Строение и пороки древесины

Строение древесины

Все статьи по этой теме
Классификация вяжущих веществ Виды цементов и их применение Свойства, гашение и твердение извести Свойства и производство гипсовых вяжущих веществ Магнезиальные вяжущие вещества Битумные вяжущие: виды, свойства и структура Строение и пороки древесины Монтажная пена Резьба по дереву. Практическое пособие Весь мир театр / Б. Акунин / Бестеллер

Растущее дерево состоит из корневой системы, ствола и кроны. Промышленное значение имеет ствол, так как из него получается от 60 до 90 % древесины. Макроструктурой называют строение ствола дерева, видимое невооруженным глазом или через лупу, микроструктурой - видимое под микроскопом. Обычно изучают три основных разреза ствола: поперечный (торцовый), радиальный, проходящий через ось ствола, и тангенциальный, проходящий по хорде вдоль ствола.

Древесина всех пород формируется весной и летом, после периода осеннего и зимнего покоя. Когда появляются новые листы, под корой образуется очень тонкий слой новых клеток. Эти трубчатые клетки имею тонкие стенки и широкие проходы для воды с раствором минеральных веществ, максимальное количество которых требуется во время начала роста дерева. Эта ранняя древесина еще слабая, поскольку стенки сосудов-трубок тонкие. Поздняя древесина, формирующаяся в конце лета, когда рост дерева замедляется, имеет более толстые стенки сосудов и, следовательно, является более прочной. Этот цикл повторяется каждый год, и рост дерева отмечается годичными слоями (кольцами), состоящими из двух слегка отличающихся по цвету частей - ранней и поздней древесины. Сосчитав эти слои, вы сможете сказать, сколько дереву лет. Дерево реагирует на климатические условия года, и по ширине годичных слоев можно проследить, как изменялась погода в течение жизни дерева.

Со временем центральная часть ствола дерева становится малопроницаема для питательных веществ и начинает выполнять механическую функцию, придавая стволу устойчивость. Эта более прочная центральная часть ствола называется ядром, а более мягкая и обычно более светлая периферическая образует заболонь.

Макроструктура древесины

При рассмотрении разрезов ствола дерева невооруженным глазом или через лупу можно различить следующие основные его части: сердцевину, кору, камбий и древесину.

Сердцевина состоит из клеток с тонкими стенками, слабо связанных друг с другом. Сердцевина совместно с древесной тканью первого года развития дерева образует сердцевинную трубку. Эта часть ствола дерева легко загнивает и имеет малую прочность.

Кора состоит из кожицы или корки, пробковой ткани и луба. Корка или кожица и пробковая ткань защищают дерево от вредных влияний среды и механических повреждений, проводит питательные вещества, от кроны в ствол и корни.

Под лубяным слоем у растущего дерева располагается тонкий кольцевой слой живых клеток - камбий. Ежегодно в вегетативный период камбий откладывает в сторону коры клетки луба и внутрь ствола, в значительно большем объеме - клетки древесины. Деление клеток камбиального слоя начинается весной и заканчивается осенью.

Поэтому древесина ствола (часть ствола от луба до сердцевины) в поперечном разрезе состоит из ряда концентрических так называемых годичных колец, располагающихся вокруг сердцевины. Каждое годичное кольцо состоит из двух слоев: ранней (весенней) древесины, образовавшейся весной или в начале лета, и поздней (летней) древесины, которая образуется к концу лета. Ранняя древесина светлая и состоит из крупных, но тонкостенных клеток; поздняя древесина более темного цвета, менее пориста и обладает большей прочностью, так как состоит из мелко волостных клеток с толстыми стенками.

В процессе роста дерева стенки клеток древесины внутренней части ствола, примыкающей к сердцевине, постепенно изменяют свой состав и пропитываются у хвойных пород смолой, а у лиственных - дубильными веществами. Движение влаги в древесине этой части ствола прекращается и она становится более прочной, твердой и менее способной к загниванию. Эту часть ствола, состоящую из мертвых клеток, называют у некоторых пород ядром, у других - спелой древесиной. Часть более молодой древесины ствола ближе к коре, в которой еще имеются живые клетки, обеспечивающие перемещение питательных веществ от корней к кроне, называют заболонью. Эта часть древесины имеет большую влажность, относительно легко загнивает, малопрочна, обладает большей усушкой и склонностью к короблению.

