Материаловедение для столяров и плотников
Основы древесиноведения
4. Пороки древесины
§ 15. Пороки строения древесины
К порокам строения древесины относятся: наклон волокон, крень, тяговая древесина, свилеватость, завиток, глазки, смоляной кармашек, сердцевина, двойная сердцевина, пасынок, сухобокость, прорость, рак, засмолок, ложное ядро, пятнистость, внутренняя заболонь, водослой.
Наклон волокон (рис. 19, а) — это непараллельность волокон древесины продольной оси сортимента. Наклон волокон может быть тангентальный и радиальный.
а — тангентальный наклон волокон, б — крень, в — свилеватость, г — завиток, д — глазки, е — ложное ядро
Тангентальный наклон волокон обнаруживают в круглых лесоматериалах на боковой поверхности и тангентальных поверхностях пилопродукции и шпона по непараллельности сердцевинных лучей, смоляных ходов, трещин и полосок грибных поражений продольной оси сортимента. Кроме того, тангентальный наклон волокон можно определить прочерчиванием линий вдоль волокон каким- либо тонким твердым предметом, но не режущим инструментом.
Радиальный наклон волокон обнаруживают в пилопродукции и шпоне на радиальных поверхностях по непараллельности годичных слоев продольной оси сортимента, а на тангентальных поверхностях — по рисунку выклинивания и перерезания годичных слоев. Радиальный наклон волокон встречается в пилопродукции и шпоне, изготовленных из круглых лесоматериалов, имеющих пороки формы ствола (сбежистость, закомелистость и кривизну).
Наклон волокон повышает прочность древесины при раскалывании, затрудняет ее механическую обработку, понижает способность к загибу, а также прочность пилопродукции и шпона при растяжении вдоль волокон и изгибе. Тангентальный наклон волокон в пиломатериалах приводит к повышенной продольной усушке и короблению.
Наклон волокон измеряют:
- в круглых лесоматериалах — на верхнем торце по хорде, соответствующей величине отклонения волокон от линии, параллельной продольной оси сортимента, на расстоянии 1 м от этого торца в сантиметрах или долях диаметра верхнего торца;
- в пилопродукции и шпоне — в наиболее типичном месте общего направления волокон по величине отклонения от линии, параллельной продольной оси листа (для шпона) и на протяжении не менее двойной ширины сортимента (для пилопродукции) в процентах от длины, на которой это отклонение измерено.
К р е н ь (рис. 19, б) — местное изменение строения древесины хвойных пород в сжатой зоне стволов и ветвей, проявляющееся в виде кажущегося резкого увеличения ширины поздней древесины годичных слоев. На торцах лесоматериалов крень наблюдается в виде дугообразных, реже кольцевых участков темноокрашенной древесины; на боковой поверхности пилопродукции и шпона — в виде такого же цвета полос.
Крень образуется преимущественно в древесине ели и свойственна искривленным и наклонно стоящим стволам, а также всем ветвям.
Различают крень местную и сплошную. Местная крень имеет вид узких дугообразных участков, захватывающих один или несколько годичных слоев. Сплошная крень захватывает значительную часть площади поперечного сечения ствола, иногда половину и больше. Она расположена ио одну сторону от сердцевины.
Крень повышает твердость древесины и ее прочность при сжатии и статическом изгибе; снижает ударную вязкость при изгибе и прочность при растяжении; увеличивает усушку вдоль волокон, вызывая этим растрескивание и продольное коробление пилопродукции; уменьшает водопоглощение древесины и тем затрудняет ее пропитывание, а также ухудшает внешний вид древесины.
Размеры крени определяют по ширине и длине зоны, занятой пороком, в линейных мерах или долях размеров сортимента.
Тяговая древесина — местное изменение строения древесины лиственных пород в растянутой зоне стволов и ветвей, проявляющееся в резком увеличении ширины годичных слоев в растянутой зоне, их более светлой окраске и появлении своеобразного серебристо-матового отблеска. Лесоматериалы с тяговой древесиной на поперечном и продольном распилах имеют пушистобархатистую поверхность. Этот порок наблюдается на торцах в виде дугообразных участков, на радиальных поверхностях пилопродукции и в шпоне из древесины с отчетливыми годичными слоями (дуб, ясень) — в виде узких полос-тяжей. В лесоматериалах со слабо выраженными годичными слоями (клен, береза) определить тяговую древесину очень трудно.
Этот порок повышает прочность древесины при растяжении вдоль волокон и ударную вязкость при изгибе, снижает прочность при сжатии 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 поверхностей.
Тяговую древесину измеряют по ширине и длине зоны, занятой пороком, в линейных мерах или долях размеров сортиментов; по площади зоны, занятой пороком, в процентах от площади соответствующих сторон сортимента.
