.
Чем пороки отличаются от дефектов
Некоторые думают, что пороки и дефекты – это синонимы. Но значение этих терминов разное. Надо понимать, чем отличаются дефекты от пороков древесины.
Пороки древесины
– это природные, естественные повреждения, которые возникают в условиях произрастания (при ухудшении климата, почвенного состава), а также при эксплуатации и хранении. Пороки деревьев нарушают целостность и однородность пилопродукции. Они снижают прочностные характеристики. Также пороки пиломатериала затрудняют его обработку.
Существуют первичные и вторичные пороки древесины. Первичные образуются в процессе роста и развития дерева, а вторичные – во время обработки изделия.
Дефекты древесины
– это различные ее механические повреждения искусственного происхождения. Они образуются в результате воздействия на изделие различных механизмов и инструментов при обработке, сортировке, заготовке, транспортировке. Дефекты пиломатериалов снижают их качество.
Пороки древесины.
Пороки древесины
— это специфические свойства и изъяны древесины, которые ухудшают ее сортность и ограничивают хозяйственное использование.
Природные пороки
появляются при созревании дерева из-за ухудшения условий роста (климат, почва), случайных изъянов, естественного увядания, а так же жизнедеятельности микробов и бактерий, жуков-древоточцев и птиц.
При определении качества деревянных сортиментов учитывают следующие характеристики дефекта:
- Тип
- Размер и степень поражения
- Размещение на сортиментах или круглых лесоматериалах
Исходя из особенностей порока, его могут не учитывать, а также снижать или повышать качество материала (желательные пороки, которые используют в декорировании деревянных изделий).
Безусловными пороками считают те изъяны, которые существенно уменьшают крепость древесины (гниение, крупные трещины, нарушение целостности ствола при столкновении с посторонними предметами или обламывании и др.).
Для определения типа и степени проявления порока наряду с визуальным осмотром используют электрические, магнитные и звуковые методики дефектоскопии.
ТИПЫ ПОРОКОВ
Пороки классифицируют на основе международного стандарта ISO и актуального ГОСТ2140-81.
ПРИРОДНЫЕ ПОРОКИ
В эту категорию входят сучки и дефекты структуры древесины (всего государственный стандарт предусматривает более 180 видов природных пороков древесины).
Сучки
Сучок
— это фрагмент ветки, заключенный в стволовые древесные ткани. По структуре, состоянию и положению относительно ствола выделяют светлые и темные сучки, не полностью сросшиеся, несросшиеся и сросшиеся. Отдельными категориями являются табачные, рыхлые и выпадающие сучки.
Заросшие сучки на кругляке образуют характерные бугры.
Сучки выявляют в древесине любой сортности. Они существенно влияют на качество и возможные области использования пиломатериалов. Во время распиловки и сушки сучки отсоединяются от окаймляющей древесины, создавая отверстия.
Сучок здоровый Сучок с дефектом Групповой сучок
ТРЕЩИНЫ СРУБЛЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ
Трещины
— это поперечный или продольный относительно направления волокон разрыв древесных тканей. В мелких деталях их оценивают как один дефект. В крупных пиломатериалах различают несколько разновидностей трещин.
Трещины усушки.
Поверхностные разрывы древесины, которые уходят вглубь сортимента. Возникают во время сушки. Повышают вероятность поражения грибами.
Трещины распиловки.
Следствие внутренних напряжений пиломатериала, которые возникают при распиловке.
Трещины пропарки, пропитки.
Следствие уменьшения прочности деталей в сочетании с усилением внутренних напряжений.
Морозобойная трещина Трещина усушке
Метик
— радиальный разрыв древесины внутри ствола, который появляется в ядровой древесине во время роста и не доходит до внешних слоев.