Породы, у которых ядро отличается от заболони более темной окраской и меньшей влажностью, называют ядровыми (сосна, лиственница, дуб, кедр и др.). Породы, у которых центральная часть ствола отличается от заболони только меньшей влажностью, называют спелодревесными:

Древесные породы, у которых нельзя заметить значительного различия между центральной и наружной частями древесины ствола, носят название заболонные породы:

В древесине всех пород располагаются сердцевинные лучи, которые служат для перемещения влаги и питательных веществ в поперечном направлении и создания запаса этих веществ на зимнее время. У хвойных пород они обычно очень узки и видны только под микроскопом. Древесина легко раскалывается по сердцевинным лучам, по ним же она растрескивается при высыхании.

Микроструктура древесины

Изучая строение древесины под микроскопом, можно увидеть, что основную ее массу составляют клетки веретенообразной формы, вытянутые вдоль ствола. Некоторое количество клеток вытянуто в горизонтальном направлении, т. е. поперек основных клеток (клетки сердцевинных лучей).

В древесине лиственных пород имеются мелкие и крупные сосуды, имеющие форму трубочек, идущих вдоль ствола. В растущем дереве по сосудам передвигается влага от корней к кроне. По распределению сосудов в поперечном сечении лиственные породы разделяют на кольцесосудистые (дуб, вяз, ясень и др.) и рассеянно-сосудистые (бук, граб, ольха, береза, осина и др.).

У хвойных пород сосудов нет, их функции выполняют удлиненные замкнутые клетки, называемые трахеидами. У большинства хвойных пород, преимущественно в слоях поздней древесины, расположены смоляные ходы - межклеточные пространства, заполненные смолой.

Одинаковые по форме и функциям группы клеток объединяются в ткани, имеющие различное назначение в жизни древесины: проводящие, запасающие, механические.

Живая клетка имеет оболочку, протоплазму, клеточный сок и ядро. Срубленная древесина состоит из отмерших клеток, т. е. только из клеточных оболочек.

Оболочки клеток сложены из нескольких слоен очень тонких волоконец, называемых микрофибриллами, которые компактно уложены и направлены по спиралям под разным углом к продольной оси клетки в каждом слое (сходство с канатом). Иногда микрофибриллы ориентированы по встречным спиралям. Микрофибрилла состоит из длинных нитевидных цепных молекул целлюлозы - высокомолекулярного природного полимера со сложным строением макромолекул. Макромолекулы целлюлозы эластичны и сильно вытянуты.

В клеточной оболочке содержатся и другие природные полимеры - лигнин и гемицеллюлоза, которые размещаются преимущественно между микрофибриллами, а также небольшое количество неорганических веществ в виде солей щелочноземельных металлов.

Пороки древесины

Пороками называют недостатки отдельных участков древесины, снижающие ее качество и ограничивающие возможность использования. Пороки образуются как при росте дерева, так и при хранении на складах и эксплуатации. Степень влияния пороков на пригодность древесины для строительства зависит от их вида и места расположения, размеров поражения, а также характера и назначения продукции. Один и тот же порок в некоторых видах продукции делает древесину непригодной для строительных целей, а в других понижает ее сорт или не имеет существенного значения. Пороки строения древесины - наклон волокон, крепь, свилеватость, двойная сердцевина и др.

Сучки - распространенный и неизбежный порок древесины. Сучки являются частью (основанием) ветвей, заключенной в древесине, и нарушают однородность строения древесины, вызывают искривление волокон и годичных слоев, уменьшают рабочее сечение пиломатериалов, что понижает прочность древесины, затрудняет ее механическую обработку и ухудшает внешний вид. В отдельных случаях понижение прочности достигает 30...40 %, а в тонких досках и брусках и более. По степени срастания древесины сучков с древесиной ствола различают сучки следующих разновидностей: сросшиеся, частично сросшиеся и несросшиеся. Сросшиеся и частично сросшиеся сучки имеют годовые слои, сросшиеся или не полностью сросшиеся с окружающей древесиной. У несросшихся сучков годичные слои не имеют срастания с окружающей древесиной. Сюда же относятся выпадающие сучки и отверстия от них.

