Пороки строения древесины
Отклонение волокон от продольной оси сортимента называется наклоном волокон. Этот порок, который раньше носил название косослой, встречается у всех пород. Различают тангенциальный и радиальный наклон волокон. Тангенциальный наклон волокон обнаруживается на боковой поверхности круглых сортиментов и на тангенциальных пластях пиломатериалов; он связан с природным винтообразным расположением волокон в стволе. На стволах растущих деревьев и на неокоренных лесоматериалах тангенциальный наклон заметен по спирально расположенным трещинам коры, на окоренных круглых сортиментах — по винтообразным трещинам, на тангенциальной поверхности пиломатериалов — по отклонению направления смоляных ходов, сердцевинных лучей, трещин и полосок грибных поражений от продольной оси сортимента (рис. 85, а).
Если нет достаточно четких признаков, наклон волокон в пиломатериалах может быть обнаружен по рискам от легкого прочерчивания тонким, но не острым инструментом вдоль волокон. Он может быть также обнаружен путем пробного продольного раскола сортимента. Радиальный наклон волокон наблюдается при перерезании годичных слоев на радиальной или близкой к ней поверхности пиломатериала. Эта разновидность наклона волокон (по старой терминологии — искусственный косослой) получается при распиловке сильно сбежистых, закомелистых и кривых бревен. Если резы пилы проходят параллельно сердцевине, годичные слои и, следовательно, волокна на радиальной поверхности пиломатериала расположены под углом к ребру сортимента (рис. 85, б). В этом случае на тангенциальной поверхности пиломатериалов, а также при лущении на шпоне видны близко расположенные границы годичных слоев.
Радиальный наклон волокон получается также при раскрое на более мелкие заготовки (бруски, рейки) сердцовых (радиальных) досок под углом к их оси. Тангенциальный наклон волокон представляет собой очень распространенное природное явление; наиболее часто встречается он в стволах сосны, ели, лиственницы, граба и др. Широко распространен он в ленточных борах Западной Сибири и на Урале, где число стволов сосны с наклоном волокон достигает 78—88%. В наибольшем количестве этот порок встречается в древесине перестойных деревьев.
Рис. 85. Наклон волокон и способ его измерения: а — тангенциальный наклон; б — радиальный наклон.
В пределах одного древостоя он чаще наблюдается в более толстых стволах; это объясняется тем, что тангенциальный наклон волокон увеличивается с возрастом, достигая максимума в периферических слоях древесины. Изменение величин наклона волокон по радиусу ствола приводит к тому, что угол наклона волокон на противоположных (тангенциальных) сторонах пиломатериалов различен. Наклон волокон часто увеличивается по высоте ствола и в удаленных от комля отрезах ствола он возрастает. Спиральное направление волокон объясняется формой клеток камбия: благодаря наклону поперечных стенок вновь образованные клетки древесины при росте в длину отклоняются от вертикального направления и растут косо.
Однако причина того, что наклон поперечных стенок клеток камбия направлен в определенных случаях в одну сторону, остается невыясненной. Полагают, что существенное влияние при этом оказывает ветер, а возможно, и другие факторы — индивидуальные особенности, наследственность. Толщина тангенциальных стенок ранних и поздних трахеид древесины сосны с наклоном волокон, по проведенным исследованиям, оказалась в среднем на 18% больше, чем у прямоволокнистой древесины; число окаймленных пор на трахеидах также значительно больше, чем у прямослойной древесины (при угле наклона волокон 15° это увеличение составило 50%), причем поры сосредоточены в средней части трахеид.