Свилеватость (рис. 19, в) — извилистое или беспорядочное расположение волокон древесины. Она встречается на всех древесных породах, чаше на лиственных, и преимущественно в лесоматериалах из комлевой части ствола. Свилеватость бывает волнистая и путаная. Волнистая свилеватость характеризуется более или менее правильным расположением волокон древесины, путаная — беспорядочным расположением волокон древесины. Свилеватость снижает прочность древесины при растяжении, сжатии и изгибе, повышает прочность древесины при раскалывании и скалывании в продольном направлении, затрудняет фрезерование и теску древесины. Измеряют свилеватость так же, как крень и тяговую древесину.
Завиток (рис. 19, г) — местное искривление годичных слоев, обусловленное влиянием сучков или проростей; встречается в виде частично перерезанных, скобкообразно изогнутых концентрических контуров, образованных искривленными годичными слоями.
Различают завиток односторонний и сквозной. Односторонний завиток выходит на одну или две смежные стороны сортимента, а сквозной — на две противоположные стороны сортимента.
Завиток, особенно сквозной, снижает прочность древесины при сжатии и растяжении вдоль волокон и при статическом изгибе, а также ударную вязкость при изгибе. Заметно снижается прочность древесины при расположении завитков в растянутой зоне опасного сечения.
Длину и ширину завитка измеряют в линейных мерах или долях размеров сортимента, а количество их в штуках: в пилопродукции — на 1 м длины или всю сторону сортимента, а в шпоне — на 1 м2 или на всю площадь листа.
Глазки (рис. 19, д) — это следы неразвившихся в побег спящих почек. Диаметр глазков не превышает 5 мм.
В зависимости от расположения глазки бывают разбросанные и групповые. Разбросанные глазки располагаются одиночно и отстоят один от другого на расстоянии более 10 мм. Групповые глазки сосредоточены в количестве трех и более и отстоят один от другого на расстоянии не более 10 мм.
В зависимости от цвета различают глазки светлые и темные. Древесина светлых глазков близка к цвету окружающей древесины, а темных — значительно темнее ее.
В малых сортиментах глазки, находящиеся в опасном сечении, снижают их прочность при статическом изгибе и ударную вязкость при изгибе.
Разбросанные глазки измеряют по количеству в штуках: в пилопродукции — на 1 м длины или всю сторону сортимента, а в шпоне — на 1 м2 или всю площадь листа. Групповые глазки измеряют по ширине и длине занимаемой ими зоны в линейных мерах или долях размеров сортимента и количеству в штуках: в пилопродукции — на 1 м длины или всю сторону сортимента, в шпоне — на 1 м2 или всю площадь листа.
Смоляной кармашек представляет собой полость внутри годичного слоя, заполненную смолой. Он наблюдается на тангентальных поверхностях в виде овальных плоских углублений, на радиальных поверхностях — в виде узких продольных щелей, на торцах — в виде коротких дугообразных полостей. Смоляной кармашек встречается в древесине хвойных пород, чаще у ели.
Различают смоляной кармашек односторонний и сквозной. Односторонний смоляной кармашек выходит на одну или две смежные, а сквозной — на две противоположные стороны сортимента.
В мелких деталях смоляные кармашки снижают прочность древесины. Вытекающая из смоляных кармашков смола портит поверхность изделий и препятствует их лицевой отделке и склеиванию.
Смоляные кармашки измеряют по глубине, ширине и длине в миллиметрах или долях размеров сортимента и по количеству в штуках: в пилопродукции на 1 м длины или всю сторону сортимента, в шпоне на 1 м2 или всю площадь листа.
Сердцевина — узкая центральная часть ствола, состоящая из рыхлой ткани; характеризуется бурым или более светлым, чем у окружающей древесины, цветом. На торцах сортимента наблюдается в виде небольшого (до 5 мм) пятнышка различной формы, на радиальных поверхностях — в виде узкой прямой полоски. Сортименты, которые имеют этот порок, подвержены растрескиванию.
Сердцевину учитывают по наличию на боковой поверхности. Глубину залегания сердцевины в пилопродукции измеряют, считая от ближайшей боковой поверхности, в линейных мерах или долях размеров сортимента.
Двойная сердцевина характеризуется наличием в сортименте цвух сердцевин. В круглых лесоматериалах она наблюдается на верхних торцах в виде двух - сердцевин с самостоятельными системами годичных слоев, окруженными с периферии одной общей системой.
Двойная сердцевина затрудняет обработку (распиловку и лущение) цревесины и увеличивает количество отходов. Сортименты с двойной сердцевиной легко растрескиваются.
В пилопродукции и шпоне измеряют протяженность двойной сердцевины июль сортимента в линейных мерах или долях размеров сортимента, а в фуглых лесоматериалах учитывают наличие порока.
