Физические свойства древесины
Свойства древесины, обнаруживаемые при испытаниях, не приводящих к изменению химического состава, называются физическими.
1. Внешний вид древесины
2. Влажность древесины и свойства, связанные с её изменением
3. Тепловые свойства
Внешний вид древесины
Он характеризуется следующими свойствами: цветом, блеском, текстурой и макроструктурой. Под цветом древесины понимают определённое зрительное ощущение, которое зависит, в основном, от спектрального состава отражённого ею светового потока. Цвет - одна из важнейших характеристик внешнего вида древесины. Его учитывают при выборе пород для внутренней отделки помещений, изготовлении мебели, музыкальных инструментов, художественных поделок и т.д.
Окраска древесины зависит от породы, возраста дерева, климата района произрастания. Древесина может изменять цвет при выдержке под влиянием воздуха и света, при поражении грибами, а так же при длительном нахождении под водой. Тем не менее, цвет многих пород настолько характерен, что может служить одним из признаков при их распознавании.
Блеск - это способность древесины направленно отражать световой поток. Наибольшим блеском из отечественных пород отличается древесина дуба, бука, белой акации, бархатного дерева; из иноземных - древесина атласного дерева и махагони (красного дерева).
Текстурой называется рисунок, образующийся на поверхности древесины вследствие перерезания анатомических элементов (годичных слоёв, сердцевинных лучей, сосудов).
Для оценки качества древесины по внешнему виду используют такие характеристики, как ширина годичных слоёв и содержание поздней древесины.
Ширина годичных слоёв - число слоёв, приходящихся на 1 см отрезка, отмеренного по радиальному направлению на торцевой поверхности образца.
Содержание поздней древесины определяется соотношением (в процентах) между суммарной шириной зон поздней древесины и общей протяжённостью (в радиальном направлении) участка измерения, включающего целое число слоёв.
Тепловые свойства
К тепловым свойствам относятся теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность и тепловое расширение.
Теплоёмкость. Показателем способности древесины аккумулировать тепло является удельная теплоёмкость С, представляющая собой количество теплоты, необходимое для того чтобы нагреть 1 кг массы древесины на 1 (0) С. Удельная теплоёмкость для всех пород одинакова и для абсолютно сухой древесины составляет (ФОРМУЛА). С увеличением влажности теплоёмкость увеличивается.
Теплопроводность - свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. Коэффициент теплопроводности ( ФОРМУЛА), с увеличением температуры, влажности и плотности увеличивается. Вдоль волокон (СИМВОЛ) в 2 раза больше, чем поперёк.
Температуропроводность характеризует способность древесины выравнивать температуру по объёму.
Тепловое расширение - способность древесины увеличивать линейные размеры и объём при нагревании. Коэффициент теплового расширения древесины в 3-10 раз меньше, чем у металла, бетона, стекла.
2. Механические свойства древесины
Применение древесины в качестве конструкционного материала обусловлено способностью сопротивляться действию усилий, т.е. механическими свойствами.
Различают следующие свойства древесины, проявляющиеся под воздействием механических нагрузок: прочность - способность сопротивляться разрушению; деформативность - способность сопротивляться изменению размеров и формы; технологические и эксплуатационные свойства.
Показатели механических свойств древесины определяют обычно при следующих видах испытаний: растяжении, сжатии, изгибе и сдвиге. Поскольку древесина - анизотропный материал, т.е. материал с различными свойствами в разных направлениях, указывают направление действия нагрузок: вдоль или поперек волокон (в радиальном или тангенциальном направлении).
Из-за сопротивления древесины внешним нагрузкам в ней возникают внутренние силы. Эти силы, отнесённые к единице площади сечения (1 см2) называются напряжениями. Максимальное напряжение, предшествующее разрушению тела, называют пределом прочности.
Предел прочности определяют на малых, чистых и не имеющих пороках образцах в лабораториях на испытательных машинах. Эти образцы имеют базисное сечение с размерами 20 * 20 мм и должны включать не менее 4-5 годичных слоёв. Некоторые виды испытаний производят на образцах, сечение которых отличается от указанного.
Образец постепенно нагружают до разрушения. Затем по силоизмерителю испытательной машины отсчитывают максимальную нагрузку Рмах, Н. Предел прочности ”б”, МПа, вычисляют по формуле: бw = Pmax / (a * b), где (a * b) - площадь сечения образца, мм2.
В среднем для всех отечественных пород при влажности древесины 12% предел прочности на сжатие вдоль волокон составляет около 50 МПа.
Прочность при сжатии поперёк волокон определяется по схеме на рисунке. 
Здесь указана равнодействующая сил, которые либо равномерно распределены по всей поверхности образца, либо по всей ширине, но на части длины его (местное сжатие). И в том, и в другом случаях определяют условный предел прочности. В качестве этого показателя используют предел пропорциональности, т.е. величину напряжений, до которых наблюдают линейную зависимость между напряжениями и деформациями. В среднем для всех пород он составляет 1/10 предела прочности при сжатии вдоль волокон.
Такая форма 
образцов обусловлена стремлением обеспечить разрушение в тонкой рабочей части, а не в месте закрепления, под воздействием именно растягивающих напряжений.
В среднем для всех пород предел прочности при растяжении вдоль волокон равен 130 МПа, а предел прочности при растяжении поперёк волокон в 20 раз ниже. Поэтому при конструировании изделий из древесины избегают растягивающих нагрузок, направленных поперёк волокон.
Предел прочности при статическом изгибе, МПа, вычисляют по формуле: бw = (3/2) * ((Pmax*l) / (b * h2)), где Pmax - максимальная нагрузка, Н; l - пролет, т.е. расстояние между центрами опор, равный 240 мм; b и h - ширина (в радиальном) и высота (в тангенциальном) направлениях, мм.