Наклон волокон на тангенциальной поверхности пиломатериалов может быть не связан со спиральным расположением волокон в стволе дерева. Эта разновидность тангенциального наклона волокон получается в результате распиловки прямоволокнистои доски (бруса) на мелкие детали при направлении резов под углом к продольной осп исходного сортимента. Отличить этот вид порока от природного тангенциального наклона волокон можно по одинаковой величине угла наклона волокон на противоположных сторонах сортимента. Величина наклона определяется по отклонению волокон от продольной оси или кромки сортимента на участке длиной 1 м. В круглых сортиментах это отклонение может измеряться в долях диаметра верхнего торца или в сантиметрах, а в пиломатериалах — только в сантиметрах. Обычно величина наклона волокон выражается в процентах. Для этого используют формулу:
где К — величина наклона волокон, %; l — длина измеряемого участка сортимента, см (мм); h — величина отклонения волокон от продольной оси сортимента на данном участке l, см (мм).
Тангенциальный и радиальный наклоны волокон измеряют соответственно на тангенциальной или радиальной поверхности сортимента (см. рис. 85). В шпоне при перерезании годичных слоев определяется среднее расстояние между их границами, измеренное на участке длиной 100 мм в зоне наиболее тесного расположения годичных слоев. В зависимости от величины наклона волокон и вида действующих усилий прочность древесины существенно уменьшается. Наибольшее снижение прочности наблюдается при растяжении вдоль волокон, заметно снижение Прочности при статическом изгибе и наименьшее влияние оказывает этот порок на прочность при сжатии вдоль волокон. Чем больше величина наклона волокон, тем сильнее снижается прочность древесины.
Таблица 63. Механические свойства древесины при различном наклоне волокон.
Показатели (% от показателей прямоволокнистой древесины) при наклоне волокон, %
Пороки древесины: их виды и влияние на качество материала. Подробная классификация по ГОСТ
Пороки древесины регламентируются государственным стандартом ГОСТ 2140-81. В соответствие с этим документом все видимые дефекты, которые снижают физико-механические характеристики древесины, делят на 9 больших групп. Нумерация обозначает, насколько часто встречаются те или иные пороки: в начале списка находятся наиболее распространенные дефекты, в конце – те, что встречаются реже.
Группы древесных пороков по ГОСТ 2140-81:
Каждая из указанных групп включает отдельные виды дефектов, а большая часть из них имеет свои подвиды. В итоге получается довольно большой список. И это только те пороки, которые официально стандартизированы. Помимо них также существуют дефекты, отсутствующие в ГОСТ.
В этом материале мы разберемся с запутанной классификацией древесных пороков и покажем, как все они выглядят в реальности.
Сучки
Слева-направо: здоровый круглый сучок (сросшийся), овальный сросшийся с трещинами, овальный несросшийся
Схема образования сучков: 1 — первичные; 2 — вторичные
Трещины
Трещины — это разрывы вдоль волокон, которые возникают из-за избытка внутренних напряжений в материале. У каждой древесины есть свой предел прочности на растяжение поперек волокон. Когда внутренние напряжения превышают этот показатель – возникают трещины. Такие разрывы могут появляться в растущих деревьях, срубленном пиловочнике или уже раскроенном пиломатериале.
Трещины портят внешний вид древесины и сильно снижают ее физико-механические характеристики. Помимо этого они упрощают проникновение вглубь сортимента влаги и агентов биопоражения, что приводит к ускоренному разрушению древесного материала. Далее мы вкратце рассмотрим основные виды трещин.
Метиковые трещины
Длинные, радиально направленные трещины, тянущиеся через середину древесного ствола на 10 м и более. Бывают двух типов: простые (одиночные) и сложные (множественные).
Метиковая трещина в кряже и готовом пиломатериале (с выходом на пласть, кромку и торец)
Метиковые трещины сосредоточены в ядре и, как правило, не доходят до периферии ствола. Таким образом внешне они обычно остаются незаметными, но по мере усушки бревна могут проявляться на поверхности. Небольшие метики, смещенные от центра к периферийной части, называют ветреницами.
Метик обычно образовывается естественным образом, в процессе роста дерева. Появление таких трещин также возможно при валке – при резких скачках внутренних напряжений из-за ударов дерева о землю.
