Древесина сосны
Свойства и характеристики
В России насчитывается свыше 50 различных пород сосен, часть из которых культивируется особым образом. Не все виды пригодны для строительной сферы, наибольшей популярностью пользуются следующие сорта: сосна обыкновенная, гибкая, болотная, корейская и смолистая.
Качество бруска напрямую зависит от особенностей той местности, в которой вырастает дерево. В землях северной полосы естественным образом созданы наилучшие условия для произрастания деловых деревьев, которые по физико-механическим параметрам лучше всего подходят для применения в строительной сфере. Это ангарская сосна, карельская и архангельская.
Основная причина такой особенности северных земель заключается в климатических условиях: долгая морозная зима, быстротечное и сухое лето. Из-за этого создается интересный эффект: годовые кольца имеют между собой сверхмалое расстояние (меньше 2 мм). Расстояние у сосны, которая произрастает в природных условиях средней полосы, в несколько раз больше (достигает 10 мм).
Влажный теплый климат способствует увеличению межкольцевого расстояния, что приводит к рыхлости древесины в целом: прочность и теплоемкость у такого бруса будут ниже, чем у породы с небольшим расстоянием между годовыми кольцами, а процент усадки – выше. Склонность к растрескиванию у деревьев из средней полосы более высокая, чем у более северных пород.
Архангельская сосна усаживается на 3-4%, кировская и вологодская – на 4-6%, костромская – на 6-7%. Сосны из тверской, ярославской и смоленской областей могут потерять до 10% объема в процессе усадки. Следовательно, в процессе выбора сырья для постройки нужно принимать во внимание географические особенности.
От места произрастания зависит и цвет ядра. На сухой почве растет дерево с ядром красноватого оттенка и мелкослойной древесиной повышенной плотности. Такую сосну называют кондовой, ее ценность в области строительства очень велика. Деревья с желтоватым ядром и менее плотной древесиной с крупными слоями растут на почвах повышенной плодородности. Это мяндовые сосны, они уступают кондовым по целому ряду механических свойств и в целом имеют меньшую ценность.
Стройматериал, получаемый из сосен, обладает средней плотностью и высоким уровнем устойчивости к гниению и грибковым поражениям. Материал довольно прочен, легко поддается обработке. В строительной сфере имеет высокую ценность благодаря относительно небольшому количеству сучков и незначительному изменению диаметра по всей длине.
Древесина сосны в поперечном разрезе
Слои годичных колец у сосновых пород четко заметны на срезах под любым углом, граница между древесиной ранней и поздней выражена ярко, сердцевинные лучи не наблюдаются. Наружный древесный слой широкий, его цвет варьируется от желтого до розоватого. Смоляные ходы сосредоточены в основном в поздней древесине.
Сосновый брус имеет несколько названий на строительном рынке, многие из них ассоциируют с самим деревом. Например, сосна обыкновенная, лесная, песчаная, белая. В Германии под названием «северная сосна» объединены деревья, которые происходят из Скандинавских стран и России.
Сосновые деревья растут в постоянной конкуренции за солнечные лучи, они отличаются большой высотой и ровными стволами. В нормальных условиях высота достигает до 48 м, примерно половина дерева не имеет сучьев (около 20 метров). Местность произрастания, климатические и экологические условия влияют на то, какой формы вырастет дерево. Ствол сосны бывает как стройным, так и кривым, сучковатым. Иногда можно наблюдать «косой» узор среза. Диаметр соснового ствола достигает 1 м, но чаще составляет от 40 до 60 см. Сосновые породы не требуют особых условий для роста и годовой прирост может быть до 7,8 м2. Наивысшее качество бруска имеют деревья в возрасте от 160 лет; средний возраст для рубки – 100-120 лет.
Сосновое ядро на вид легко отличить от наружного слоя (в отличие от ели, пихты). Наружные слои (от 2 до 20 см) светлые, с желтоватым или светло-красным оттенком. Пока срез свежий, ядро красновато-желтое, с течением времени этот цвет трансформируется в красно-коричневый. Визуально четко различимы годичные кольца, их размер находится в сильной зависимости от того, какие климатические условия сопровождали рост дерева. Так, средняя ширина годичных колец составляет 3 мм при общем разбросе от 1 до 10 мм. Поздняя древесина имеет более темный цвет. Визуально заметны смоляные каналы.
После атмосферной сушки в сосновом пиломатериале остается 12-15% влаги, показатель средней плотности при этом составляет 520 кг/м3, что делает породу одной из наиболее тяжелых среди хвойных. Происхождение дерева оказывает большое влияние на механические свойства бруса, поэтому разброс показателей широк. Если сосна произрастает на хорошо увлажненной почве, ширина годичных колец довольно велика, а процент поздней древесины невелик. Увеличивается плотность материала, а механические качества переходят на более низкий уровень.
Средние показатели породы свидетельствуют о том, что сосна более пригодна для использования в строительстве, чем ель. В пользу сосны говорит и относительно низкая склонность к деформации, а также хорошая вязкость.
Брус из ядра имеет невысокие или средние показатели устойчивости к грибковым разрушениям. Из-за этого при эксплуатации необработанной доски должен быть исключен контакт с водой и землей; допустимо использование при создании несущих частей зданий. Ядровая сосна слабо подвержена негативному воздействию паразитов-древоточцев (усач домовый, мебельный). Заболонь же является легкой добычей как для насекомых, так и для грибов. Если планируется применение бруса для наружной отделки, должна быть проведена специальная обработка защитными составами. Наружные слои древесины с повышенной концентрацией влаги (от 25%) легко подвергается воздействию древесной сини и из-за этого теряет привлекательный внешний вид.
Применение
Сосна великолепно удерживает крепежный материал (шурупы, гвозди), легко поддается обработке фрезером, фуганком и рубанком, хорошо склеивается. Обработка морилкой и краской проста и удобна, несмотря на то, что сосновый материал содержит довольно большое количество смолы.
Пиломатериалы из сосны
Формы, в которых сосна поступает на потребительский рынок: кругляк, пиломатериал, шпон. Из сосновой доски делают фанеру, древесно-стружечную плиту. Хвойные породы деревьев, в том числе сосна, служат сырьем для бумажно-целлюлозных комбинатов. Интересный факт: в Германии невозможно себе представить изготовление бумаги без участия сосновых деревьев, так как производство налажено через сульфитный процесс (из экологических соображений). Из сосновых получаются бумажные материалы высокого качества, так как волокна древесины относительно длинные, если сравнивать с брусом лиственных пород, и поэтому легче поддаются перекручиванию.