В среднем предел прочности при статическом изгибе составляет 100 МПа.
При испытаниях 
к образцу прикладывают две равные и противоположно направленные силы, вызывающие разрушение в параллельной им плоскости, происходит сдвиг. Различают три вида испытаний на сдвиг: скалывание вдоль волокон, скалывание поперёк волокон и перерезание древесины поперёк волокон. Схемы действия сил при этих испытаниях показаны на рисунке:
Предел прочности при скалывании вдоль волокон определяют по формуле: Tw = Pmax / (b * l), где (b * l) - площадка скалывания, мм2.
Величина предела прочности - касательных максимальных напряжений при скалывании вдоль волокон в среднем для всех пород составляет примерно 1/5 от предела прочности при сжатии вдоль волокон. Предел прочности при скалывании поперёк волокон в 2 раза меньше, а предел прочности при перерезании поперёк волокон в 4 раза больше, чем предел прочности при скалывании вдоль волокон.
Деформативность. При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем деформативности служит коэффициент пропорциональности - модуль упругости.
Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жесткая древесина.
С увеличением содержания связанной воды и температуры древесины, жесткость её снижается. В нагруженной древесине при высыхании или охлаждении часть упругих деформаций преобразуется в "замороженные" остаточные деформации. Они исчезают при нагревании или увлажнении.
Поскольку древесина состоит в основном из полимеров с длинными гибкими цепными молекулами, её деформативность зависит от продолжительности воздействия нагрузок. Механические свойства древесины, как и других полимеров, изучаются на базе общей науки реологии. Эта наука рассматривает общие законы деформирования материалов под воздействием нагрузки с учётом фактора времени.
2.1 Эксплуатационные и технологические свойства. Прочность древесины при длительных постоянных нагрузках важно знать в связи с применением её в строительных конструкциях. Показателем этого свойства является предел длительного сопротивления” бд.с.”, который в среднем для всех видов нагрузки составляет примерно 0,5 - 0,6 величины предела прочности при кратковременных статических испытаниях.
Показателем прочности при переменных нагрузках является предел выносливости, средняя величина которого составляет примерно 0,2 от статического предела прочности.
При проектировании деревянных конструкций в расчётах используют не пределы прочности малых образцов древесины, а в несколько раз меньшие показатели - расчётные сопротивления. Они учитывают большие размеры элементов конструкций, наличие пороков древесины, длительность действия нагрузки, влажность, температуру и другие факторы.
Удельная вязкость характеризует способность древесины поглощать работу при ударе без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше, чем у древесины хвойных пород.
Для испытания на твёрдость используют приспособление, которое имеет пуансон с полусферическим наконечником. Его вдавливают на глубину радиуса. После испытания в древесине остаётся отпечаток, площадь проекции которого при указанном радиусе полусферы составляет 100 мм2. Показателем статической твёрдости образца, Н/мм2, является усилие, отнесенное к этой площади. Статическая твёрдость торцевой поверхности выше, чем боковых поверхностей.
Все отечественные породы по твёрдости торцевой поверхности при влажности 12% делят на 3 группы: мягкие (твёрдость 40 Н/мм2 и менее), твёрдые (41-80) и очень твёрдые (более 80 Н/мм2).
Ударную твёрдость определяют, сбрасывая стальной шарик диаметром 25 мм с высоты 0,5 м на поверхность образца, величина которого тем больше, чем меньше твёрдость древесины.
Износостойкость - способность древесины сопротивляться износу, т.е. постепенному разрушению её поверхностных зон при трении. Испытания на износостойкость древесины показали, что износ с боковых поверхностей значительно больше, чем с поверхности торцевого разреза. С повышением плотности и твёрдости древесины износ уменьшился. У влажной древесины износ больше, чем у сухой.
Уникальным свойством древесины является способность удерживать крепления: гвозди, шурупы, скобы, костыли и др. При забивании гвоздя в древесину возникают упругие деформации, которые обеспечивают достаточную силу трения, препятствующую выдёргиванию гвоздя. Усилие, необходимое для выдёргивания гвоздя, забитого в торец образца, меньше усилия, прилагаемого к гвоздю, забитому поперёк волокон. С повышением плотности сопротивление древесины выдергиванию гвоздя или шурупа увеличивается. Усилия, необходимые для выдёргивания шурупов (при прочих равных условиях), больше, чем для выдёргивания гвоздей, так как в этом случае к трению присоединяется сопротивление волокон перерезанию и разрыву.
Технологическая операция гнутья древесины основана на её способности сравнительно легко деформироваться при действии усилий. Способность гнуться выше у кольцесосудистых пород - дуба, ясеня и др., а из рассеянно-сосудистых - бука; хвойные породы обладают меньшей способностью к загибу. Гнутью подвергают древесину, находящуюся в нагретом и влажном состоянии. Это увеличивает податливость древесины и позволяет вследствие образования”замороженных” деформаций при последующем охлаждении и сушке под нагрузкой зафиксировать новую форму детали.
Для сравнительной оценки качества древесины используют так называемые удельные характеристики механических свойств, т.е. показатели ее механических свойств, отнесенные к единице плотности.
Удельная прочность при сжатии и статическом изгибе у хвойных пород выше, чем у лиственных. Значительно выше у хвойных пород и удельная жесткость. По остальным свойствам удельные характеристики у древесины лиственных пород выше, чем у хвойных.
Удельные характеристики древесины имеют особое значение, когда от изделия или конструкции требуется высокая прочность при малом весе. Это важно для транспортного машиностроения, авиастроения, судостроения и в других случаях.
