Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ЛЕКЦИЯ № 2. Виды пороков древесины

/. Сучки, трещины

Пороки древесины — это отклонения от нормы в строении ствола, все нарушения физического состояния. К порокам относят: сучки, трещины, пороки формы ствола, строения древесины, химические окраски, грибные поражения, био­логические и механические повреждения, пороки обработки и покоробленность.

Самым распространенным пороком являются сучки — ос­нования ветвей, которые имеются в древесине ствола. При раз­делке древесины на ее поверхности выявляются сучки разных форм и видов. По форме разреза на поверхности древесины можно увидеть сучки круглые, овальные и продолговатые, причем по степени срастания с древесиной они еще подраз­деляются на сросшиеся, частично сросшиеся и несросшиеся, или выпадающие. При разделке древесины на доски сучки могут иметь разное положение — пластевые, кромочные, ре­бровые, сшивные — в случае продольного сечения сучка часть его выходит одновременно на два ребра одной и той же сто­роны доски и торцовые — когда сучок оказывается на торце доски. По взаимному расположению сучков на пиломатериа­лах они подразделяются на разбросанные — одиночные или отстоящие друг от друга на значительном расстоянии, груп­повые и разветвленные.

По состоянию древесины самого тела сучка они делятся на: светлые здоровые, темные здоровые, здоровые с трещина­ми, загнившие, гнилые и «табачные», у которых выгнившая древесина полностью или частично заменена рыхлой массой ржаво-бурого или белесого цвета. Наличие сучков в древеси­не приводит к снижению прочности, затрудняет ее обработку и склеивание, снижает качество (особенно при большом их количестве и диаметре). Значительно снижают качество дре­весины несросшиеся и загнившие сучки, а в некоторых слу-

чаях они делают древесину непригодной для изготовления из­делий (например, досок).

Другим видом порока древесины являются трещины, об­разующиеся при разрыве древесины вдоль волокон. Трещи­ны возникают в растущем и срубленном дереве. К первым относят метиковые, отлупные и морозные, ко вторым — тре­щины усушки.

Наибольшую протяженность имеют метиковые трещины, которые проходят через сердцевину ствола дерева, причем при высыхании заготовленной древесины размеры их увели­чиваются. В круглых заготовках древесины такие трещины обычно возникают на торцах, в пиломатериалах или деталях — на торцах и боковых поверхностях.

При расслоении древесины по годовому слою образуются отлупные трещины, причем обычно на границе резкого пере­хода межслойной древесины в крупнослойную, и встречают­ся у деревьев всех пород. Во время сушки древесины проис­ходит увеличение отлупной трещины.

При сушке древесины под воздействием внутренних на­пряжений возникают трещины усушки. Этот вид трещин от других (метиковых и морозобойных) отличается меньшей про­тяженностью и глубиной.

В досках трещины могут выходить на пласть, кромку или торец. Соответственно они называются пластевыми, кромоч­ными и торцовыми. Трещины, особенно сквозные, нарушают целостность древесного материала и снижают его механиче­скую прочность.

2. Пороки формы ствола

Переработку древесины всех пород очень часто осложняют встречающиеся пороки формы ствола: сбежистость, оваль­ность, наросты, кривизна и закомелистость.

Сбежистость выражается в уменьшении диаметра бревна или ширины необрезной доски, превышающих нормальный сбег, который равен 1 см на 1 м длины сортимента. Как пра­вило, она больше у лиственных пород, особенно у деревьев, выросших на просторе, а по длине ствола — в вершинной части. Этот вид порока формы ствола увеличивает количество отхо­дов при распиловке и лущении круглых лесоматериалов и об-

условливает появление в шпоне радиального наклона воло­кон. Овальность ствола представляет собой эллипсовидную форму поперечного сечения торца, у которого больший диа­метр в 1,5 и более раза превышает меньший.

Осложняют переработку древесины наросты в виде местно­го утолщения ствола различных форм и размеров. Наросты образуются в результате разрастания тканей под воздейст­вием различных раздражителей — грибов, низких или высо­ких температур и т. д., а также при пожарах, механических повреждениях и по другим причинам.

Рис. 2. Наросты: а) гладкий, б) бугристый

Гладкие наросты (рис. 2а) часто возникают на стволах сос­ны и березы. Годичные слои в местах наростов обычно шире, чем в стволе. Бугристые наросты, или капы (рис. 26), обра­зуются в основном на стволах березы, ореха, а также клена, ольхи черной, ясеня, бука, тополя и др. Древесина в зоне ка­пов имеет неправильное строение со свилевато-волнистым направлением волокон и с темноокрашенными включения­ми в виде небольших пятен, черточек и точек. В разрезах ка­пы имеют красивую текстуру, поэтому они применяются как материал для художественных поделок и изготовления стро­ганного шпона.