Различают следующие типы метика:
- Шильфер
— множество метиков внутри ствола. - Ветренница
— внутренняя трещина, которая расширяется между ядром и внешними слоями древесины, а не в центральной части ствола. - Отлуп
— разрыв между годовых слоев, образовавшийся в середине ствола. На торцевом срезе проявляется как дуговидная пустота. - Морозобоина
— дефект растущего дерева, который появляется из-за сильного и быстрого снижения температуры. Согласно принятой стандартизации к морозобоинам относят громобоину — трещину, которая появилась из-за попадания молнии. - Трещина сжатия
— стволовое повреждение растущего дерева, которое возникает из-за избыточного давления. - Отщеп
— сквозной боковой разрыв ствола, который отходит от торцевого сечения. - Трещина усушки
— внешняя трещина, появляющаяся при сушке, которая проникает внутрь деревянного сортимента.
В отдельную категорию относят трещины, которые возникли во время распиловки, пропарки и сушке древесины.
ДЕФЕКТЫ ОБРАБОТКИ
В данную категорию относят пороки древесины, которые возникли из-за механических повреждений при валке, транспортировке или резке леса.
Инородное включение
— чужеродное тело в дереве (стекло, железный обломок, кусок камня и т.д.). Образует вздутие на коре. Усложняет переработку материала и может привести к поломке оборудования.
Механические повреждения ствола
Обдир коры
— часть сортимента без коры. В естественных условиях возникает из-за порчи дерева грызунами или копытными животными. Является косвенной причиной заражения дерева грибами или паразитами.
Разновидности:
- Ожог коры
— нарушение целостности коры из-за резкого весеннего потепления или в результате лесного пожара. - Ошмыг
— повреждение или удаление части коры при падении во время урагана или промышленной валки окружающих деревьев. Облегчает проникновение в ствол паразитов и спор грибов, ослабляет дерево и может стать причиной усыхания.
Обугленность
— сильно обгоревшие зоны коры.
Карра
— нарушение стволовой целостности (засмоленный участок) на месте засечек для получения живицы из хвойных деревьев. Этот дефект способствует проникновению грибных спор в живое дерево или в заготовленные материалы.
Заруб
— локальный дефект поверхности сортимента после повреждения топором. Делает материал уязвимым перед грибным заражением, увеличивает объем отходов. Разновидность заруба —
затеска
— плоское повреждение ствола, которое захватывает кору и внешние слои заболони.
Запил
— локальный дефект ствола после обработки инструментами во время заготовки (пилой, лебедкой и др.).
Отщеп
— проникающая трещина, которая отходит от торцевой части сортимента, постепенно сужаясь.
Скол
— торцевая часть ствола с отсутствующей древесиной, которая откололась при заготовке.
Вырыв
— выемка на детали (вплоть до отсутствия ее части) с рубчатым неравномерным дном. Появляется при воздействии специальным инструментом (выкалывание).
Накол
— локальное повреждение сортиментов острым инструментом (багром). Имеет вид отверстий глубиной до 2 см (или сквозных — для шпона). Снижает качество материала, ухудшает декоративные свойства изделий и может стать косвенной причиной поражения грибами.
Облом
— неровный торец от переламывания ствола (например, во время сильного ветра).
ДЕФЕКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ
Дефекты распиловки
Обзол
— кора с поверхности ствола, которая осталась на кромке пиломатериалов. Снижает полезный выход материалов, ограничивает сферы применения полученных деталей.
Обзол
Риски
— ряд отметин на пиломатериалах от режущих инструментов после пиления, строжки или фрезеровки.
Волнистость
— углубления и возвышения на пиломатериале, которые возникли из-за скошенного пиления или неправильной сушки.
Ворсистость
— торчащие неотделенные волокна на плоских гранях пиломатериалов, которые делают его шершавым. Возникает при пилении незаостренными инструментами, ошибках при заточке/разводе зубьев пилы, недостаточном натяжении полотна пилы (блуждающее пиление) и др.
Мшистость
— большое количество ворса и множество неотделенных древесных волокон на плоских гранях пиломатериала.
Бахрома
— непрерывная либо рваная полоса из множества неотделенных волокон на кромках доски или бруса. Возникает во время пиления в теплое время года, при обрабатывании косослойной, свилеватой или сучковатой древесины или из-за нарушений при настройке и применении инструментов деревообработки.
Другие дефекты обработки
Скос пропила
— скошенная плоскость спила на кругляке.