3. Макроскопическое строение древесины
Заболонь и ядро. Изучая макроскопическое строение древесины, можно обнаружить, что у одних пород древесина окрашена равномерно, а у других центральная часть темнее наружной. Темноокрашенная часть называется ядром, а наружная светлая зона - заболонью. У некоторых пород центральная часть, не отличаясь по цвету от наружной, содержит (в растущем дереве) значительно меньше воды и называется спелой древесиной. Породы, имеющие ядро, называются ядровыми, а породы со спелой древесиной - спелодревесными. Если же между центральной и периферической частями древесины нет разницы ни в цвете, ни в содержании воды, то породы называются забеленными.
Полагают, что ядро образуется у всех пород, только у одних темная окраска его возникает всегда или при определенных условиях, а у остальных оно остается светлым. Следовательно, спелая древесина - это неокрашенное ядро.
К заболонным породам относятся многие лиственные - береза, ольха, липа, граб, клен, самшит, груша, орешник и др. В раннем возрасте древесина всех пород состоит только из заболони, и лишь с течением времени у некоторых пород образуется ядро. У одних пород образование ядра начинается рано (у дуба, например, на 8... 12-й год) и заболонь бывает узкой. У других пород ядро образуется значительно позднее (у сосны в возрасте 30... 35 лет), что обусловливает наличие широкой заболони. Переход от заболони к ядру может быть резким (тис) или постепенным (грецкий орех). С возрастом диаметр ствола увеличивается и доля ядра возрастает за счет перехода части заболонной древесины в ядровую. Так, у дуба объем ядра при диаметре ствола 15 см составляет примерно 50 % объема заболони; при диаметре 30 см ядро в 3...5 раз больше заболони по объему, а при диаметре 60 см на заболонь приходится всего 10 % объема ядра.
Размеры заболони зависят от условий произрастания. Так, у дуба наиболее широкая заболонь наблюдается в стволах деревьев, произрастающих на солонцовых почвах, а наименьшая - в пойменных дубравах. В стволах сосны из Республики Коми относительное содержание заболони возрастает с ухудшением условий произрастания. Ширина заболони по высоте ствола у хвойных пород (сосна, ель) постепенно уменьшается, а у дуба остается почти без изменения; в то же время доля площади поперечного сечения ствола, приходящегося на заболонь, увеличивается вверх по стволу. Для сосны из Республики Коми и Красноярского края ширина заболони с возрастом увеличивается, а после 100... 120 лет начинает уменьшаться главным образом за счет уменьшения ширины годичного прироста древесины.
В растущем дереве заболонь служит для проведения воды вверх по стволу (из корней в крону) и для отложения запасных питательных веществ.
Образование ядра зависит от породы, возраста, условий произрастания и других факторов; в известной мере оно связано с жизнедеятельностью кроны. Процесс ядрообразования заключается в отмирании живых элементов древесины, закупорке водопроводящих путей, отложении смолы и углекислого кальция. Древесина в этой зоне пропитывается дубильными и красящими веществами, в результате чего темнеет, ее плотность несколько увеличивается, возрастает стойкость к гниению.
Вследствие закупорки водопроводящих путей древесина ядра мало проницаема для воды и воздуха, что имеет положительное значение при изготовлении из древесины тары под жидкие товары и отрицательное - при пропитке древесины антисептиками (ядро обычно не пропитывается). В растущем дереве ядро придает стволу устойчивость; вместе с тем ядро может служить хранилищем для воды (дуб, вяз).
Годичные слои. Каждый год на стволе откладывается слой древесины. Схематически ствол можно представить в виде системы насаженных один на другой конусов. Если на нижнем поперечном срезе показаны десять концентрических полуокружностей, а на верхнем пять. Следовательно, потребовалось соответственно 3 года и 8 лет для того, чтобы дерево достигло той высоты, на которой сделаны поперечные срезы. На поперечном срезе годичные слои имеют вид концентрических кольцевых полос разной ширины.
Годичные слои заметны у многих пород, но особенно хорошо у хвойных. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных параллельных полос, а на тангенциальном - извилистых порабола-образных полос.
Ширина годичных слоев сильно колеблется в зависимости от многих факторов: породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе. Наиболее узкие годичные слои (до 1 мм) образуются у медленно растущих пород (самшита), а наиболее широкие (1 см и больше) характерны для быстро растущих пород (тополя, ивы). В стволе дерева годичные слои шире, чем в ветвях. В молодом возрасте и при благоприятных условиях роста образуются более широкие годичные слои.
По радиусу ствола ширина годичных слоев не остается постоянной и изменяется так: у сердцевины располагается ряд сравнительно узких годичных слоев, затем следует зона более широких слоев, а дальше по направлению к коре ширина слоев постепенно уменьшается. Площадь годичного слоя сначала довольно быстро увеличивается в направлении от сердцевины к коре, достигает максимума, после чего постепенно уменьшается.
На интенсивность годичного прироста влияют особенности метеорологических условий того или иного года, и по ширине годичных слоев можно проследить многолетние изменения климата. Эти вопросы рассматривает научная дисциплина дендроклиматология. Исследуя ширину годичных слоев и используя дендрохронологические шкалы, составленные для разных районов страны, можно определить время изготовления деревянных изделий и сооружений. Дендро-хронологический метод (В. Е. Вихров, Б.А. Колчин) нашел широкое применение для датировки археологических находок из древесины.
По высоте ствола ширина годичных слоев нормально возрастает от комля к вершине, что делает ствол полнодревесным, т.е. приближающимся по форме к цилиндру. Однако у деревьев, выросших на свободе, самые широкие годичные слои находятся в нижней части ствола, что придает стволу конусообразную форму (сбежистый ствол).