Отлупные трещины
Отлупными трещинами, или просто отлупом, называют отслоения в сердцевинной части ствола. На спиле отлуп выглядит как большая дугообразная или кольцевидная трещина. В таком виде ее можно рассмотреть только на торцах бревен. В уже раскроенных досках или брусе она принимает вид продольных трещин или желобковых углублений (основные виды отлупа в доске и брусе показаны на фото).
Отлуп в кряже и пиломатериалах (с выходом на пласть, кромку и торец)
Морозная трещина
Неофициальное название – морозобоина. Это трещины, представляющие собой наружные разрывы, тянущиеся вдоль всего дерева. Они распространяются от поверхности в середину ствола по радиальным направлениям. Морозобоины появляются в живых деревьях из-за резкого понижения температуры. В соответствие с ГОСТом к этому типу пороков также причисляют громобоины – растрескивания, образующиеся после попадания в деревья молний.
Морозная трещина (морозобоина) — в кряже и брусе
Трещины усушки
Как следует из названия, такие дефекты возникают из-за роста внутренних напряжений в процессе сушки. Это наружные трещины, которые распространяются от поверхности к центру ствола по радиальным направлениям. В отличие от трещин естественного происхождения (метиков или морозобоин) они не такие широкие и глубокие. В зависимости от того на какой стороне пиломатериалов находятся дефекты, трещины усушки классифицируют на торцевые, боковые, пластевые или кромочные.
Трещины усушки: в бревне и пиломатериалах (пластевые, кромочные, торцевые)
Дефекты формы ствола
Сбежистость
Все стволы постепенно уменьшают свой диаметр от комлевой части к вершине — такое естественное сужение называется сбег. Но когда на каждый метр длины заготовленного сортимента диаметр сужается больше, чем на 1 см – это считается пороком, называемым сбежистостью. Он чаще встречается у деревьев лиственных пород, чем у хвойных. Аномальное сужение ствола увеличивает объем отходов при промышленной обработке; также сбежистость становится причиной радиального наклона волокон в доске и брусе, что для пиломатериалов считается дефектом.
Закомелистость
Это одно из проявлений сбежистости, когда диаметр аномально увеличен только в нижней (комлевой) части ствола. О таком пороке можно говорить, если диаметр комлевой части превышает диаметр остального ствола (на расстоянии 1 м от расширения) более, чем в 1,2 раза. Зависимости от того, какую форму расширение имеет на спиле, выделяют округлую (правильную) и ребристую (неправильную) закомелистость.
Округлая и ребристая закомелистость
Овальность
Наросты
Это разного рода локальные утолщения, возникающие на стволе и реже – ветках. Под слоем коры они могут иметь конусообразные выпуклости (характерно для капа) или гладкую поверхность (характерно для сувели).
Из-за своей формы, твердости и структурной аномалии сортимент с наростами не подходит для стандартных деревообрабатывающих процессов. Но благодаря своей уникальной текстуре древесина наростов – ценное сырье для художественных поделок и создания декоративных изделий, а в промышленной деревообработке ее используют для изготовления шпона.
Кривизна
Под этим пороком понимают искривление древесного ствола по длине. Часто это происходит после потери верхушечного побега, когда дерево продолжает расти от боковой ветви. Также кривизна обуславливается естественным наклоном дерева в сторону большей освещенности или, когда оно растет на склоне. Кривизна ствола может быть простой (один изгиб) или сложной, со множественными изгибами.
Кривизна ствола: простая и сложная
Пороки строения древесины
Наклон волокон (косослой)
Наклон волокон, или неофиц. косослой – часто встречаемый порок древесины, который характеризуется отклонением направления волокон от продольной оси ствола. Выделяют два типа наклона волокон в древесине – тангенциальный и радиальный.