Рваный торец
— ребристые выемки и возвышения, а также пучки и волокна на торцевой плоскости.
Козырек
— выходящая за торцевую плоскость древесина, появившаяся из-за неполного пропиливания сортимента.
Закорина
— часть коры, которая сохранилась на шпоне (может выпадать, оставляя отверстия и выемки).
Заусенец
— заостренный выступ, который примыкает к кромке пиломатериала.
Задир
— не отсоединившийся после строжки кусок древесины с острыми краями.
Выщербины
— неглубокие выемки в местах отрывания клочков волокон.
Рябь шпона
— густо размещенные неглубокие выемки, параллельные продольной оси волокон.
Вмятина
— выемка на пиломатериале, которая возникла из-за локальной деформации при ударе кувалдой (или другим инструментом) и при валке дерева.
Царапина
— отметина на пиломатериале (углубление) после контакта с острым предметом.
Выхват
— выемка на всю ширину поверхности обработки, которое возникло при удалении во время фрезеровки или обработки электрорубанком части сортимента ниже расчетного уровня.
Непрофрезеровка
— необработанный участок детали.
Гребешок
— необработанная зона пиломатериала, которая поднимается над профрезерованной частью (следствие неправильной настройки фрезы).
Прошлифовка
— вырезание сортимента ниже требуемого уровня во время шлифования.
Недошлифовка
— необработанная зона поверхности сортимента, который уже шлифовали.
Ожог
— почерневшая зона на поверхности сортимента, которая появилась при трении о дерево подвижных частей деревообрабатывающего инструмента.
ПОКОРОБЛЕННОСТИ
Покоробленность
— деформирование обрезного пиломатериала во время выпиливания, высушивания или хранения.
Коробление во время сушки возникает из-за разницы высушивания материала в тангенциальной и радиальной ориентации. Коробление может быть косвенным признаком другого порока: косослоя, крени, сучков и др. Во время сушки быстрее теряет влагу заболонные участки. Их объем уменьшается быстрее участков детали, состоящих из древесины, которая была ближе расположена к ядру, поэтому она изгибается в сторону заболони. Степень проявления порока меняется при изменении влажности древесины.
Коробление может быть следствием остаточного напряжения в древесине при распиловке (проявляется при фрезеровке и распиловке доски).
Этот порок усложняет использование пиломатериалов. При высокой степени проявления приводит к полной непригодности деталей. Усложняет заготовку, уменьшает выход полезной древесины.
Для предотвращения покоробленности доски сушат сжатыми в соответствии со специально подобранном режимом, который не приводит к появлению сильных напряжений внутри детали. Оставшееся напряжение снимают с помощью дополнительной тепло- и влагообработки.
Возможность коробления учитывают при склейке деревянных деталей.
Замер коробления
- Продольное коробление
— замеряют по соотношению наиболее длинной стрелы прогиба и длины коробления (выражают в процентах). - Поперечное коробление
— замеряют по соотношению максимальной стрелы прогиба и ширины пиломатериала (выражают в процентах). - Крыловатость
— замеряют по максимальному отклонению поверхности детали от требуемой плоскости.
Коробление клееной фанеры измеряют с помощью линейки, которую прикладывают к листу по диагонали (выражают в сантиметрах в отношении к 1 погонному метру диагональной длины).
Типы коробления
- Продольное (по пласту). Доски
загибаются в сторону широкой плоскости. Различают простое продольное (1 изгиб) и сложное продольное (более 1-го изгиба) коробление. - Продольное по кромке.
Загибание доски в сторону кромки. - Поперечное.
Деформирование материала в поперечном сечении, которое зависит от места выпиловки детали: края досок загибаются в сторону заболони; сечение брусков, годовые слои в которых расположены диагонально, принимает форму ромба; у пиломатериалов, которые выпилены из ядровой древесины, края сужаются и становятся тоньше центральной части детали. - Крыловатость (винтовое коробление).
Спиралевидное коробление по длине пиломатериала. Возникает при ускоренной сушке из-за разной скорости выхода влаги в разных частях детали. Крыловатостью называют кручение круглых лесоматериалов, которое является следствием другого порока (например, косослоя).