У некоторых пород на поперечном разрезе наблюдается волнистость годичных слоев, например у граба, тиса, можжевельника; у бука и ольхи граница между годичными слоями в местах пересечения ее широкими сердцевинными лучами загибается внутрь (к сердцевине), что также придает слоям волнистый вид.
Годичные слои на противоположных сторонах ствола иногда имеют неодинаковую ширину; если такая неравномерность распространяется на большое число соседних годичных слоев, то ствол приобретает эксцентричное строение, причиной которого часто является неравномерное развитие кроны и корневой системы (деревья опушек) или действие ветра, вызывающее изгиб ствола. Особенно хорошо заметно эксцентричное строение в боковых ветвях; у лиственных пород сердцевина ветви бывает смещена ближе к нижней стороне, а у хвойных - к верхней.
У многих пород четко видно, что годичный слой состоит из двух частей: внутренней, обращенной к сердцевине более светлоокрашенной и мягкой части, - ранней древесины (она образуется в первой половине вегетационного периода), и наружной, обращенной к коре более темной и твердой части, - поздней древесины. Различие между ранней и поздней древесиной сильнее выражено в хвойных породах (особенно в лиственнице) и в меньшей мере - во многих лиственных породах, поэтому годичные слои хорошо видны в хвойных породах и часто слабо заметны в лиственных.
В растущем дереве по ранней древесине годичных слоев происходит передвижение воды вверх по стволу, а поздняя древесина выполняет преимущественно механические функции. В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе соотношение между ранней и поздней древесиной может сильно изменяться.
Свойства ранней и поздней древесины годичного слоя существенно отличаются. У некоторых пород различия особенно ярко выражены. Например, у лиственницы и дуба, по данным В. Е. Вих-рова, поздняя древесина плотнее ранней (соответственно в 2,3 и 1,5 раза), больше усыхает (в 1,8 и 1,4 раза), прочнее при растяжении (в 3,4 и 2,3 раза).
Жесткость поздней древесины также значительно выше, чем ранней. Поскольку поздняя древесина плотнее, прочнее и темнее ранней, 0т количества именно поздней древесины зависят плотность, прочность, а также, в значительной мере, и цвет древесины в целом.
Сердцевинные лучи. На поперечном разрезе некоторых пород (например, дуба) хорошо видны светлые блестящие линии, расходящиеся от сердцевины к коре по радиусам и называемые сердцевинными лучами. Сердцевинные лучи есть в древесине всех пород, но лишь у немногих пород они настолько широки, что ясно видны на поперечном разрезе невооруженным глазом.
Ширина сердцевинных лучей, измеряемая на поперечном разрезе ствола, колеблется в зависимости от породы от 0,005 до 1 мм. По ширине различают три типа лучей:
1) очень узкие, не видимые невооруженным глазом;
2) узкие, трудно различимые невооруженным глазом;
3) широкие, ясно видимые невооруженным глазом.
Последние могут быть настоящими или ложноширокими (агрегатными), т.е. состоящими из пучка близко расположенных друг к другу узких лучей.
Настоящие широкие лучи имеют дуб, бук и платан; ложноширокие (агрегатные) лучи - граб, ольха и лещина. Узкие, но все же различимые невооруженным глазом лучи у древесины кленов, ильмовых пород (вяза, ильма, карагача), липы, кизила и некоторых других. Очень узкие лучи, которые можно лишь иногда заметить на строго радиальном разрезе (лучше расколе), свойственны древесине всех хвойных и многих лиственных пород (ясеня, березы, осины, тополя, ивы, груши, рябины и др.). У некоторых пород лучи расширяются при пересечении границ годичных слоев (бук).
На радиальном разрезе древесины сердцевинные лучи заметны в виде поперечных блестящих полос или пятен, окрашенных темнее или светлее окружающей древесины. Ширина полосок зависит от высоты лучей, а длина - от степени совпадения плоскости разреза с направлением луча. У некоторых пород эти полоски образуют на радиальном разрезе красивый рисунок (платан, клен, ильм и др.).
На тангенциальном разрезе сердцевинные лучи имеют веретено- или чечевицеобразную форму; высота их в зависимости от породы колеблется в широких пределах (от 50 мм у дуба до долей миллиметра у хвойных пород).
В растущем дереве сердцевинные лучи служат в основном для проведения воды и питательных веществ в горизонтальном направлении и для хранения запасных питательных веществ зимой. Они выполняют определенную механическую функцию.
Число сердцевинных лучей в древесине очень велико. Так, у сосны и березы на 1 см2 поверхности тангенциального разреза насчитывается свыше 3000 лучей, а у можжевельника, у которого сердцевинные лучи чрезвычайно узкие, - до 15 000. Больше всего сердцевинных лучей находится в нижней части ствола. Выше по стволу (по направлению к кроне) число лучей уменьшается, а в области кроны несколько возрастает. Число и размеры сердцевинных лучей (ширина и высота) увеличиваются в направлении от сердцевины к коре. Объем сердцевинных лучей зависит от породы, а у одной и той же породы - от условий произрастания. Объем лучей резко различен у листопадных (лиственных) и вечнозеленых (хвойных) пород. В древесине хвойных пород на долю сердцевинных лучей в среднем приходится 5... 8 % общего объема древесины, лиственных - около 15 %, т.е. в 2,5...3 раза больше. Даже лиственница, сбрасывающая на зиму хвою, содержит почти вдвое больше лучей (по объему), чем вечнозеленые хвойные (сосна, ель), выросшие в одинаковых с ней условиях.