Наклон волокон (косослой): тангенциальный (природный) в сосновом бревне, радиальный (искусственный) в доске и природный
Наклон волокон снижает прочность пиломатериалов, увеличивает усушку в продольном направлении, вызывает винтовую покоробленность досок.
Свилеватость
Свилеватостью, или просто свилью, называют извилистое или хаотичное расположение древесных волокон. Эта особенность чаще встречается у лиственничных деревьев и бывает двух типов:
Волнистая свилеватость у ясеня (слева) и путанная свилеватость у березы (справа)
Свилеватую древесину сложно обрабатывать, но она очень ценится из-за своей красивой и нестандартной текстуры. Локальные искривления годичных колец, которые часто путают со свилью, называют завитками. При внешней схожести они относятся к отдельной группе пороков.
Крень
Дефект в виде мнимой утолщенности и потемнения поздней древесины (темных годичных колец). Встречается в изогнутых частях дерева (ветках и стволах), обращенных к земле. Порок в большей степени характерен для хвойных пород, особенно ели и пихты; также часто встречается у деревьев, растущих на склонах.
Выделяют крень двух типов:
Крень: местная (1) и сплошная (2)
На продольных срезах пиломатериалов и в шпоне крень проявляется в виде темных полос. Область крени отличается повышенной твердостью и придает древесине прочность при сжатии и статическом изгибе. Вместе с тем такой порок снижает прочность при растяжении, резко увеличивает усушку вдоль волокон, способствует растрескиванию и продольному короблению досок и бруса. Также зона крени значительно снижает водопоглощение древесины, что затрудняет ее отделку пропиточными составами.
Ложное ядро
Внутренняя зона древесины темного цвета, которая внешне напоминает ядро, но функционально не является таковым. Встречается у лиственничных пород, чаще у березы, граба, липы, бука, ольхи или осины. Для такого псевдо ядра характерно несовпадение его границы с годичными кольцами, а также наличие темной каймы, на границе со светлой древесиной. По форме ложное ядро бывает круглым, лопастным и в форме звездочки.
Внутренняя заболонь
Визуально довольно интересный порок, проявляющийся в виде светлой кольцевой прослойки внутри темного ядра. Встречается у лиственных пород, чаще таких как дуб или ясень. Подобная аномалия возникает из-за нарушений в работе камбия в период сильных морозов. Несмотря на довольно интересный эффект на торцевом спиле, внутренняя заболонь нарушает прочность ядровой части древесины и менее влагостойка.
1. Внутренняя заболонь; 2. Ложное округлое ядро; 3. Ложное лопастное ядро
Сухобокость
Сухобокость, или сухобочина, – локальное омертвение снаружи ствола, образовавшееся в местах механического повреждения коры и слоя камбия на растущем дереве. Выглядит как углубленный участок, вытянутый по длине ствола с одной стороны. По краям сухобочина имеет характерные наплывы. Возникает из-за обдиров, механических ударов, повреждений ствола после пожаров. Встречается на всех видах деревьев. У хвойных пород древесина, прилегающая к сухобочине, как правило, обильно пропитана смолой. Древесина в области сухобочины часто имеет грибные окрасы, а также изъедена насекомыми (рогохвостами).
Данный порок изменяет правильную форму круглых лесоматериалов, влечет локальную деформацию годичных колец и нарушает целостность древесины в местах наплывов. Все это негативно сказывается на физико-механических свойствах древесины и снижает выход пиломатериала и шпона в процессе промышленной обработки.
Прорость
Проростью называют заросшую или зарастающую рану на поверхности ствола, в которой содержится кора и омертвевшая древесина. Прорость бывает двух типов открытая (частично заросшая рана) и закрытая (полностью заросшее повреждение). Прорость нарушает целостность древесины и вызывает локальную деформацию годичных колец, что негативно сказывается на физико-механических свойствах конечного пиломатериала.