Такой порок ствола, как его кривизна, также затрудняет использование круглых лесоматериалов и увеличивает ко­личество отходов при распиловке. Кривизна ствола — это отклонение продольной оси от прямой линии, причем она может быть с одним изгибом и сложной — с двумя и более изгибами.

Часто встречается такой вид порока ствола, как закомели­стость, который выражается в резком увеличении диаметра комлевой части круглых лесоматериалов, т. е. когда диаметр комлевого торца в 1,2 раза больше, чем диаметр на расстоянии метра от этого торца. При распиловке и лущении древесины наличие такого порока приводит к увеличению количества от­ходов и, кроме того, обусловливает появление в шпоне ра­диального наклона волокон. Закомелистость также затрудняет использование круглых лесоматериалов по назначению и ос­ложняет переработку древесины.

3. Пороки строения древесины

При переработке древесины часто встречаются пороки строения древесины, связанные с неправильным строением ствола. Различают следующие виды пороков строения древе­сины:

1) косослой, или наклон волокон, представляющий собой отклонение волокон от продольной оси ствола;

2) крень — сплошная или местная в виде резкого утолще­ния древесины поздних годичных слоев;

3) свилеватость — резко волнистое или путаное располо­жение древесных волокон (заготовки древесины с таким пороком используются при изготовлении художественных изделий, мебели, топорищ и различных поделок);

4) завиток — местное искривление годичных слоев около сучков или проростей (древесина с таким пороком ис­пользуется в мебельном производстве и художественных промыслах);

5) кармашки смоляные. Встречаются в древесине хвойных пород, особенно у ели, представляют собой полости между годичными слоями, заполненные смолой;

6) засмолок — участок древесины хвойных пород, обиль­но пропитанный смолой;

7) двойная сердцевина — две сердцевины в одном попе­речном сечении бревна, которые образуются в месте раз­двоения ствола;

8) пасынок — отставшая в росте и отмершая вторая вер­шина, которая обычно располагается под острым углом;

Рис. 3. Пороки строения древесины: 1 — разновидности наклона волокон: а — тангенциальный наклон в круглых лесоматериалах; б — местная; 2 — кренъ: а — сплошная; б — местная; 3 — волокнистая свилеватость у березы; 4 — завиток одно­сторонний; 5 — кармашек; 6 — двойная сердцевина в стволе сосны; 7 — пасынок; 8 — сухобокостъ; 9 — рак сосны; 10 — прорость: а — открытая; б — закрытая; 11 — ложное ядро: а — округлое; б — звездчатое; в — лопастное

9) сухобокость. Возникает в результате повреждения коры растущего дерева в виде омертвевшего участка ствола;

10) прорость. Представляет собой заросшую рану, как пра­вило, заполненную остатками коры и омертвевшими тка­нями;

11) рак, который является раной дерева и возникает на по­верхности ствола в результате деятельности паразитных грибов и бактерий, при этом изменяются строение древе­сины и форма ствола;

12) ложное ядро, которое напоминает настоящее ядро, но отличается более неоднородным строением и менее пра­вильной формой, выделяется как темная, неравномерно окрашенная зона в центральной части ствола, отделяется от заболони темной, а иногда светлой полосой, появляется от воздействия грибов, сильных морозов, как реакция на раны и по другим причинам, при этом древесина ложного ядра более хрупкая и менее прочная, а внешний вид, как правило, хуже;

13) внутренняя заболонь — наличие нескольких годовых слоев в ядровой древесине, которые по цвету и свойствам похожи на заболонь, причем она имеет пониженную стой­кость к загниванию и повышенную проницаемость для жидкостей;

14) водослой — порок древесины в виде участков, имею­щих повышенную влажность в результате действия бакте­рий, грибов, проникновения дождевой воды через раны или от перенасыщенности почвы влагой.

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.

5. Химические окраски, биологические повреждения и покоробленность

В процессе переработки древесины нередко встречается такое явление, как химическая окраска древесины, — ненор­мально окрашенные участки в срубленной древесине, возни­кающие в результате химических и биохимических процессов.

В большинстве случаев она связана с окислением дубиль­ных веществ. Обычно такие участки расположены в поверх­ностных слоях древесины — на глубине 1—5 мм.

Как показывает практика обработки древесины, химиче­ские окраски изменяют только ее цвет и блеск, а остальные свойства древесины остаются без изменения. При интенсив­ной природной окраске внешний вид древесины ухудшается, но при ее высыхании химическая окраска постепенно выцве­тает.