Сердцевинные повторения. Так называются заметные на продольных разрезах древесины некоторых лиственных пород буроватые или коричневатые черточки, полоски или пятнышки, расположенные главным образом у границ годичных слоев. По своему цвету и строению они напоминают сердцевину. Ранее считали, что сердцевинные повторения (прожилки) возникают в результате повреждения камбия насекомыми. Н. Е. Косиченко, В. В. Коровин полагают, что эти микроструктурные аномалии могут быть вызваны и другими причинами. Они встречаются преимущественно в нижней части ствола лиственных пород (березы, ольхи, рябины, груши, клена, ивы и др.) и изредка у хвойных (пихты). Присутствие этих образований в древесине некоторых пород настолько постоянно (у березы), что они могут служить диагностическим признаком при распознании породы по древесине.
Сосуды. На поперечном разрезе древесины некоторых лиственных пород (дуба, грецкого ореха и др.) можно заметить небольшие отверстия, представляющие собой поперечные разрезы сосудов. Сосуды имеют форму трубок разной величины и являются характерным элементом строения древесины лиственных пород (у хвойных пород сосудов нет). В растущем дереве по сосудам из корней в крону поднимается вода..
Сосуды делят на крупные, ясно видимые невооруженным глазом, и мелкие, не различимые невооруженным глазом. У ряда пород мелкие сосуды собраны в группы, которые можно обнаружить без микроскопа. Крупные сосуды чаще сосредоточены только в ранней зоне годичного слоя и образуют на поперечном разрезе пористое кольцо (например у дуба); реже крупные сосуды распределены по годичному слою равномерно (например, у грецкого ореха). Собранные в группы мелкие сосуды при наличии крупных сосудов в ранней зоне располагаются в поздней зоне, где они заметны благодаря более светлой окраске. Если крупных сосудов нет, то мелкие сосуды у большинства пород рассеяны по всему слою; однако их число и величина несколько уменьшаются по направлению к внешней границе слоя.
Описанное распределение сосудов позволяет разделить лиственные породы на кольцесосудистые с кольцом крупных сосудов в ранней зоне каждого годичного слоя и рассеянно-сосудистые, у которых сосуды, независимо от их величины, распределены по годичному слою более или менее равномерно.
Резкая разница между ранней и поздней зоной делает годичные слои в кольцесосудистых породах хорошо заметными. В то же время у рассеянно-сосудистых пород нет различия между названными зонами, поэтому годичные слои имеют однородное строение и границы между ними плохо заметны.
Кольцесосудистыми лиственными породами являются дуб, ясень, каштан съедобный, вяз, ильм, карагач, бархатное дерево, фисташка и некоторые другие. К рассеянно-сосудистым относится большинство лиственных пород; среди них с крупными сосудами - грецкий орех и хурма, а с мелкими сосудами - береза, осина, ольха, липа, бук, клен, платан, тополь, ива, рябина, груша, лещина и др.
Скопления мелких сосудов в поздней зоне образуют различный рисунок. Радиальная группировка мелких сосудов в виде светлых язычков пламени характерна для дуба, каштана; тангенциальная группировка - волнистые, иногда прерывистые линии - для ильма, вяза, береста. Рассеянная группировка в виде отдельных светлых точек наблюдается у ясеня.
На продольных разрезах сосуды, особенно крупные, бывают, заметны в виде бороздок. Сосуды редко проходят в стволе строго вертикально, на продольных разрезах бороздки сравнительно короткие, так как в разрез попадает только часть сосуда. Диаметр крупных сосудов 0,2...0,4 мм, мелких - 0,016...0,1 мм. Длина сосудов обычно не превышает 10 см, но у дуба достигает 3,6 м, а у ясеня доходит даже до 18м. Объем сосудов у разных пород колеблется в широких пределах, а для каждой породы зависит от условий произрастания. По радиусу ствола размер сосудов сначала увеличивается по направлению от сердцевины к коре, достигает максимума, после чего остается постоянным или несколько уменьшается. По высоте ствола число сосудов и площадь их сечения возрастают по направлению от комля к вершине.
Сосуды, являясь слабыми элементами, понижают прочность срубленной древесины. Наличием сосудов объясняется повышенная проницаемость жидкостями и газами древесины лиственных пород в направлении вдоль волокон.
Смоляные ходы. Для древесины ряда хвойных пород характерно присутствие смоляных ходов - тонких, наполненных смолой каналов. Они имеются в древесине сосны, кедра, лиственницы и ели; в древесине пихты, тиса и можжевельника смоляных ходов нет. По расположению в стволе различают вертикальные и горизонтальные смоляные ходы; последние проходят по сердцевинным лучам и образуют с вертикальными ходами общую смолоносную систему. Благодаря этой системе обеспечивается добыча смолы подсочкой. Невооруженным глазом можно рассмотреть только вертикальные смоляные ходы, которые на поперечном разрезе заметны преимущественно в поздней зоне годичных слоев в виде беловатых точек.
Наиболее крупные смоляные ходы у кедра - их диаметр в среднем 0,14 мм; диаметр смоляных ходов у сосны 0,1 мм, у ели 0,09 мм, у лиственницы 0,08 мм; длина ходов в пределах 10...80 см, у ильмовых пород смоляные ходы встречаются редко.
Наибольшее число смоляных ходов у сосны, довольно много их у кедра, меньше у лиственницы, еще меньше у ели. У двух последних пород смоляные ходы занимают не более 0,2 % общего объема древесины. Однако даже у пород с крупными и многочисленными смоляными ходами их доля в общем объеме древесины менее 1 %. Поэтому сами по себе ходы не могут оказать влияние на свойства древесины, но заполняющая их смола повышает стойкость древесины к гниению.
Определение породы по макростроению древесины. Каждая порода отличается строением древесины, что определяет своеобразие ее свойств. Оценка физико-механических и технологических свойств древесины с достаточной для практики точностью может быть сделана по справочным данным, если известна порода.