Сосна широко распространена как материал для стройки и создания разнообразных конструкций, например, каркасов стен и крыш, а также для внутренней и внешней отделки. Из нее делают перила и лестницы, обшивку внутренних стен помещения, опорные балки для стен, окон и дверей, потолков, ворот. Пропитанная специальным составом против гниения доска используется для внешней отделки фасадов и для покрытия террас, в садово-ландшафтном дизайне и в производстве детских игрушек. Из импрегнированной древесины делают шпалы, мачты, сваи (в том числе для постройки плотин и портов).
В мебельном производстве сосновый материал занимает особое место, он используется не только в виде цельной древесины, но и в видоизмененном состоянии (древесно-стружечная плита). Из соснового бруса изготавливают простые предметы мебели, а шпон идет на дизайнерские элементы отделки. Также из сосны производят древесную вату, ящики и бочки, контейнеры и разного вида емкости.
Сосновые дрова ценятся весьма высоко благодаря теплоте сгорания 4,4 кВт?ч/кг (1700 кВт?ч/м?). В этом качестве сосновый материал используется в качестве дров для бытовых отопительных печей. Кроме того, из сосновых опилок делают брикеты и капсулы для специальных систем. Остатки стружки, которые в больших количествах образуются на лесопильном производстве, пользуются большим спросом на способных к работе с биологическими отходами электростанциях.
Посетители, просмотревшие эту статью, также заинтересовались следующими:
Древесина кленаСвойства клена и его промышленное использование Древесина клена считается одной из самых ценных и полезных…
Кипарисовик ЭлвудаВ последнее время модным стало увлечение хвойными вечнозелеными растениями, которые размещают на альпийских горках, возле…
Древесина орехаСвойства и характеристики Грецкий орех (walnut – англ.) как вид сформировался в Средней Азии. Сейчас…
Древесина ясеняВнешний вид ясеня впечатляет: ствол ровный, в диаметре достигает полутора метров, а в высоту поднимается…
o-drevesine.ru
Свойства древесины сосны
Сосна, которая является быстрорастущим деревом, входит в число самых распространенных пород деревьев во всем мире, а в России она занимает около 1/6 всех лесов. Особые свойства древесины сосны позволяют широко использовать ее в мебельном производстве, машиностроении, строительстве, а также в качестве сырья для получения кормовых дрожжей и целлюлозы.
Плотность древесины сосны составляет 520 кг/м3, твердость (коэффициент Бринелля) — 2, 49. Удельный вес и плотность древесины сосны варьируются в зависимости от условий произрастания. На хорошо увлажненных и плодородных почвах образуется крупнослойная и менее плотная древесина, а на малоплодородных и сухих почвах — плотная и мелкослойная, которая также называется кондовой и особенно ценится в строительстве.
Цвет ядра древесины сосны является слегка розоватым, который во время сушки и хранения приобретает буровато-красный оттенок, а цвет заболони может быть от розового до желтоватого-белого. Ранняя древесина имеет более светлый цвет, чем поздняя. Годичные слои видны хорошо на всех разрезах и имеют четкую границу между поздней и ранней древесиной.
Область произрастания сосны достаточно обширна — это дерево встречается практически во всех европейских странах, а также в странах Малой Азии и северной части Средней Азии. Сосна растет в большей части Сибири, на Алтае и по всему северу России, образуя как чистые леса, так и смешанные.
lesinter.ru
Сосна и её характеристики
На территории Российской Федерации естественно произрастают и культивируются более 50 видов сосны.
В строительстве используются главным образом сосну следующих видов: обыкновенная, гибкая, смолистая, болотная, корейская.
И в северных и в средних широтах самым распространенным видом является сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L). Однако, качество древесины сосны обыкновенной зависит от места произрастания дерева.
Наилучшим материалом для строительства, имеющим превосходные физико-механические свойства, является сосна, произрастающая в северной полосе – ангарская, карельская, архангельская.
Это связано с тем, что на севере зима более длинная, холодная, а лето короткое и сухое, что делает расстояние между годовыми кольцами минимальным (не более 2-х мм). А сосна из средней полосы имеет более широкие кольца (до 10мм) из-за более теплого, влажного и длинного лета, мягкой зимы. Более толстые годовые кольца у сосны придают древесине рыхлость, и следовательно, бревно будет иметь более низкие показатели по прочности, теплоемкости и более высокие по растрескиванию и большему проценту усадки
Для примера: процент усадки архангельского бревна составляет 3-4%; кировского, вологодского бревна – 4-6%; костромского 6-7%; тверского, смоленского, ярославского – до 10%. Поэтому при выборе материала для строительства дома необходимо учитывать все эти моменты.
В зависимости от места и условий роста дерева, ядро сосны (центральная часть ствола) может иметь различную окраску. На более возвышенных, сухих и малоплодородных почвах у сосны формируется мелкослойная плотная древесина, называемая кондовой, которая особенно ценится в строительстве. Кондовая сосна имеет мясо-красное или желто-красное ядро. На плодородных, хорошо увлажненных почвах образуется крупнослойная, менее плотная, мяндовая древесина имеющая ядро бледно-желтоватого цвета. Мяндовая сосна ценится меньше и обладает худшими механическими свойствами.
Технические характеристики сосны
| Характеристика | Значение |
| Плотность | 513кг/м3 |
| Плотность в свежесрубленном состоянии | 625 кг/м3 |
| Жесткость в свежесрубленном состоянии, кг/см2 | 79 |
| Жесткость в сухом виде, кг/см2 | 109 |
| Удельный вес | 0,51 |
| Предел прочности при статическом изгибе, Мпа | 71,8 |
| Предел прочности при сжатии вдоль волокон, Мпа | 34,8 |
| Предел прочности при растяжении вдоль волокон, Мпа | 84,1 |
| Предел прочности при скалывании вдоль волокон, Мпа: | |
| в радиальном направлении | 6,2 |
| в тангенциальном направлении | 6,4 |
| Твердость, Н/кВ.мм: | |
| Торцовая | 23,4 |
| Радиальная | 21,6 |
| Тангенциальная | 20,7 |
| Модуль упругости при статическом изгибе, Гпа | 8,8 |
| Удельная работа при ударном изгибе, Дж/см3 | 1,6 |
| Усушка, %: | |
| В продольном направлении | 0,4 |
| В тангенциальном направлении | 6-8 |
| В радиальном направлении | 3-4 |
Данные при 12% влажности; 1 МПа = 1 Н/мм2
Сравнительные характеристики древесины хвойных пород.
