Живое дерево

ЦВЕТ, ТЕКСТУРА И ЗАПАХ

На территории России, где под лесами занято 791,6 миллиона гектаров земли, то есть более 1/3 ее, произрастает огромное количество различных пород деревьев, обладающих прекрасными физическими, механическими и декоративными свойствами и широко используемых в строительстве, мебельном производстве, отделке интерьеров общественных зданий и жилых помещений, декоративно-прикладном искусстве.

Важной декоративной особенностью и диагностическим признаком древесины является ее цвет. Каждая древесная порода имеет только ей присущий цвет. Так, ядровые породы (сосна, лиственница, дуб и др.) характеризуются контрастом между светлой заболонью и более темным ядром, а заболонные (береза, осина, ольха, липа, граб и др.) — однотонны.

Цвет может меняться в зависимости от возраста, влияния воздушной среды, воздействия прозрачных отделочных материалов, угла отражения светового потока от изделия, сроков и условий эксплуатации вещи и т. д. Интенсивность цвета древесины усиливается с возрастом дерева и под влиянием прозрачных отделочных материалов.

Степень декоративности древесины повышает ее блеск — способность отражать направленные световые лучи. Блеск зависит от породы древесины, степени гладкости поверхности и характера освещения. Интересным блеском, особенно на радиальном срезе, отличается древесина дуба, клена, бука, ильма, платана, кизила, белой акации, то есть пород, у которых значительную часть поверхности радиального среза занимают сердцевинные лучи, состоящие из мелких клеток.

Не менее, чем цвет, декоративную ценность древесины определяет текстура — естественный рисунок на радиальном и тангенциальном срезах древесины, который зависит от характера расположения годичных колец и различной окраски в них ранней и поздней зон, строения самой древесины — рассеянно- или кольцепорового, наличия мелких или крупных сердцевинных лучей, отличающихся от окружающей их древесины по цвету, структуре, размеру и форме.

У древесины хвойных пород текстура однообразна и определяется шириной годичных колец и разницей в окраске ранней и поздней древесины. У колъцепоровых пород на продольных срезах текстура обусловлена перерезанными сосудами в ранних зонах годичных колец. У этих же пород, а также у рассеяннопоровых (бук, клеи, платан и др.) в образовании своеобразия текстуры участвуют сердцевинные лучи. У клена они хорошо видны только на радиальном срезе.

Особенно красива текстура у экзотических пород деревьев, к которым относятся около тридцати тропических видов с красновато-коричневой древесиной — южноамериканское и африканское махагони (калифорнийская секвойя, свитения, кайя и др.).

Образованию красивого рисунка способствуют наросты на стволах — наплывы, капы и капокорни, а также неразвившиеся почки (у клена так называемый «птичий глаз») и свилеватость. В промышленном производстве такие отклонения считаются браком, а для штучных поделок эта древесина особенно ценна не только в переносном, но и прямом смысле: в XVIII—XIX веках, например, красное дерево и капы продавались па пуды и по тем временам стоили очень дорого.

Почти каждой породе в той или иной мере присущ своеобразный запах, зависящий от содержания в древесине различных смол, дубильных веществ и пр. Сильный запах исходит от свежесрубленных деревьев хвойных пород, липы, осины, дуба и др. Слабый — от выдержанной древесины.

По запаху порой можно судить о доброкачественности древесины, а в некоторых случаях он служит дополнительным признаком для определения породы дерева. Так, например, для осины характерен кисловатый запах

ВЛАЖНОСТЬ И ГИГРОСКОПИЧНОСТЬ

Свойства древесины во многом зависят от ее влажности. В древесине различают влагу связанную (гигроскопическую), находящуюся в стенках древесных клеток в виде тончайших прослоек, и свободную, заполняющую полости клеток и межклеточные пространства.

Влажность ядра свежесрубленных хвойных деревьев, в зависимости от породы и условий произрастания, колеблется от 35 до 70 процентов, заболони — в 2—3 раза больше, а у лиственных пород разница во влажности ядра и заболони меньше. Наибольшее количество влаги находится у комля, в средине ствола ее содержание уменьшается, а к вершине снова повышается. Влажность зависит не только от времени года, она подвержена и суточным колебаниям.

Количество свободной влаги зависит главным образом от пористости древесины и ее наполненности, насыщенности водой. Чем древесина плотнее и тяжелее, тем меньше пор, и наоборот — чем легче и рыхлее, тем пор больше. Максимальная влажность древесины твердых пород колеблется от 80 до 120, а мягких — от 200 до 250 процентов.

Количество гигроскопической влаги у различных пород неодинаково и составляет от 23 до 35 процентов абсолютно сухого веса древесины.

В зависимости от влажности древесина условно делится на: абсолютно сухую — полностью лишенную влаги в сухом воздухе при температуре 100—105 градусов; комнатно-сухую — высушенную до 8—12 процентов в условиях длительного хранения в отапливаемых помещениях; воздушно-сухую — выдержанную на воздухе до 15—20 процентов и не увлажненную осадками; свежесрубленную, или сырую,— влажностью 50—100 процентов; мокрую — влажностью свыше 100 процентов от абсолютно сухой.

Так что когда речь идет о древесине 250-процентной влажности, удивляться не следует.