Для установления рода, а иногда и вида древесного растения (идентификации пород) используют признаки, характеризующие макростроение древесины. В число таких признаков входят: наличие ядра; ширина заболони и степень резкости перехода от ядра к заболони; степень видимости годичных слоев и их очертания на поперечном разрезе; четкость границы между ранней и поздней древесиной годичных слоев; наличие, размеры, окраска и число сердцевинных лучей; размеры, характер группировки и состояние (пустые или заполненные) сосудов в древесине лиственных пород; наличие, размеры и число вертикальных смоляных ходов в древесине хвойных пород; сердцевинные повторения в древесине некоторых лиственных пород.
Кроме этих основных признаков при определении пород учитывают некоторые дополнительные признаки. Необходимость их использования возникает в тех случаях, когда основные признаки выражены нечетко. К дополнительным признакам относятся блеск, текстура, плотность и твердость.
Древесина некоторых пород обладает характерным цветом, что позволяет легче определить породу. Однако не всегда цвет древесины может служить достаточным основанием для идентификации породы. Дело в том, что нормальная окраска древесины может изменяться под действием внешних физико-химических факторов, а также из-за поражений грибами. Некоторое диагностическое значение имеет блеск древесины.
При перерезании анатомических элементов на поверхности продольных разрезов древесины образуется тот или иной рисунок. Особенно характерный рисунок - текстуру - образуют сердцевинные лучи. Например, по текстуре поверхности тангенциального разреза бука эта порода определяется безошибочно. Иногда в качестве дополнительного признака привлекаются связанные между собой свойства: плотность и твердость древесины.
Примерная оценка плотности (веса) и твердости образцов может быть особенно полезна для определения рассеянно-сосудистых лиственных пород, основные признаки которых часто не достаточно ярко выражены.
4. Производимые материалы
Согласно техническим условиям ТУ 13-0273685-403-89 хлысты подразделяются на 3 группы, в зависимости от выхода деловой древесины. Вяз относится к твердым лиственным породам, из этого следует: I группа качества - >70, II группа – 69-40, III группа - <40. В хлыстах не допускается кривизна более 5 %. Объем учитывают в кубических метрах; объем определяют по длине и толщине хлыста на расстоянии 1,3 метра от нижнего торца с помощью соответствующих таблиц поштучно. Круглые лесоматериалы используют в различных областях промышленности, строительстве и сельском хозяйстве. Поэтому в ГОСТ 9463-88 и ГОСТ 9462-88 в зависимости от назначения различают пиломатериалы: для распиловки, лущения, строгания, химической переработки с целью получения целлюлозы и древесной массы, для использования в круглом виде, т.е. без дальнейшей механической обработки.
При разделке хлыстов получают круглые сортименты в виде бревен, кряжей и балансом. Бревнами называют сортименты, предназначенные для использования в круглом виде или в качестве сырья для выработки пиломатериалов общего назначения. Кряжами принято называть сортименты, использующиеся для выработки специальных видов лесной продукции (шпал, лущеного или строганого шпона, спичек и др.). Сортименты соответствующие по длине рабочим размерам деревообрабатывающего оборудования, называют чураками. Балансы – это круглые (или колотые) сортименты, предназначенные для переработки на целлюлозу и древесную массу. Долготье представляет собой отрезок хлыста, длина которого кратна длине получаемого сортимента и включает припуск на разделку. В строительстве и сельском хозяйстве используют тонкомерные сортименты (диаметром 6-13 см) – жерди.
По толщине (диаметру, измеренному на верхнем торце) круглые лесоматериалы делятся на мелкие – толщиной от 6 до 13 см; средние – от 14 до 24 см; крупные 26 см и более. Для мелких лесоматериалов установлена градация 1 см, для средних и крупных – 2 см.
Длина лесоматериалов зависит от их назначения и колеблется в широких пределах от 0,5 (для изготовления лож) до 17 м (мачты судов). Наиболее распространенные длины лесоматериалов находятся в диапазоне 4 – 6,5 м. Для коротких сортиментов градация чаще всего равна 0,1 м. У сортиментов для выработки экспортных пиломатериалов градация равна 0,3 или 0,25 м.
Припуск по длине у лесоматериалов для распиловки, строгания и использования в круглом виде, а также у балансового долготья и спичечных кряжей должен составлять от 3 до 5 см; для лущения (кроме спичечных кряжей) – от 2 до 5 см на каждый чурак. При этом фактическая длина бревна или кряжа длиной 2 м и более может быть больше на 5 см номинальной длины вместе с припуском. Для балансов в чураках припуск по длине не устанавливается. Допуск по длине балансов +-2 см.
По качеству лесоматериалы делят на три сорта: 1, 2, 3. Качество определяется наличием, размерами и количеством пороков древесины. У хвойных лесоматериалов в числе нормируемых по ГОСТ 9463-88 пороков: сучки и пасынок, грибные поражения (гнили и окраски), червоточина, трещины, кривизна, механические повреждения, а также открытая прорость, сухобокость и рак. У лесоматериалов 1-го сорта не допускаются табачные сучки, ядровая гниль и дупло, заболонная и наружная трухлявая гнили, неглубокая и глубокая червоточина.
У лесоматериалов 2-го сорта не допускается только два порока: заболонная и наружная гниль, у 3-го сорта только второй порок, а также одновременное наличие заболонной и ядровой гнили.
Сучья у лесоматериалов должны быть обрезаны (срублены) вровень с поверхностью неокоренного бревна. Скос пропила допускается в пределах диапазона припусков по длине. Козырьки, корневые лапы и наросты должны быть отпилены, а визуальные инородные включения – удалены.
Для выработки большинства видов пиломатериалов могут быть использованы круглые неокоренные лесоматериалы.