Прорость: открытая (слева) и закрытая (справа)
Засмолок
Засмолок — участки хвойной древесины, обильно пропитанные смолой. Визуально они отличаются от остальной древесины более глубоким темным цветом. Образуются в результате механических повреждений древесного ствола. Наиболее типичен для сосны. На бревнах обнаруживается по наличию ран и скоплению смолы.
Засмоленные участки имеют меньшую проницаемость и не так активно впитывают влагу; также у них выше плотность и стойкость к биопоражениям. При этом засмолки хуже обрабатываются режущим инструментом и доставляют много проблем в процессе отделки.
Смоляные кармашки
Пороки хвойной древесины, представляющие собой полости, в которых содержатся смолы или камеди. В растущем дереве кармашки появляются из-за подкоркового повреждения камбия или в результате нагревания ствола солнечными лучами в холодное время года. Смола, присутствующая в таких полостях, затрудняет распиловку сортимента, а также последующую обработку, отделку и склейку древесины.
В мелких деталях кармашки снижают прочность древесины, в то время как в крупных конструкционных элементах их негативное влияние на прочность незначительно.
Засмолок на торце и пласти доски (слева) и смоляной кармашек на торце бревна (справа)
Поражения грибами
Ядровые пятна
Порок, в виде неестественных изменений цвета древесины в центральной (ядровой) зоне ствола, вызванный активностью деревоокрашивающих грибов. Встречается в растущих деревьях всех видов, в срубленном сортименте развитие порока останавливается. Изменение цвета может быть различным: от естественных ядровых цветов (бурого или красно-коричневого), до типичных грибных окрасов, например, темно-фиолетового или черного.
Грибные ядровые пятна и полосы сосны (1) и березы (2)
Изменение цвета под воздействием деревоокрашивающих грибов никак не влияет на прочность древесины. Конечно, это портит товарный вид пиломатериалов, но проблема неприглядных выкрасов легко исправляется при помощи отбеливателей.
Отдельно отметим, что грибные выкрасы — это не только эстетическая проблема. Если не предпринимать мер, под воздействием деревоокрашивающих грибов древесина начнет увеличивать водопоглощение, из-за чего в ней образуется благоприятная среда для развития дереворазрушающих грибов, что в свою очередь уже является серьезной проблемой.
Ядровая гниль
Возникает в толще растущих деревьев под воздействием разрушающих грибов. Выделяют ядровую гниль нескольких видов.
Ядровые гнили: 1. пестрая ситовая; 2. бурая трещиноватая; 3. белая волокнистая
Заболонные окраски
Изменения цвета заболони под воздействием деревоокрашивающих грибов. Распространенными разновидностями таких окрасок являются:
Различные виды заболонных окрасов
Заболонная гниль
Загнивания в виде пятен и полос, охватывающих всю заболонь. У хвойных поражения имеют желто-бурый цвет, у лиственных — гниль принимает более пестрый окрас. Древесина, пораженная такой гнилью, теряет физико-механические характеристики, увеличивает впитываемость влаги и быстро разрушается.
Наружная трухлявая гниль
Такой вид гнили является результатом поражения древесины сильными дереворазрушающими грибами. Возникает в ядровой и заболонной части и-за неправильного хранения материалов на протяжении длительного времени. На начальных этапах проявляется в виде изменений цвета: сначала древесина становится светло-коричневой, затем — темно-бурой. Впоследствии происходит быстрая деградация физико-механических свойств: в структуре дерева появляется сетка трещин и материал начинает распадаться характерными прямоугольными кусочками. При этом пораженная древесина становится опасным соседом для здоровых пиломатериалов.
Спил кряжа, пораженного наружной трухлявой гнилью (слева). Сквозное дупло — результат поражения ядровой гнилью
Биологические повреждения (червоточины)
Червоточины — это повреждения древесины насекомыми, главным образом их личинками. Имеют вид проточенных отверстий, которые можно встретить в свежезаготовленных, сухостойных и ослабленных растущих деревьях, а также в пиломатериалах и деревянных конструкциях.