Гигроскопичностью древесины называется ее свойство поглощать влагу из окружающего воздуха. Гигроскопичность зависит от породы дерева меньше, чем от температуры и влажности воздуха. С повышением температуры влагопоглощение понижается, а с повышением влажности воздуха увеличивается. Влагопоглощение вызывает изменение формы, размеров и прочности древесины, и именно от этого зависит прочность изделий. Гигроскопичность уменьшается при отделке продукции водоотталкивающими составами.

УСУШКА И РАЗБУХАНИЕ

Усушка вызывает уменьшение в древесине содержания связанной влаги. Полное удаление такой влаги приводит к сокращению линейных и объемных размеров, и наоборот — при увлажнении сухой древесины свыше точки насыщения волокон, то есть более 30 процентов влажности, она разбухает и увеличивается в размерах.

Изменение линейных размеров при удалении связанной влаги до абсолютно сухого состояния составляет в среднем в тангенциальном направлении 6—10 процентов, радиальном — 3—5, продольном — 0,1—0,3 процента. Если изменением размеров во всех направлениях практически можно пренебречь при склеивании щитов или резьбы панно, то объемные изделия, особенно шкатулки, поставцы, ларцы, следует конструировать с учетом возможных изменений размеров в различных условиях эксплуатации так, чтобы неизбежная деформация отдельных узлов и частей происходила свободно, без нарушения формы и прочности изделия.

Величина усушки и разбухания зависит от породы, плотности древесины и направления волокон. Наибольшие значения усушки и разбухания, как уже сказано, наблюдаются в тангенциальном направлении, тогда как в радиальном они в полтора-два раза меньше, а вдоль подокон — в десятки раз. Более плотные и тяжелые породы усыхают быстрее и больше, чем легкие и рыхлые.

Различия в усушке и разбухании по разным направлениям являются основными причинами коробления древесины вследствие образования внутренних напряжений. Этот процесс возникает в древесине без приложения усилий из-за неоднородных деформаций не только при сушке и увлажнении, но и пропитке водоотталкивающими составами. Внутренние напряжения возникают даже в момент роста дерева (крень) и в других случаях Основные виды покоробленности - поперечная, продольная по пласти, продольная по кромке, крыловатость.

Поперечное коробление связано с разной усушкой или разбуханием в радиальном и тангенциальном направлениях. Его характер зависит от расположения годичных слоев и места выпиловки досок и брусьев из бревна. Чем дальше от сердцевины выпилена доска, тем большему короблению она подвергается в противоположную от сердцевины сторону, к наружному слою годичных колец, принимая желобообразный профиль.

Продольное коробление определяется некоторыми пороками древесины (крупные сучки, крень и др.). Так, например, крупные сучки, высыхая, «стягивают» древесину и происходит продольная покоробленность по пласти, а если такой сучок одновременно выходит на пласть и на кромку, то происходит покоробленность по пласти и по кромке. В случае крени покоробленность по кромке происходит и без сучков.

Покоробленность может возникнуть и при механической обработке: одностороннем фрезеровании, распиловке доски по толщине и др. Так, продольное коробление по кромке может возникнуть при распиловке косослойной доски. В этом случае происходит зажим пилы, который нередко приводит к выбросу доски в сторону распиливающего, что может привести к травме. В случае зажима доску следует развернуть и начать распил с противоположного конца.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

Деловые качества древесины определяются шириной годичных слоев, содержанием поздней древесины, равнослойностью, величиной и распределением по поверхности материала естественных неровностей. Одно из основных механических свойств древесины заключается в ее способности сопротивляться разрушению под воздействием нагрузок.

Твердость и прочность

Для резчика больший интерес представляет твердость древесины, то есть способность материала сопротивляться проникновению в него постороннего тела, в данном случае резца. По торцевой твердости (кгс/см2) при влажности 12 процентов породы деревьев разделяются на группы: мягкие, 385 и менее; твердые, 386—825; очень твердые, более 825.

Большие колебания в прочности вызывает неоднородность строения древесины в пределах одной породы и да-

же одного дерева. Особенно большое влияние на прочность оказывает влажность: сырая древесина в 2 — 2,5 раза уступает в прочности воздушно-сухой. Прочность при изгибе в среднем в 1,5 — 2 раза больше прочности на сжатие волокон, а сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон составляет в среднем 1/12 — 1/20 часть от сопротивления сжатию вдоль волокон.

Упругость и пластичность

Древесина отличается большой упругостью — способностью возвращаться к первоначальному состоянию и размерам после прекращения воздействия на нее внешних сил. Упругость зависит от многих причин.

Большей упругостью обладает древесина мелкослойная и с одинаковой шириной годичных слоев, воздушно-сухая древесина по упругости превосходит сырую в полтора-два раза, а наиболее плотные породы являются и наиболее упругими.

Пластичность древесины, то есть способность материала сохранять ту или иную приданную ему форму, зависит от породы, возраста, влажности древесины, температуры и других условий. Так, лиственные породы пластичнее хвойных, древесина заболони гнется лучше, чем древесина ядра.

Механические характеристики древесины изменяются в зависимости от породы, места произрастания, зоны в поперечном сечении ствола, направления волокон, наличия пороков и их расположения, влажности и других условий. Эти свойства древесины необходимо учитывать в той или иной мере при изготовлении не только объемных, но и линейных предметов из древесины.