Пасынок — отставшая в росте или отмершая вторая вершина, іроходящая через сортимент под острым углом к его продольной оси на значительном протяжении.
Этот порок наблюдается на боковой поверхности круглых лесоматериалов в аде сильно вытянутого овала, у которого один диаметр превышает другой юлее чем в 4 раза, в пилопродукции и шпоне — в виде такого же овала или вытянутой полосы.
Пасынок нарушает однородность строения древесины, а в пилопродукции иногда и ее целостность, снижает механические свойства древесины, особенно зри изгибе и растяжении.
Измеряют пасынок по наименьшему диаметру его поперечного сечения в линейных мерах или долях размеров сортимента.
Сухобокость — это омертвевший в растущем дереве участок юверхности ствола. Она возникает в местах повреждений (ожог, ушиб, заруб), обычно лишена коры, вытянута по длине ствола, углублена по отношению к остальной его поверхности и по краям имеет наплывы в виде валиков древесины и юры. Сухобокость часто сопровождается развитием в прилегающей древесине (асмолка, заболонных грибных окрасок, грибных ядровых пятен и полос ідровой гнили. Этот порок нарушает правильность формы круглых лесомате- лиалов и целостность древесины, вызывает местное искривление годичных лоев.
Измеряют глубину, ширину и длину сухобокости в линейных мерах или долях размеров сортимента.
Прорость — обросший древесиной участок поверхности ствола с омертвевшими тканями и отходящая от него радиальная трещина. Она возникает в растущем дереве при зарастании нанесенных ему повреждений и зачастую сопровождается развитием в прилегающей древесине засмолка, грибных ядровых пятен и полос и ядровой гнили.
В зависимости от расположения в сортименте различают следующие разновидности прорости: открытая, односторонняя открытая, сквозная открытая, закрытая, сросшаяся.
Открытая прорость выходит на боковую поверхность сортимента или на боковую поверхность и торец: односторонняя открытая прорость на одну или две смежные боковые стороны сортимента; сквозная открытая прорость — на две противоположные боковые стороны сортимента; закрытая прорость — на торец и не имеет выхода на его боковую поверхность. Сросшаяся прорость представляет собой след от закрытой прорости в виде шва свилеватой древесины на поверхности шпона.
В зависимости от цвета прорость бывает светлая и темная. У светлой прорости древесина близка по цвету к окружающей и не содержит включений коры, а у темной древесина значительно темнее окружающей или содержит включения коры.
Прорость нарушает целостность древесины и сопровождается искривлением прилегающих годичных слоев.
В круглых лесоматериалах прорость измеряют по наименьшей толщине сердцевинной вырезки, в которую она может быть вписана, в миллиметрах, в долях диаметра торца; по глубине и длине — в линейных мерах или долях размеров сортимента.
Закрытую прорость измеряют по наименьшему диаметру круга, в которой она может быть вписана, или по наименьшей ширине неповрежденной периферической части торца в миллиметрах или долях диаметра торца.
В пилопродукции прорость измеряют по глубине, ширине и длине в линейнных мерах или долях размеров сортимента и по количеству в штуках на 1 длины или всю сторону сортимента; в шпоне — по длине и количеству в штуках на 1 м2 или всю площадь листа.
Рак — это рана, возникшая на поверхности ствола растущего дерева в результате деятельности паразитных грибов и бактерий. Он может открытый и закрытый. У открытого рака рана незаросшая, с плоски углубленным дном, ступенчатыми краями и наплывами по перифс закрытого — заросшая рана с ненормальными утолщениями тканей и древесины возле пораженных мест.
Рак изменяет форму круглых сортиментов и строение древесины; у хвойных пород сопровождается сильным смолотечением и засмолением древесины затрудняет использование сортиментов по назначению и их механическую обработку.
Открытый рак измеряют по ширине, длине и глубине раны, закрыть длине и толщине вздутия в миллиметрах или в долях размеров сортимента.
Засмолок — участок древесины, обильно пропитанный смолой. В круглых лесоматериалах он обнаруживается по наличию ран и сколов смолы, в пилопродукции и шпоне просмоленные участки значительно окружающей их нормальной древесины. Этот порок встречается только в древесине хвойных пород.
Засмолок существенно не влияет на механические свойства дерева, однако заметно снижает ударную вязкость при изгибе, уменьшает проницаемость древесины, затрудняет лицевую отделку (окраску, лакировку и склеивание древесины.
Засмолок измеряют по ширине и длине зоны, занятой пороком (в миллиметрах или долях размеров сортимента); по площади зоны, занятой пороком (в процентах от площади соответствующих сторон сортимента).