По состоянию древесины самого сучка различают здоровые сучки (светлые, темные, с трещинами), загнившие, гнилые и табачные. Здоровые сучки имеют древесину твердую и плотную без признаков мягкой гнили. Загнившие и гнилые сучки окружены здоровой древесиной, но древесина самих сучков частично или полностью утратила первоначальную структуру и размягчилась (содержит мягкую гниль), хотя и сохраняет еще форму. Табачные сучки имеют совершенно выгнившую древесину, которая превратилась в рыхлую массу ржаво-бурого (табачного) или белесого цвета, распадающуюся и порошок при растирании пальцами.

Трещины представляют собой разрывы древесины вдоль волокон. Они могут появиться как на растущем дереве, так и при высыхании срубленного дерева. Они нарушают целостность лесоматериалов, снижают прочность, а в некоторых случаях делают их непригодными для строительных целей. Кроме того, трещины задерживают влагу в древесине, что создает условия для развития в ней грибков, вызывающих гниение.

Закомелистость - резкое увеличение диаметра комлевой части круглых материалов или ширины необрезной пилопродукции. Если в поперечном сечении закомелистость имеет форму круга, то ее называют округлой, а если звездно-лопастную, то ребристой. Закомелистость увеличивает отходы при распиловке и раскрое лесоматериалов, искусственно вызывает косослои.

Кривизна - искривление ствола дерева в одном или нескольких местах уменьшает выход пиломатериалов, изменяет направление волокон, а в ряде случаев переводит древесину в разряд дров.

Крень - местное изменение строения древесины, когда кольца поздней и ранней древесины имеют разную толщину и плотность по обе стороны от сердцевины. Сплошная крень захватывает половину и более площади поперечного сечения ствола. Местная крень в виде узких дугообразных участков захватывает один или несколько годичных слоев. Крень нарушает однородность древесины.

Свилеватость - извилистое или беспорядочное расположение волокон древесины. Свилеватость снижает прочность древесины, затрудняет ее обработку, особенно строжку и теску. Свилеватая древесина некоторых пород (орех, карельская береза, ясень) имеет красивый рисунок текстуры, поэтому они используются в отделочных работах.

Породы древесины

Ольха

Древесина мягкая красноватого или красновато-розового цвета, без деления на ядро и заболонь. Граница годичных слоев заметна плохо. По внешней границе слоя проходит узкая темная полоска плотной ткани, отделяющая один слой от другого. Граница годичных слоев извилистая. Благодаря своему темному цвету сердцевинные лучи могут быть различимы и на тангенциальном срезе. Древесина мягкая, легко обрабатывается режущими инструментами, хорошо полируется, пропитывается и прессуется.

Береза

Заболонная порода, имеющая одинаковую окраску древесины по всему сечению ствола. Древесина рассеянно-сосудистая, белого цвета, с легким желтоватым или красноватым оттенком. Годичные кольца заметны плохо на всех разрезах. По внешней границе годичных слоев проходит узенькая темная полоска плотной ткани, представляющая собой позднюю часть годичного слоя. Ранняя древесина окрашена светлее. Сосуды мелкие, на поперечном разрезе равномерно рассеянны. Многочисленные сердцевинные лучи придают продольным поверхностям древесины березы блеск, а пересеченные вдоль мелкие сосуды - легкую штриховатость. На древесине часто встречаются сердцевинные повторения в виде точек или черточек красновато-бурого цвета. Легко поддается механической обработке, легко режется, отлично обтачивается на токарных станках.

Ясень

Древесина высокого качества, крепкая, твердая, упругая, с красивым рисунком. Ядровая порода с широкой белой, чуть желтоватой заболонью и светло-бурым ядром. Переход ядра в заболонь постепенный. Все сосуды толстостенные. Сердцевинные лучи очень узкие и многочисленные. Древесина кольцепоровая, желтоватого оттенка. Сушится хорошо, но процесс сушки длительный. Древесина умеренно усыхающая. Прочная, стойкая. Легко обрабатывается режущими инструментами, полируется. Однако при отделке нуждается в порозаполнении.

Орех

Древесина разнообразна по окраске, светлая, желтовато-серая (при искусственной сушке - темно-серая). Текстура красивая. Ядро серовато-коричневое с неравномерными темными прожилками. Рисунок неправильной формы. Сосуды хорошо видны на всех срезах. Древесина тяжелая, твердая. Заболонь широкая, серовато-бурая. Ядро буровато-коричневое, неравномерно окрашенное, с темными прожилками - полосами. Годичные слои хорошо видны на всех срезах. Легко поддается обработке режущими инструментами, лакируется, полируется.