| Название древесины | Устойчивость к гниению | Твердость, кг/см2 | Плотность p15, кг/м3 | Плотность p усл, кг/м3 |
| КЕДР (сосна кедровая) | 3-4: от умеренной до невысокой | 200 | 440 | 350 |
| ЕЛЬ | 4: невысокая | 235 | 450 | 360 |
| ПИХТА сибирская | 4: невысокая | 255 | 380 | 300 |
| СОСНА | 3-4: от умеренной до невысокой | 260 | 520 | 400 |
| ЛИСТВЕННИЦА | 2-3: умеренная | 395 | 670 | 520 |
Описание основных хвойных пород древесины
СОСНА
Порода и ее основные свойства — древесина средней плотности, достаточно высокой прочности, стойкая против гниения и поражения грибком, хорошо обрабатывается. Особо ценится в строительстве из-за малого количества сучков и малого изменения диаметра по длине ствола.
Внешние признаки — ядровая порода со смоляными ходами (сосредоточены главным образом в поздней древесине). Заболонь широкая от желтоватого до розового цвета. Годичные слои хорошо видны на всех разрезах с четкой границей между ранней и поздней древесиной. Сердцевинные лучи не видны.
ЕЛЬ
Порода и ее основные свойства — по физико-механическим свойствам (плотность, твердость, прочность при сжатии вдоль волокон и статическом изгибе) уступает сосне (примерно на 10%), но по коэффициенту качества несколько превосходит ее на 3-4%. Древесина труднее обрабатывается из-за обилия сучков и их повышенной твердости. Достоинства: односторонность строения, длинные волокна, устойчивый белый цвет, малая смолистость, высокая способность резонировать.
Внешние признаки — порода безъядровая, спелодревесная, имеет немногочисленные смоляные ходы. Древесина однородного белого цвета, иногда со слабым желтоватым или розовым оттенком. Годичные слои хорошо видны на всех разрезах; поздняя древесина несколько отличается от ранней более темным цветом. Сердцевинные лучи не видны. В отличие от сосны имеет более крупные сучки расположеные мутовками, между которыми попадаются одиночные сучки меньших размеров.
ЛИСТВЕННИЦА
Порода и ее основные свойства — древесина, будучи высушенной, слабо подвержена гнили; хорошо противостоит действию воды.
Внешние признаки — годичные слои хорошо просматриваются при всех разрезах. Ствол лиственницы на 70 % состоит из ядра, резко выделяющегося по свойствам и цвету. Ядровая часть древесины содержат основную часть веществ, придающих лиственнице повышенную стойкость. Темная. Заболонь у лиственницы узкая, 8-20 мм, 25-30 % от древесной массы. Светлая. По физико-механическим свойствам уступает ядру
ПИХТА сибирская
Порода и ее основные свойства — древесина с заметно пониженными физико-механическими свойствами по сравнению с древесиной ели. В строительстве практически не используется.
Внешние признаки — порода безъядровая, со спелой древесиной; похожа на древесину ели, от которой отличается отсутствием смоляных ходов; однородного белого цвета. Годичные слои видны на всех разрезах; поздняя древесина отличается от ранней более темным цветом. Крупные сучки расположены мутовками, между которыми встречаются мелкие одиночные сучки.
КЕДР (сосна кедровая)
Порода и ее основные свойства древесина мягкая, легкая, легко обрабатывается. По физико-механическим свойствам занимает промежуточное положение между древесиной ели и пихты, но превышает их по стойкости против гниения. Прочность при сжатии и статическом изгибе ниже на 4-5% при плотности, равной плотности древесины ели
Внешние признаки — древесина имеет ядро светло- и желтовато-розового цвета, не резко отграничена от широкой желтовато-белой заболони. Годичные слои заметные, переход от ранней древесины к поздней постепенный, растушеванный. Смоляных ходов меньше, чем у сосны, но они более крупные. Сердцевинные лучи не видны.
kraswood.ru
Породы древесины. Сосна. | Для тех, кто любит работать с деревом
Из хвойных пород деревьев наиболее известной и распространенной является сосна обыкновенная. Более 30% товарной древесины, заготавливаемой в России, приходится на сосновые пиломатериалы. На территории бывшего Союза это основная лесообразующая порода деревьев, занимает более 15% территории всех лесов. Относится к быстрорастущим породам, за год может давать прирост до 1 м. Средняя продолжительность жизни колеблется от 300 до 500 лет. Наиболее качественная древесина получается из деревьев возраста 120-160 лет. К этому моменту высота деревьев может достигать 40-47 м, образуя при этом ровный, без сучков, ствол высотой до 16-20 м и диаметром 40-80 см.
Текстура
Сосна – ядровая порода. В процессе сушки и хранения сосновых пиломатериалов цвет ядра становится темнее, приобретая красновато-коричневый оттенок. Следует отметить, что поздняя древесина сосны всегда темнее ранней.
Годичные кольца на тангенциальных и радиальных разрезах хорошо просматриваются, образуя волнистый рисунок. Крупные и многочисленные смоляные ходы видны в виде полосочек темного цвета.
Сосновая древесина имеет среднюю плотность, хорошую стойкость против загнивания и высокую прочность. Следует отметить, что заболонь менее устойчива против болезней и насекомых-вредителей, поэтому требует обработки защитными составами. Влажная заболонь (более 25%) может легко поражаться грибками, вызывающими синеву древесины. Такое заболевание не вызывает существенного ухудшения механических свойств сосновых пиломатериалов, но от этого страдает внешний вид изделий.
Однообразная текстура сосны определяется разницей в окраске заболони и ядра, ранней и поздней древесины и различной шириной годичных колец. В связи с тем, что строение поздней и ранней древесины очень отличается друг от друга, сосна имеет малую равноплотность. Области позднего годичного слоя имеют плотность в 2-3 раза выше аналогичного показателя раннего годичного слоя.
Толщина годичных колец может быть разной, от 2-3 мм до 9-10, при этом поздняя древесина занимает в годичном слое до 26-28%. Сосна, заготавливаемая в российских лесах, имеет различное количество годичных слоев на 1 см, это число колеблется от 4 до 14.