При нарушении технологии хранения свежесрубленных лесоматериалов древесина подвергается биологическим по­вреждениям в виде червоточин — ходов и отверстий, проделан­ных в древесине насекомыми и их личинками (жуками, ба­бочками, термитами и др.). Оптимальные условия для жизни этих насекомых — температура +18—20 °С и относительная влажность воздуха 60—80%. Червоточины бывают различны­ми по глубине проникновения: поверхностные (глубиной не более 3 мм), неглубокие (не более 5 мм в круглых лесоматериа­лах и не более 5 мм в пиломатериалах) и глубокие. При этом они могут быть несквозными и сквозными, т. е. выходящими на две противоположные стороны доски.

Поверхностная червоточина не влияет на механические свойства древесины, а неглубокая и глубокая нарушают це­лостность древесины и снижают механические свойства.

При длительном хранении с нарушением технологии в дре­весине может образоваться так называемая трухлявая черво-

точина, которая вызывается домовыми вредителями, способ­ными развиваться и сухой древесине, — мебельными и домо­выми точильщиками, домовым усачом, термитами. В этом случае число глубоких ходов велико, и древесина внутри них превращается в трухлявую массу с большим содержанием бу­ровой муки.

При сушке или увлажнении, а также при механической обработке в результате анизотропии усушки — разбухания и внутренних напряжений в древесине — часто наблюдается такое явление, как покоробленность в виде изменения формы сортимента. Покоробленность пиломатериалов бывает раз­ных видов: продольная по пласти, сложная, продольная по кромке, поперечная, а также наподобие крыла (крылова-тость) (рис. 4). Характер покоробленности зависит от выпи­ловки его из бревна. Покоробленность снижает качество пи­ломатериалов и изделий из древесины, осложняет обработку и раскрой, увеличивает количество отходов и в целом затруд­няет использование древесины.

Рис. 4. Виды покоробленности: а — поперечная по пласти; б — про­дольная по пласти; в — крыловатостъ

Явление покоробленности чаще всего наблюдается у пи­ломатериалов, полученных при обработке березы.

6. Инородные включения,

механические повреждения

и пороки механической обработки

В ряде случаев в процессе обработки древесины обнару­живаются инородные включения в виде постороннего тела

недревесного происхождения — гвоздь, проволока, металли­ческий осколок или камень. Внешним признаком такого по­рока могут быть местное вздутие и складки коры в древесине, вмятина, отверстие. Такие включения затрудняют механиче­скую обработку древесины и нередко бывают причиной по­вреждения режущих инструментов — фрез, дисковых пил, резцов и т. д.

Механические повреждения и пороки механической об­работки могут иметь различный характер и различное проис­хождение.

Иногда попадается обугленная древесина. Обугленность древесины является результатом повреждения ее огнем, при этом изменяется ее форма, что затрудняет использование и вы­зывает потерю древесины.

Карра — это повреждение ствола при подсочке, которое вызывает засмоление древесины.

Обзол представляет собой часть боковой поверхности бревна, которая сохранилась на обрезной доске или детали, что приводит к уменьшению фактической ширины доски и за­трудняет ее использование.

При обработке древесины режущим инструментом обра­зуются риски на ее поверхности, волнистость — неплоский пропил или неровности в виде дугообразных возвышений и впадин в результате цилиндрического фрезерования дре­весины.

Некачественная обработка древесины приводит к появле­нию ворсистости поверхности в виде наличия не полностью отделенных волокон и мшистости — наличия пучков не пол­ностью отделенных волокон и мелких частиц древесины. За­руб — местное повреждение поверхности древесины топо­ром. Запил — местное повреждение поверхности древесины режущим инструментом (пилой). При заготовке и обработке лесоматериалов возникают отщепы — отходящие от торца круглого лесоматериала боковые трещины. При аналогичных работах нередко получаются вырывы — углубления с неров­ными поверхностями в результате местного удаления древе­сины при воздействии инструментов или механизмов. При об­работке древесины режущим инструментом против волокон часто наблюдаются различные механические захваты, кото­рые оставляют вмятины — углубления на поверхности, обра-

зованные в результате местного смятия древесины, а таюке царапины — повреждения поверхности в виде узкого длинно­го углубления.

В результате выщербины режущей кромки инструмента образуются гребешки — участки необработанной поверхно­сти в виде узкой полосы, выступающей над обработанной по­верхностью.

При шлифовании поверхности древесины иногда полу­чается такой дефект, как прошлифовка — удаление части дре­весины ниже уровня обрабатываемой поверхности.

При повышенном трении режущих инструментов в про­цессе обработки древесины нередко случается такой дефект, как ожог древесины в виде потемневшего участка обрабаты­ваемой поверхности.

Вышеперечисленные дефекты древесины снижают качест­во обработки, влияют на склеивание, отделку и облицовыва­ние материала или целого изделия, в ряде случаев ухудшают внешний вид и нарушают целостность древесины, ухудшают механическую прочность и затрудняют использование.