Каштан

Древесина кольцепоровая, с хорошо выраженными заболонью, ядром и годичными слоями на всех срезах. Заболонь узкая (4- 6 слоев), желтовато-белая. Ядро желто-коричневое светлых тонов с запахом дупла. Кора гладкая. Сердцевинные лучи узкие и на торце не видны, радиальные полоски разветвляются; менее отчетливы, чем у дуба. На радиальном срезе не имеет блестящих "зеркал". Древесина каштана значительно мягче и легче дубовой. Хорошо обрабатывается, полируется и сохраняет поверхностную отделку.

Вишня

Древесина вишни с ядром и заболонью, ядро темно-бурое или бурое, иногда с зеленоватым или шоколадным оттенком; заболонь светло-желтая, желтая, иногда беловатая. Годичные кольца отчетливые. Древесина состоит из сосудов, волокнистых трахеид, лучевой и тяжевой паренхимы. Рассеянно-сосудистая или со слабо выраженной кольце-сосудистостью. Древесина довольно твердая. Древесина хорошо обрабатывается. Используется в производстве сувениров, для отделочных работ.

Боярышник

Рассеянно-поровая, розоватая или красноватая, с более темным ядром, с заметными годичными слоями. Древесина хорошо обрабатывается всеми видами режущих инструментов, лакируется и окрашивается. Стойкая. Идет на рукоятки к ударным инструментам, токарные и резные изделия.

Тополь

Летняя древесина мягкая с беловатой или слегка коричнево-белой заболонью и желтым или темным (до коричневого) ядром. Годичные кольца очень широки и ровны в очертаниях. Сосуды, видимые только при помощи лупы, равномерно разбросаны по годичному кольцу и лишь изредка бывают собраны в короткие радиальные ряды. Древесина малостойкая. Хорошо обрабатывается режущими инструментами. Используется в качестве поделочного материала.

Осина

Древесина белая, легкая, мягкая, однородного тонкого строения с высокой относительной плотностью; равнослойная. Годичные слои заметны лучше, чем у березы. Сердцевинные лучи очень узкие, заметны на строго радиальном срезе в виде тонких блестящих штрихов. Хорошо сушится, без трещин. Коробится. Легкая, но довольно крепкая и упругая древесина. Хорошо режется по всем направлениям, хотя и труднее, чем липа; хорошо и ровно раскалывается и отделывается, пропитывается составами, прочно окрашивается, имитируется под ценные породы. В сухих условиях древесина долго, сохраняет свои качества, благодаря которым она имеет разнообразное применение.

Дуб

Древесина тяжелая, твердая, с большим количеством сердцевинных лучей, ядро коричневое с серо-зеленым оттенком, в широкой части весенней древесины - редко разбросанные крупные сосуды. Сушится хорошо. Древесина прочная, очень стойкая. Хорошо обрабатывается режущими инструментами и поддается отделке лаками и красителями.

Липа

Древесина белого цвета с легким розоватым и красноватым оттенком, безъядровая, рассеянно-перовая. Годичные слои различаются на всех срезах, но довольно слабо. Сердцевинные лучи узкие, но различаются невооруженным глазом: на поперечном срезе они заметны как очень тонкие блестящие линии, а на радиальном - как тусклые полоски и пятна, окрашенные несколько темнее окружающей древесины. Древесина легкая. При сушке коробится и значительно усыхает. Легко поддается распиловке и обрабатывается режущими инструментами, хорошо окрашивается. Луб старой коры используется в производстве бумаги, идет на резные, точеные, столярные изделия, вещи домашнего обихода.

Облепиха

Древесина ядровая, кольце-сосудистая, с желтоватой заболонью и буро-желтым ядром. Годичные кольца различаются отчетливо. Лучи узкие, плохо заметны. Сосуды с простыми перфорациями. Спиральные утолщения встречаются только у узких сосудов. Волокна с щелевидно окаймленными редкими порами. Древесина мелкослойная, красивого желтоватого и желтовато-коричневого цвета, довольно отчетливой штриховой структуры на всех распилах. Хорошо сушится, не растрескивается и не коробится. Древесина прочная, твердая. Стойкая против гниения. Хорошо лакируется и полируется. Хорошо обрабатывается резцами-ножами. Используется как материал для столярных, точеных и резных изделий.

вернуться к выбору статей как сделать ремонт своими руками

При использовании материалов ссылка на Snip8.narod.ru обязательна