На европейском севере России заготавливают «рудовую» (или «кондовую») сосну. Этот вид растет на возвышенностях, предпочитая песчаные и супесчаные почвы. Древесина таких деревьев плотная и мелкослойная, имеет неширокую заболонь. Ствол прямой, с небольшим сбегом, очень смолистый, сучков мало.
На низменных участках с глинистой почвой растут сосны, которые называют «мяндовыми».Они обладает более мягкой древесиной, менее смолистая, по механическим характеристикам уступает «рудовой».
В борьбе за место под солнцем сосны вырастают на большую высоту, образуя ровные цилиндрические стволы. Это дает возможность получать длинномерные ровные пиломатериалы без сучков. Такой материала легко обрабатываемые режущим инструментом, при сушке не растрескиваются. Сосновая древесина имеет красивую хорошо выраженную текстуру, приятный цвет от желтого до красновато-коричневого и широко используется в столярном деле. Ее с успехом используют мастера-резчики по дереву для своих художественных изделий.
По содержанию смолы в сосновой древесине определяют два сорта: сухощепку (другое название – дутица) и смолку. Первая имеет минимальное содержание смолы и небольшой вес, а вторая – сильно засмоленная и тяжелая. Из-за таких отличий плоты для сплава по рекам набирали только из сухощепки, а смолку вывозили транспортом, так как была высокая вероятность того, что она затонет. Но этот сорт сосновой древесины очень устойчив против воздействия влаги, утонувшие бревна могли лежать в воде годами и при этом не теряли своих свойств. Не зря ее использовали при строительстве мостов, речных и морских причалов.
Обработка
Для столярных работ стараются использовать не смолистую сосновую древесину. Обработка древесины с высоким содержанием смолистых веществ трудна, так как инструмент забивается смолой. На него налипают смолистые древесных отходы и мешают в работе. Шлифовать такую древесину проблематично, шлифовальная бумага сразу же забивается смолистою пылью. Смола проступает сквозь покрытия, портя внешний вид, а при случайном нагреве она вспучивается, поднимая краску или лаковый слой. Поэтому при необходимости использовать смолку, ее обрабатывают химическими препаратами для удаления смолы.
Сосновая древесина с низким содержанием смолистых веществ легко обрабатывается ручным и механизированным инструментом. Строгание вдоль волокон не вызывает трудностей, а вот резание поперек волокон неудовлетворительное, получить чистый торцевой срез трудно. Древесина очень хорошо поддается операциям шлифовки, поверхность по качеству лучше, чем у дуба или ясеня.
Поддается окраске морилками и протравами, но иногда смола оказывает отрицательное воздействие на такие операции. Легко окрашивается лаками и красками, но древесина имеет высокую влагопроницаемость, что приводит к повышенному расходу таких материалов.
Склеивается сосна хорошо, соединение с помощью крепежных элементов (гвозди, шурупы) удовлетворительное.
Среди всех хвойных пород деревьев, из которых заготавливают товарную древесину, сосна по праву занимает первое место. К потребителю сосновая древесина поступает в виде кругляка и пиломатериалов (доски, брусья). Широко представлены на рынке и материалы, изготавливаемые из сосновой древесины – ДСП, фанера и шпон. Также производители предлагают и готовые строительные конструкции из сосны – двери, окна т.д.
Физические свойства сосны.
Влажность.
Заболонь растущего дерева имеет высокую влажность, доходящую до 120%. Ядро имеет более низкую влажность (в 2,5-3 раза меньше влажности заболони) и практически не меняется по высоте дерева.
В разное время значение и влажность древесины различная. Утром показатель влажности выше на 25-30% по сравнению со средней и достигает максимума. В течение этот показатель постепенно понижается до минимального (на 30-35% ниже среднего уровня). В вечерние и ночные часы наблюдается увеличение влажности.
Сушка
Перед использованием древесину сосны высушивают до стандартной влажности 12%. Сушка может быть как естественной, на открытом воздухе под навесами, так и в специальных сушилках. Сосна при сушке мало подвержена короблению и растрескиванию. Выбор оптимального режима в сушильной камере и правильная укладка пиломатериалов позволяет уменьшить процент брака до минимума.
Плотность.
Древесина хвойный пород деревьев, в том числе и у сосны, имеет невысокую плотность. Средняя плотность сосновой древесины (при влажности 12%) колеблется от 500 до 520 кг/куб.м. Пределы плотности находятся в диапазоне от 350 до 800 кг/куб.м.
Проницаемость.
Для древесины сосны характерны большие значения влагопроницаемости и воздухопроницаемости. Определение значений этих показателей производят путем созданием на одной стороне образца избыточного давления в 0,1 МПа. Для ядра это значение составляет 2,6 куб.мм/кв.см/с, для заболони — 56,2 куб.мм/кв.см/с. Можно отметить, что аналогичный показатель для дубовой древесины не превышает 0,13 куб.мм/кв.см/с.
Имея такие высокие показатели влагопроницаемости сосна легко пропитывается различными анисептиками и защитными составами.
Тепловые свойства.
По своим теплопроводным характеристикам древесина сосны значительно превышает металлы (в частности, алюминий) и незначительно — поливинилхлорид. Вот почему окна, изготовленные из сосны, по своим показателям превосходят окна из алюминиевого профиля.
Механические свойства сосны.
Прочность.
Древесина сосны, заготавливаемая на севере европейской части России, имеет наилучшие показатели механической прочности. По прочностным характеристикам только кавказская пихта имеет лучшие показатели.
Технические и эксплуатационные свойства.
Древесина сосны мягкая, легко обрабатывается столярными инструментами.
Изделия из сосны легко шлифуются, образуя поверхность высокого класса чистоты, микронеровности по высоте не превышают 60 мкм. По этим показателям сосна превышает клен и ясень, у которых микронеровности достигаю величины 200 мкм, что обусловлено строением древесины этих пород.
Сосна среднеустойчива против поражению грибками и насекомыми-вредителями. Ядро более устойчиво против биологических воздействий по сравнению с заболонью.
Смотрите также:
Породы древесины
Обработка древесины
hobbywood.ru
Древесина сосны и ее особенности
Древесина сосны ядровая, блестящая, смолистая. Ядро буровато-красное, образуется в 30—35 лет. В растущем дереве ядро выполняет главным образом механическую роль, придавая стволу необходимую устойчивость.