Ложное ядро (рис. 19, е) представляет собой темную окраску paзных оттенков, интенсивности и равномерности внутренней части ствола, понижения твердости древесины, возникающую в растущих деревьях некоторых пород (береза, бук, ольха, клен и др.). По форме на поперечном разрезе ствола ложное ядро может быть круглым, звездчатым или лопастным, иногда бывает эксцентричным. Оно имеет темно-бурую или красно-бурую окраску, иногда с лиловым, фиолетовым или темно-зеленым оттенком. Ложное ядро отделено темной (реже светлой) каймой. На продольных разрезах имеет вид широкой полосы одного или нескольких цветов.
Этот порок встречается только в древесине лиственных пород. Он портит внешний вид древесины, отличается плохой проницаемостью, пониженной прочностью при растяжении вдоль волокон и большой хрупкостью. У березы ложное ядро легко растрескивается. По стойкости к загниванию ложное ядро превосходит заболонь.
В круглых лесоматериалах ложное ядро измеряют по наименьшему диаметру круга, в который оно может быть вписано, или по меньшей ширине свободной от порока периферической зоны в линейных мерах или долях диаметра торца; по площади зоны, занятой пороком, в процентах от площади торца. В пилопродукции и шпоне ложное ядро измеряют по глубине, ширине и длине зоны, занятой пороком, в линейных мерах или долях размеров сортимента.
Пятнистость представляет собой местную окраску заболони в виде пятен и полос без снижения твердости древесины, близкую по цвету к окраске ядра. Порок возникает в растущих деревьях, бывает нескольких видов: тангентальная, радиальная пятнистость, прожилки, разбросанные прожилки, групповые прожилки, следы от прожилок.
Тангентальная пятнистость — пятна на торцовых разрезах, вытянутые в тангентальном направлении по годичным слоям; на продольных разрезах наблюдается в виде многочисленных узких и длинных полос.
Радиальная пятнистоть — пятна на торцовых разрезах, вытянутые в радиальном направлении вдоль сердцевинных лучей; на продольных разрезах наблюдается в виде узких выклинивающихся к обоим концам продольных полос. Радиальная пятнистость образуется в результате воздействия грибов или насекомых.
Прожилки—пятна в виде тонких желтовато-бурых полосок рыхлой ткани, расположенных по границе годичных слоев. Они представляют собой заросшие следы повреждении камбиального слоя дерева личинками некоторых видов мух.
Разбросанные прожилки расположены одиночно, а групповые — скученно, в виде переплетающихся полосок.
Следы от прожилок — белесые или темноватые полоски на поверхности шпона, возникшие от залегающих под ней на глубине не более 1 мм прожилок.
Пятнистость на механические свойства древесины не влияет, в шпоне в местах скопления крупных пятен радиальной пятнистости иногда происходит растрескивание древесины.
Измеряют пятнистость по ширине и длине зоны, занятой пороком, в линейных мерах или долях размеров сортимента.
Внутренняя заболонь — группа смежных годичных слоев, расположенных в зоне ядра, окраска и свойства которых близки к окраске и свойствам заболони. Этот порок бывает на торцах в виде одного или нескольких колец разной ширины и более светлых, чем окружающая древесина; на боковых поверхностях — в виде полос такого же цвета. Встречается в древесине дуба, ясеня и других лиственных пород.
По механическим свойствам внутренняя заболонь не отличается от ядра, обладает повышенной проницаемостью для жидкостей и пониженной стойкостью к загниванию.
В круглых лесоматериалах внутреннюю заболонь измеряют по наружному диаметру и ширине ее кольца в миллиметрах или долях диаметра торца; по наименьшей ширине, свободной от порока периферической зоны торца, — в миллиметрах или долях диаметра торца.
В пилопродукции и шпоне внутреннюю заболонь измеряют по ширине и длине зоны, занятой пороком, в миллиметрах или долях размеров сортимента.
Водослой — это участки ядра или спелой древесины ненормальной темной окраски, появляющиеся в растущем дереве в результате резкого увеличения их влажности. Этот порок бывает на торцах свежесрубленной древесины в виде мокрых, темных, а зимой мерзлых, стекловидных пятен различной формы и величины, а на продольных разрезах — в виде полос. При высыхании древесины темная окраска почти исчезает, но на поверхности появляются мелкие трещинки. Водослой встречается у всех деревьев, чаще у хвойных, преимущественно в лесоматериалах из комлевой части ствола.
Водослой является причиной растрескивания, кроме того, он снижает ударную вязкость при изгибе и нередко сопровождается гнилью.
В круглых лесоматериалах водослой чаще всего измеряют по площади зоны, занятой пороком (в процентах от площади торца); в пилопродукции — по ширине и длине зоны, занятой пороком (в линейных мерах или долях размеров сортимента), а также по площади зоны, занятой пороком (в процентах от площади соответствующих сторон сортимента).