Вяз используется для выработки пиломатериалов общего назначения (пиловочник). Используются 1, 2, 3 сорта. Толщина материала от 14см и более, длина 1-6м, градация по длине 1м. Используется для выработки заготовок для лыж. Применяется древесина 1 сорта толщиной 16см и более, длиной 2,0 – 2,4м с градацией 0,1м.
Круглые лесоматериалы, предназначенные для лущения, поставляются в виде кряжей и чураков. Для выработки лущеного шпона: 1,2 сорта, толщина 16см и более, длина 1,3м, 1,6м и кратные им.
Круглые лесоматериалы, предназначенные для строгания, используют с целью получения строганого шпона для декоративной облицовки изделий из древесины, фанеры, древесных плит и т.д.
Породы из которых заготовляют кряжи, должны иметь древесину с выразительной текстурой и красивым цветом. Поэтому для указанных целей используют преимущественно лиственные породы, в том числе и вяз. Лесоматериалы должны быть 1 и 2 сорта. Толщина 24 см и более. Длина не менее 1,5 м. Градация по длине во всех случаях составляет 0,1 м. Кряжи поставляются в неокоренном виде.
Бревна лиственных пород экспортируются в небольших количествах. Их длина от 3 до 6,5м. В зависимости от качества древесины устанавливается 1 или 2 сорт. Кроме того экспортируются балансы. Толщина балансов от 6 до 24 см; длина находится в диапазоне от 1 до 6,5 м.
Пиломатериалы. Различают три вида пиленой продукции, которые по возрастающей степени готовности к дальнейшему использованию в изделиях и сооружениях располагаются в следующем порядке: пиленые материалы, пиленые заготовки и пиленые детали.
Пиломатериалы получают путем раскроя бревен, заготовки вырабатывают из пиломатериалов, а детали – из заготовок или непосредственно из круглых лесоматериалов.
Пиленые заготовки отличаются от пиломатериалов тем, что по размерам и качеству соответствуют будущим конкретным деталям с припуском на усушку и механическую обработку. Пиленые детали в отличие от заготовок требуют дальнейшей механической обработки.
Пиломатериалы для российского рынка делятся на пиломатериалы общего назначения и специальные (авиационные, резонансные).
По форме и размерам поперечного сечения пиломатериалы делят на доски – если ширина вдвое больше толщины, бруски – если ширина меньше двойной толщины, брусья – если толщина и ширина более 100 мм. По числу пропиленных сторон брусья могут быть двухкантными, трехкантными и четырехкантными.
В пиломатериалах продольная сторона называется пласть, узкая – кромка, а линия пересечения пласти и кромки – ребро.
По современной терминологии пласть пиломатериала, обращенная к периферии бревна, называется наружной, а к середине бревна - внутренней.
У необрезных пиломатериалов пласти пропилены, а кромки не пропилены. У обрезных пиломатериалов пропилены все четыре стороны, или же на кромках в допустимых размерах сохранилась часть поверхности бревна – обзол.
У лиственных обрезных пиломатериалов ширина может быть от 60 до 110 мм с градацией 10 мм, а также 130, 150, 80, 200 мм. Необрезные и односторонне обрезные лиственные пиломатериалы имеет ширину 50 мм и более с градацией 10 мм. Ширина узкой пласти в необрезных пиломатериалах не должна быть менее 40 мм.
Ширину необрезных и односторонне обрезных пиломатериалов определяют как полусумму ширин двух пластей, измеренных посередине длины сортимента, округляя результат до 10 мм.
Номинальные размеры пиломатериалов по толщине и ширине даны для древесины влажностью 20 %. При влажности более или менее 20% фактические размеры должны быть установлены с учетом величины усушки (усадки) согласно ГОСТ 6782.2-75. Среди лиственных пиломатериалов можно выделить короткие, длиной от 0,5 до 0,9м; средние – от 1 до 1,9м и длинные от 2 до 6,5м. Из древесины твердых лиственных пород короткие, средние и длинные пиломатериалы изготовляют с градацией 0,1м. Из древесины мягких лиственных пород и березы короткие и средние пиломатериалы с градацией 0,1м, а длинные – 0,25м.
Предельные отклонения (в мм) от установленных размеров пиломатериалов не должны превышать по длине +50 и -25; по толщине для тонких +-1, а для толстых +-2; по ширине обрезных +-2 или +-3, если ширина пиломатериалов соответственно меньше или больше 100мм.
В зависимости от качества древесины для лиственных пиломатериалов установлено три сорта: 1-й, 2-й, 3-й.
В условном обозначении пиломатериала указывают его вид, сорт, породу, сечение (для необрезных только толщину), стандарт. Доска - 2 - сосна - 32 х 100 - ГОСТ 8486-86
Доска - 2 хв. - 32 - ГОСТ 8486-86
Основным сортообразующим пороком в пиломатериалах являются сучки. Кроме сучков на сортность пиломатериалов оказывают влияние трещины, пороки строения древесины, грибные поражения, повреждения насекомыми, покоробленности, дефекты обработки.
Заготовки общего назначения изготовляются согласно требованиям ГОСТ 9685-61 и ГОСТ 7897-83. Заготовки предназначены для изготовления деталей, применяемых в строительстве, вагоностроении, сельхозмашиностроении, автостроении, судостроении, производстве мебели, паркета.
По виду обработки заготовки различаются на пиленые, полученные путем пиления, и калиброванные, простроганные (профрезерованные) после пиления для придания точных размеров по толщине и ширине. Кроме того, выпускаются клееные заготовки, изготовленные из нескольких более мелких заготовок путем склеивания их по длине, ширине или толщине. Такие заготовки по существу представляют композиционные материалы.