Поэтому дерево, пораженное сердцевинной гнилью, внешне выглядит здоровым, но теряет товарность. Заболонь широкая, желтовато — или красновато-белая. Годичные слои четкие. Смоляные ходы, в виде тонких каналов, многочисленные, разбросанные поодиночке или попарно. Занимают по объему 0,1—0,7% объема древесины.
Сердцевинные лучи высотой 0,5 мм, плотнее окружающей древесины. На 1 см2 тангентального среза насчитывается их более 3 тыс. Они служат для передачи и хранения питательных веществ.
Проводящие и механические функции у сосны выполняют трахеиды (90—95% общего объема древесины). Ширина трахеид 0,04 мм, а длина — 4—5 мм. Деревья высших классов развития (плюсовые) образуют более крупные трахеиды, чем деревья, отставшие в росте.
По степени плотности сосновую древесину делят на кондовую (рудовую) и мяндовую. Первая — желтовато-красная, мелкослойная и плотная. Вторая — белая, крупнослойная, с толстым слоем заболони, малой смолистостью и рыхлостью. Кондовая образуется у деревьев, растущих в горах или высоких боровых местах, мяндовая — у деревьев, растущих на низких, песчаных местоположениях или на суглинках и черноземновидных супесях. По внешнему виду на мяндовую древесину похожа древесина кедра сибирского. Она малосмолистая. Хотя кедр сибирский по физико-механическим свойствам занимает промежуточное положение между елью сибирской и пихтой сибирской, особенностью кедровой древесины является ее легкая и гладкая резьба в разных направлениях. За красивую текстуру древесина кедра используется в столярно-мебельном производстве.
Объем коры сосны, защищающей дерево от внешних условий, составляет 10—17% от объема ствола в коре. Растительное происхождение древесины обусловливает большую изменчивость ее свойств. Объемный вес древесины сосны зависит от условий местопроизрастания. Так, в Архангельской области в мшистом бору он составляет 0,50—0,55 г/см3; в Московской области — 0,59—0,62, а: в Якутии — 0,41 г/см3.
Древесина сосны обладает высокой прочностью. Предел прочности при сжатии вдоль волокон — 439 г/см2, при статическом изгибе — 793 кг/см2, твердость — 200 кг/см2 (центр европейской части СССР).
Особой мировой славой пользуется древесина северной сосны. Ее годичные слои характеризуются высоким содержанием поздних толстостенных трахеид во всех типах леса, за исключением болотного. Физико-механические свойства северной сосны значительно выше сосны центра европейской части СССР. Круглосуточная вегетация (при полярном дне) и благотворное влияние Гольфстрима способствуют образованию на севере полноценной древесины сосны.
Интересно отметить и большую сохранность сосновой древесины. Так, при раскопках в Армении Урартской крепости Тейшебаини бревно кавказской сосны пролежало 2700 лет и имело следующие показатели: объемный вес — 0,38 г/см3, предел прочности при сжатии вдоль волокон — 200 кгс/см2, при статическом изгибе — 223 кгс/см2, твердость торцевая — 262 кгс/см2. Такому сохранению древесины способствовал слой глины, который защитил бревно от увлажнения, создал недостаток кислорода и оградил древесину от биологических разрушителей. Сосновые бревна древних построек Бреста (XIII в.) имели среднюю плотность в абсолютно сухом состоянии 0,35—0,37 г/см3.
В настоящее время для долговременного сохранения сосновой древесины используют глубокую пропитку низкомолекулярной водорастворимой синтетической смолой с последующим отвердением. Для модификации, или пластифицирования, сосновую древесину пропитывают (при влажности 9—10%) газообразным аммиаком (3%), затем проводят пьезотермическую обработку (при 170°) и уплотнение. После обработки предел прочности возрастает почти в 2 раза. При модификации древесины сосны особо подвергается изменениям целлюлоза и лигнин. Пластифицированная аммиаком сосновая древесина может использоваться для приготовления деталей машин, мебели, музыкальных инструментов, крепи шахт, электроустановочных изделий, твердых опилочных плит, паркета и т. д. Для получения ламелек (паркетных планок) сосновая древесина пропитывается смолой СБС-11, а также смолой на основе стирола — после модификации древесина приобретает светло-золотистый оттенок и блеск. Динамика разбухания замедляется в несколько раз.
Нарастание годичного слоя древесины сосны обыкновенной сопровождается изменением биологического состава тканей молодых побегов. В начале активного развития камбия белка содержится до 22,7% от абсолютно сухого веса тканей. При завершении развития содержание белка сокращается до минимума. Также идет снижение крахмала с 15,5% до 5,2% и амилазы. Но идет накопление моноз, сахаров (до 14,7%), которые в дальнейшем быстро расходуются на построение вторичных тканей.
В ксилемном соке угнетенных сосен отмечена повышенная концентрация моноз, олигосахаров и аминокислот по сравнению с нормально развитыми соснами. В тканях таких сосен также ослаблены процессы биосинтеза полимерных соединений, необходимых для построения новых клеточных структур.
В результате загрязнения воздуха сернистым ангидридом, годичные кольца древесины сосны отличаются слабым приростом и деформацией. В первую очередь отмирают паренхимные клетки коры. Более сильная задымленность приводит к деформации и разрушению луба, камбия, сердцевинных лучей и смоляных ходов.
Сосновая древесина используется для производства фанеры, в качестве сырья в целлюлозно-бумажной промышленности (технологическая щепа), она занимает одно из главных мест в лесном экспорте страны (вывозится в виде пиломатериалов, слиперов, пропсов и др.). В раннем периоде самолето — и планеростроения сосна являлась одним из основных материалов.
Интересно отметить, что на факультете лесоводства национального университета Австралии в Канберре для отделки помещений в декоративных целях используется древесина бука из Англии, эвкалипта и акации из Австралии, американского ореха из Америки, красного дерева из Канады, альпийского вяза из Америки, древесина из Новой Зеландии, а аудитория второго этажа отделана сосной из Калифорнии.
Мягкая, розоватая древесина кедра сибирского, красивая по текстуре, идет на оболочку карандашей, музыкальные инструменты, мебель, на аккумуляторный шпон. В кедровой таре (посуде) долго не скисает молоко, в шкафу из кедра не заводится моль, клещи и комары отпугиваются эфирными запахами кедра, пчелы лучше всего чувствуют себя в кедровом улье.