Червоточины бывают следующих видов:
Отдельно выделяют трухлявую червоточину. При таком пороке количество ходов настолько велико, что внутри древесина представляет собой трухлявую массу, содержащую по большей части буровую муку; при этом внешне она может выглядеть умеренно изъеденной.
Покоробленности
Короблением называют изменения прямой геометрии пиломатериалов, главным образом досок и бруса. Они могут возникать сразу после распиловки, но чаще — в процессе сушки и/или хранения. Основные виды коробления показаны на схеме
Виды коробления: 1 — поперечное; 2 — продольное по пласти; 3 — продольное по кромке; 4 — крыловатость
Причиной коробления становится дисбаланс внутренних напряжений. Например, при поперечной покоробленности проявляется различие величин тангенциальной и радиальной усушки; при продольной — разница усушки по длине волокон.
НАКЛОН ВОЛОКОН ДРЕВЕСИНЫ
Смотреть что такое «НАКЛОН ВОЛОКОН ДРЕВЕСИНЫ» в других словарях:
наклон волокон — Ндп. косослой Отклонение направления волокон от продольной оси лесоматериала. Примечание В круглых лесоматериалах наклон волокон обусловлен спиральным расположением волокон. [ГОСТ 2140 81] наклон волокон Отклонение направления волокон от… … Справочник технического переводчика
Наклон волокон — – отклонение направления волокон от продольной оси лесоматериала. Примечание. В круглых лесоматериалах наклон волокон обусловлен спиральным расположением волокон. [ГОСТ 2140 81] Рубрика термина: Дефекты, деревообработка Рубрики энциклопедии … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Наклон волокон радиальный — Радиальный наклон волокон Ндп. Перерезание годовых слоев Наклон волокон в радиальной плоскости, обнаруживаемый в пилопродукции, деталях и шпоне на радиальных поверхностях по непараллельности годичных слоев продольной оси сортимента, а на… … Словарь ГОСТированной лексики
Наклон волокон — ПОРОКИ СТРОЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ 54. Наклон волокон Ндп. Косослой Отклонение направления волокон от продольной оси лесоматериала. Примечание. В круглых лесоматериалах наклон волокон обусловлен спиральным расположением волокон Источник: ГОСТ 2140 81:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Наклон волокон тангентальный (тангенциальный) — Тангентальный (тангенциальный) наклон волокон Наклон волокон в тангентальной плоскости сортимента см. рис. Примечание. Проявляется в пилопродукции, деталях и шпоне на тангентальных поверхностях по непараллельности сердцевинных лучей, смоляных… … Словарь ГОСТированной лексики
Наклон волокон — Ндп. Косослой Отклонение направления волокон от продольной оси лесоматериала. Примечание. В круглых лесоматериалах наклон волокон обусловлен спиральным расположением волокон Смотреть все термины ГОСТ 2140 81. ВИДИМЫЕ ПОРОКИ ДРЕВЕСИНЫ… … Словарь ГОСТированной лексики
радиальный наклон волокон — наклон волокон в радиальной плоскости, обнаруживаемый в пилопродукции, деталях и шпоне на радиальных поверхностях по непараллельности годичных слоев продольной оси сортимента, а на тангентальных поверхностях по несимметричному рисунку… … Строительный словарь
Радиальный наклон волокон — – наклон волокон в радиальной плоскости, обнаруживаемый в пилопродукции, деталях и шпоне на радиальных поверхностях по не параллельности годичных слоев продольной оси. [ГОСТ 2140 81] Радиальный наклон волокон – наклон волокон в… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Радиальный наклон волокон — 56. Радиальный наклон волокон Ндп. Перерезание годовых слоев Наклон волокон в радиальной плоскости, обнаруживаемый в пилопродукции, деталях и шпоне на радиальных поверхностях по непараллельности годичных слоев продольной оси сортимента, а на… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