Интересно, что с возрастом в древесине увеличивается содержание пинена и уменьшается количество одного из монотерпенов — карена, наиболее токсичного компонента защитной системы дерева.
Дрова сосны используются для выжига угля. Из 10 м3 дров кучным способом получают 670 кг угля, а при печном — 875 кг.
При производстве зеленого чая Кок-Ча (Индия) топка печей для подогревания и высушивания листьев производится только сосновыми ветвями.
Вопросы строения физико-механических свойств древесины и ее биостойкости изучали многие исследователи: Д. А. Беленков, И. А. Алексеев, С. Ф. Негруцкий, И. А. Петренко, Р. С. Степанов и др. Большой интерес представляют работы шведских древесиноведов Хенингсона и Мессона.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
Свойства древесины хвойных пород
В статье «Свойства древесины разных пород» мы рассказали о строении и свойствах древесины и сферах ее применения. В этой публикации детально описана древесина хвойных пород, от лиственницы до тисса.
Древесина хвойных пород
В строительстве наиболее часто используют древесину хвойных пород из-за ее большей по сравнению с лиственными породами прочности, биостойкости и меньшей себестоимости производства.
Кроме того, стволы хвойных пород имеют более правильную форму с меньшим количеством дефектов. Наиболее популярны среди хвойных в строительстве сосна, ель, лиственница, пихта и кедр.
Можжевельник и тисс для изготовления строительных элементов не применяются. Данные породы ценятся как хороший отделочный материал и используются в основном для производства столярных изделий и мебели.
Древесина лиственницы
Лиственница (Larix) (см. ссылку)– хвойное дерево из рода Larix семейства сосновые (Pinaceae). Отличается долговечностью, доживает до 900 лет и более и достигает высоты 45 м при диаметре ствола 80–180 см. В природе встречается на востоке и северо-востоке европейской части России, на Урале, в Западной и Восточной Сибири, на Алтае и в Саянах.
Это самая распространенная в России порода. Она составляет 2/5 от покрытой лесом площади. Порода ядровая со смоляными ходами. Имеет красивую текстуру. Годичные слои хорошо выделяются на всех разрезах. Заболонь узкая, белого цвета с легким буроватым оттенком. Ядро красновато-бурое, резко отличается от заболони. Сердцевинные лучи не видны, смоляные ходы мелкие, немногочисленные.
Древесина содержит эфирные масла (пинен), обладает довольно сильным приятным запахом и включает биофлавоноиды и фитонциды – микроскопические летучие вещества, которые испаряются в течение всего срока эксплуатации и положительно влияют на здоровье, предотвращая простудные и вирусные заболевания.
Древесина лиственницы – отличный строительный материал, поскольку обладает высокой плотностью и прочностью, в ней мало сучков, она относится к группе биостойких (не поддается гниению и поражению грибами). Лиственница прочная, упругая, твердая, долговечная, хорошо противостоит гнили и насекомым. Длительное воздействие воды приводит к повышению твердости лиственницы, потому и использовали ее для строительства мостов и причалов. На лиственничных сваях стоят все венецианские постройки.
Древесина лиственницы легко растрескивается в процессе сушки, раскалывается. Труднее других пород обрабатывается на станке (из-за высокой плотности и смолистости). Смолистые вещества несколько осложняют строгание, полировку и покрытие лаком, но в целом древесина успешно окрашивается и полируется после соответствующего порозаполнения.
Лучшие деревянные постройки возводятся из этой породы дерева. Она используется для изготовления столярных изделий, оконных рам и для напольных покрытий.
Это интересноПаркет Останкинского дворца графов Шереметьевых, оконные рамы Зимнего дворца доказывают, что лиственница может служить долгие годы.
Объемный вес при стандартной влажности (12 %) – 650–800 кг/м3.
Древесина сосны
Сосна (Pinus) (см.ссылку). Евроазиатская древесная хвойная порода, произрастает на территории от Шотландии до Восточной Сибири. Занимает около 1/6 площади всех лесов России. Живет 400–600 лет и в зрелом возрасте (120–150 лет) достигает высоты около 30 м. Наиболее распространена сосна обыкновенная (Pinus sylvestris).
Порода является самым популярным строительным материалом, поскольку имеет наиболее прямой, ровный ствол. Сосна хорошо пропитывается антисептиками.
Порода ядровая, со смоляными ходами, мягкая, умеренно легкая, механически прочная, непластичная. Она хорошо обрабатывается и отделывается.
Древесина сосны имеет слегка розоватое ядро, которое со временем становится буровато-красным, широкую заболонь от желтоватого до розового цвета, хорошо видимые годичные слои с четкой границей между ранней и поздней древесиной, довольно крупные и многочисленные смоляные ходы.
Древесина средней плотности, средней твердости, достаточно высокой прочности и стойкости к загниванию, хорошо обрабатывается, относительно хорошо склеивается. Широко используется в строительстве, машиностроении, мебельном и тарном производстве, на железнодорожном транспорте, для крепления горных выработок и др.
Применяется как сырье для химической переработки с целью получения целлюлозы, кормовых дрожжей; лесоматериалы из сосны в больших количествах экспортируются.
Объемный вес при стандартной влажности (12 %) – от 460 до 620 кг/м3.
Ель обыкновенная
Древесина ели
Ель обыкновенная (Picea abies) (см. ссылку) – вечнозеленое хвойное дерево семейства сосновые (Pinaceae), высотой 20–50 м, с конусовидной кроной и шелушащейся буровато-серой корой. Живет до 300 лет. Ствол круглый, прямой.
Растет на влажных местах, на богатых суглинистых почвах, поднимаясь в горы на высоту до 1800 м над уровнем моря (образует чистые ельники). Широко распространена в Центральной, Северной и Северо-Восточной Европе выше 69° северной широты, к северу от Пиренеев до России и Скандинавии.
Другие виды: ель аянская (Picea ajanensis), ель корейская (Picea koraiensis), ель сибирская (Picea obovata).
Ель – безъядровая спелодревесная порода. Древесина белая с желтоватым оттенком, малосмолистая. Устойчива к трещинообразованию. Годичные слои хорошо заметны. По прочности, плотности и стойкости против гниения ель нисколько не уступает сосне. Однако обрабатывать ее, по сравнению с сосной, более затруднительно из-за большого количества в ней сучков и их повышенной твердости.
Ель очень восприимчива к поражению насекомыми.
Древесине ели характерна наибольшая величина акустической константы, которая характеризует излучение звука. Из коры ели получают дубильные вещества. Древесина мягкая, легко обрабатывается, полируется, а также покрывается лаками. Применяется в тех же областях, что и сосна, но особенно в целлюлозно-бумажной промышленности и при производстве музыкальных инструментов.
Объемный вес при стандартной влажности (12 %) – около 450 кг/м3.
Древесина кедра
Кедр (Cedrus) – род хвойных вечнозеленых деревьев семейства сосновые. Достигает высоты 36 м или несколько более и диаметра 1,5 м. Растет в горах на высоте 1300–3600 м, образуя кедровые леса. Распространен в Атласских горах, в северо-западной Африке (кедр атласский), в Ливане, Сирии и Киликийском Тавре в Малой Азии (кедр ливанский), на острове Кипр (кедр короткохвойный) и в западных Гималаях (кедр гималайский). В Европе кедр часто выращивается в садах и парках.
У всех видов кедра древесина сходна по цвету. Светло-коричневое или желто-коричневое ядро, при атмосферных воздействиях приобретающее однородный коричневый цвет, отличается от узкой заболони беловатой окраски.
Древесина кедра смолистая (маслянистая), с острым кедровым запахом. Годичные слои четко выделяются за счет контраста между зонами ранней и поздней древесины. Текстура среднего размера. Волокна обычно прямые, хотя прямослойность чаще встречается у кедра гималайского. На продольных разрезах этого кедра видны неравномерные коричневые линии, образуемые частыми тангенциальными рядами травматических смоляных ходов. Устойчив к повреждениям грибами и насекомыми.
Древесина кедра мягкая, легко обрабатывается во всех направлениях. Кедр сохнет быстро и без больших проблем. Перед финишными работами необходимо удалить смолу.
На территории Урала и Сибири кедр использовался в качестве отделочного материала для жилищ. В Тобольске, Тюмени и Туринске сохранились здания, украшенные резными наличниками из его древесины. Кедр также применяли для изготовления столярных изделий.
Сегодня он используется только для эксклюзивных внутренних работ, при отделке яхт и декорирования интерьеров и для изготовления деревянных домов из бревна (чаще всего ручной рубки).
Объемный вес при стандартной влажности (12 %) – около 580 кг/м3.
Пихта белая и пихта кавказская
Древесина пихты
Пихта белая (Abies alba) (см. ссылку). Хвойное вечнозеленое растение семейства сосновые, высотой 30–50 м, с узкопирамидальной кроной. Ствол диаметром до 150 см, с бело-серой гладкой корой. Места произрастания – горы южной, средней и западной Европы, предпочитает очень плодородные почвы.
Пихта очень похожа на ель, но в отличие от нее у пихты нет смоляных накоплений. Цвет древесины изменяется от желтовато-белого до красновато-белого с серым оттенком. Стволы пихты часто страдают от атмосферных загрязнений, насекомых, животных, объедающих молодые побеги.
Древесина пихты легко обрабатывается, хорошо покрывается большинством лаков и красок. Дерево мягкое, среднеустойчиво к погодным воздействиям и неустойчиво к грибкам и вредителям.
Объемный вес в воздушно-сухом состоянии – около 450 кг/м3.
Пихта кавказская (Abies nordmanniana) по своим физико-механическим свойствам ни в чем не уступает ели в отличие от пихты сибирской, которая обладает меньшей плотностью и прочностью. Применяется для изготовления древесных конструкций, музыкальных инструментов, часто используется вместе с елью в производстве мебели.
Очень распространена в домостроении (особенно пихта кавказская). Раньше из пихты (наряду с елью) изготавливали гонт, которым покрывали крышу. Сейчас это в основном дверные и оконные блоки, полы, плинтусы, фризы и много других изделий.
Объемный вес при стандартной влажности (12 %) – около 450 кг/м3.
Древесина можжевельника
Можжевельник (Juniperus) (см. ссылку). Большинство можжевельников – кустарники, но в южной Карелии встречаются и древовидные формы высотой до 12 м и диаметром 16 см. Единственный представитель семейства кипарисовые (Cupressaceae) в северных лесах. Встречается как в сухих сосновых борах на песчаной почве, так и в еловых лесах, избыточно увлажненных и даже заболоченных.
Растет медленно, морозоустойчив, светолюбив. Плохо переносит дым и копоть. Распространен в северной и средней части европейской территории России, в Западной Сибири, заходит в Восточную Сибирь.
Можжевельник – ядровая порода. Около коры расположена узкая светло-желтая полоса заболони, образующая волнистое кольцо неправильной формы. Внутри кольца красно-коричневая древесина ядра. Со временем заболонь становится темно-желтой с зеленоватым оттенком, а ядро приобретает красивые оливково-голубые оттенки. На торцевом срезе можжевельника четко различаются годичные слои. Текстура красивая, с красноватым оттенком, иногда полосатая или волнистая. Особенно эффектна в поперечном срезе.
Можжевельник, в отличие от других хвойных деревьев, не имеет смоляных ходов, поэтому он легко принимает различные красители и легко полируется. Крепкая, тяжелая и плотная древесина можжевельника хорошо обрабатывается различными режущими инструментами. Срезы получаются чистыми и глянцевитыми.
У древесины можжевельника незначительная усадка, при намокании она практически не разбухает. Ее можно с успехом применять для очень тонкой плоскорельефной и объемной резьбы, из нее мастерят небольшие декоративные изделия, трости, скульптуры, мелкие поделки и игрушки. Торцевые срезы применяются в инкрустации.
Объемный вес при стандартной влажности (12 %) – около 920 кг/м3.
Древесина тисса
Тисс (Taxus) (см. ссылку) – очень древняя порода. Вечнозеленое хвойное дерево из семейства тиссовые (Taxaceae), высотой около 20 м (наибольшая известная высота – 27 м), толщина ствола – 1 м. Крона широкораскидистая, очень густая. Хвоя мягкая, плоская, темно-зеленая, расположена на веточках в два ряда.
Тисс ягодный и тисс остроконечный
Тисс ягодный (Taxus baccata) произрастает в горах Кавказа и Крыма. Его нередко называют европейским, поскольку он встречается почти во всей Западной Европе. Ареал тисса ягодного охватывает, кроме того, районы Западной Белоруссии (Беловежская пуща), Западной Украины (Буковина), Южного Крыма, Кавказа, а также Азорские острова, горы Алжира, Малой Азии и Сирии.
Второй вид – тисс остроконечный, или дальневосточный (Taxus cuspidata), распространен в Приморском крае и на Сахалине. Древесина твердая и тяжелая, почти не поддается гниению. Иногда на тиссе наблюдаются наплывы, густо покрытые очень короткими побегами с бледной хвоей.
Продолжительность жизни тисса ягодного до 1500 лет, а иногда и до 3–4 тыс. лет. Заболонь и сердцевина древесины тисса сильно отличаются друг от друга. Цвет сердцевины – от красно-коричневого до оранжево-коричневого.
Характерная примета древесины тисса – крошечные черные точки, в идеале сгруппированные на поверхности. Годичные слои извилистые и выглядят как широкие, темные кольца.
Тисс легко сушится и обрабатывается. Его древесина токсична, и поэтому ее обработка должна проводиться с особой осторожностью. Она имеет красивую текстуру и используется для изготовления мебели и как отделочный материал, очень прочна и идет на различные столярные поделки.
Объемный вес при стандартной влажности (12 %) – около 620 кг/м3.
______________________________________________________
Защита древесины
Древесина очень популярный стройматериал: она легка, экологична, обладает малой теплопроводностью и достаточно прочна. Последнее достоинство этого материала можно многократно усилить, если правильно его защитить.
Качество древесины
Оценить строительный материал человеку, не являющемуся специалистом в данном вопросе, очень трудно. Да и профессионалу подчас требуется помощь специальной аппаратуры и дополнительные исследования.
givoyles.ru
Сосна: характеристики и применение
Самым распространенным деревом во всем мире является сосна. Ее можно встретить в разных странах и климатических зонах. Всего насчитывают около 120 видов, и более 50 пород произрастает в России, но чаще всего можно встретить сосну обыкновенную. Сосновые деревья достигают в высоту 20-40 м, в диаметре – 40-60 см, иногда метр, а их возраст составляет 300-500 лет. Исключением является американская сосна-долгожитель, произрастающая в Неваде, которая растет уже около 4700 лет.
Как правило, рубку сосновых деревьев производят в возрасте 100-120 лет. Их преимуществом является быстрый рост, который зависит от температуры воздуха и количества осадков. При благоприятных условиях годовой прирост составляет до метра в высоту. Самым лучшим для строительной сосны считается климат северной полосы. У деревьев, произрастающих в этой зоне, небольшое межкольцевое расстояние и, соответственно, меньшая рыхлость и склонность к растрескиванию. Поэтому ценными считаются архангельская, карельская и ангарская сосны.
Годичные слои хорошо видны на сосновой древесине. Их ширина в среднем составляет 3 мм, однако может варьироваться от 1 до 10 мм. Граница между разными слоями очень четкая, при этом сердцевидные лучи выражены слабо, сосудов нет. Благодаря разному цвету ядра (от светло-розового до красновато-коричневого) и заболони (желтый или розоватый), их легко отличить друг от друга. Будучи хвойным деревом, сосна имеет смолу, поэтому на поздней древесине видно много крупных смоляных ходов.
Свойства сосны
Целебные свойства сосны были известны еще в древние времена, поэтому врачи использовали ее для борьбы с легочными заболеваниями – бронхит, пневмония, туберкулез, применяя хвою и смолы для лекарств, а также создавая лечебные санатории в борах. Физико-механические характеристики сосновой древесины способствуют ее использованию для строительства, производства декора и мебели.
Влажность ядра достигает 33% и не меняется по всей длине, а средние показатели наличия ваги в заболони составляют 112% и увеличиваются к вершине.
Плотность считается низкой. При стандартной влажности ее средний показатель составляет 505 кг/куб. м, а плотность полностью высушенной древесины – 480 кг/куб. м.
Усушка колеблется в зависимости от годичных слоев от 6.7% до 7.5%. Увеличение влажности воздуха влияет на коэффициенты разбухания: тангенциальный – 0.31, объемный – 0.5, радиальный – 0.18.
Влаго- и воздухопроницаемость древесины высокая, что позволяет хорошо обработать материал защитными антисептиками и пропитками.
Теплоизоляция и термостойкость сосны очень высокие, поэтому она хорошо подходит для строительства домов и производства оконных рам. Например, ПВХ и алюминий, используемые для металлопластиковых окон, имеют более низкие теплоизоляционные показатели.
Электрическая проводимость отсутствует, так как сосна является диэлектриком.
Звукоизоляция древесины низкая. При строительстве деревянного дома для обеспечения требований СНиП необходимо делать перегородку от 10 см.
Восприимчивость к излучениям: рентгеновское не имеет воздействия, световое – до 3,5 см, нейтронное – до 10 см.
Несмотря на высокую прочность древесины, сосна считается мягким деревом, которое легко обрабатывается инструментами. Поэтому ее полюбили мастера, создающие мебель и декор. Еще одним плюсом является высокая стойкость к болезнетворным процессам – грибки, плесень, насекомые. Однако высокая влагопроницаемость сосны требует большего количества пропитки. К тому же перед нанесением лака сосновую древесину нужно обрабатывать щелочным раствором или бензином или спиртом из-за присутствия в ней смолы.
Области применения сосны
Это дерево является очень востребованным в разных сферах благодаря его качествам. Из него изготавливают профилированные и пиленые брусы, оцилиндрованные бревна, обрезные и необрезные доски для строительства. Блок-хаус, фальш-брус и вагонку применяют в качестве отделочных материалов. Например, сосна прекрасно подходит для отделки саун, поскольку помимо красивого внешнего вида источает приятный аромат и лечебные ферменты. Древесина используется для химической переработки, в машиностроении, железнодорожной сфере, горнодобывающей промышленности. Также она применяется для производства тары, а хвоя – биологически активных веществ.
Мебельные предприятия задействуют сосновую древесину в своей работе как основной материал, так и в качестве каркаса, который шпонируют другими породами. На ней легко создавать резные и мозаичные узоры. Она хорошо тонируется, поэтому ей можно придать любой цвет. Мебель из сосны является экологичной, надежной и красивой.
kraskinadivane.ru