У лиственных заготовок наименьшая толщина 19мм, ширина 40 мм; наибольшая толщина заготовок 70 мм, ширина – 150 мм.
По размерам поперечного сечения различают заготовки тонкие и толстые. Кроме того, выделяют досковые и брусковые.
Длина заготовки установлена от 0,5 м до 1 м с градацией 50мм, а свыше 1 м с градацией 100мм.
По качеству древесины и обработки заготовки делятся на три сорта: 1,2,3-й.
Вырабатываются также заготовки специального назначения, в том числе: заготовки авиационные, заготовки для лож, лыжные заготовки, заготовки деревянные резонансные для музыкальных инструментов, заготовки для весел.
Строганый шпон представляет собой тонкие листы древесины, отличающиеся красивой текстурой и цветом.
Для изготовления шпона окоренные кряжи раскраивают на чураки, из которых продольной распиловкой получают брусья или ванчесы – части двухкантных брусьев с тремя пропиленными продольными сторонами. После пропаривания брусьев их подвергают строганию на шпонострагальных станках.
В зависимости от плоскости строгания различают шпон четырех видов: радиальный, полурадиальный, тангенциальный и тангенциально-торцовый.
По размерам, качеству древесины и чистоте обработки строганый шпон делится на два сорта. В первом сорте не допускаются несросшиеся или частично сросшиеся сучки, червоточина, трещины, внутренняя заболонь, пятнистость, прорость темная, царапины, риски. Некоторые пороки допускаются с ограничениями. Для шпона второго сорта показатели соответственно снижены. Параметр шероховатости должен быть не более 200мкм . Толщина в зависимости от породы и текстуры: от 0,4 до 1,0 мм с градацией 0,1мм.
Высушенные до влажности 8+-2% листы строганого шпона укладываются в пачки в порядке выхода их при строгании бруса. В пачке должно быть четное количество листов и не менее 10 шт. Из пачек комплектуют пакеты, массой от 80 до 500кг, включающие шпон одной породы, сорта и толщины. Шпон учитывают в квадратных метрах. Вяз ПР 2–0,8 ГОСТ 2977-82
Путем лущения получают шпон в виде непрерывной ленты древесины. После выхода из лущильного станка ленту шпона до и после сушки разрезают на форматные листы. Лущеный шпон вырабатывают в качестве полуфабриката или товарной продукции, используя для изготовления фанеры, древесно - слоистых пластиков, для облицовки и других целей. Шпон применяемый для облицовки отличается от строганного шпона меньшей декоративностью, но имеет большие размеры листов. Согласно ГОСТ 99-96 шпон имеет размеры по длине от 800 до 3750 мм с градацией 100мм, по ширине – от 150 до 750 мм с градацией 50 мм и от 800 до 3750 мм с градацией 100мм. Толщина лущеного шпона из древесины лиственных пород: 0,55; 0,75; 0,95; 1,15мм и от 1,25 до 4,00мм с градацией 0,4мм. По качеству древесины и обработки шпон подразделяют на пять сортов (Е, I, II, III, IV, ).
Столярные плиты.
Столярные плиты традиционно считаются лучшим материалом для изготовления высококачественной мебели. Это прочный и легкий конструкционный материал. Столярные плиты экологически безопасны в производстве и в применении.
ДСП
Древесно-стружечные плиты (ДСтП) представляют собой группу конструкционных композиционных древесно-полимерных материалов, изготавливаемых из специальным образом приготавливаемых древесных стружек, соединяемых друг с другом при помощи полимерных термореактивных смол. Массовое производство древесно-стружечных плит за рубежом и в СССР началось в 50-е годы прошлого 20-века. В настоящее время Древесно-стружечные плиты являются основным материалом мебельного производства. Объем выпуска древесно-стружечных плит в мире составляет около 55 млн. куб ежегодно , в России - около 5 млн.куб. Для изготовления щитовых элементов мебели в массовом производстве альтернативы им нет и пока не предвидится. Помимо мебели ДСтП широко используются в строительстве, в машиностроении, радиоприборостроении и в производстве тары. Установленная аббревиатура древесностружечных плит - ДСтП. На английском языке древесностружечные плиты - wood particle boards, chipboard, chip plate, flake board , на нем. Holzspanplatte , Spanholzplatte, часто просто Sspanplatte). В просторечии, эти плиты часто называют - ДСП, но это не совсем правильно, т.к. такое сокращение ранее было присвоено древесно-слоистым пластикам. Для изготовления древесно-стружечных плит применяют обыкновенно низкосортную древесину (технологические дрова) и различные древесные отходы (от лесопиления, деревообработки, строительства, тары и пр.). Древесностружечные плиты изготавливаются горячим прессованием древесных частиц (т.н. древесной стружки) со связующим веществом. В качестве связующего применяют, как правило, мочевино - формальдегидные, фенол - формальдегидные и др. смолы. Использование ДСтП в различных отраслях народного хозяйства определяет разнообразие в требованиях к плитам, что обусловливает большое количество их разновидностей. ДСтП классифицируют по способу прессования, конструкции, виду измельчённой древесины, применяемому связующему, облицовочному материалу и др. В настоящее время за рубежом изготавливается уже большое количество плит с использованием не только древесины, но и других целлюлозосодержащих ресурсов ( бамбука, тростника, хлопчатника и даже соломы).По способу изготовления различают плиты плоского прессования и экструзионные, т. е. полученные выдавливанием. Первые, изготовляют с приложением прессующего усилия перпендикулярно плоскости плиты, а вторые - параллельно ей. В настоящее время экструзионные плиты производятся только за рубежом. По конструкции плиты плоского прессования выпускаются одно-, трёх-, пяти- и многослойными; экструзионные - однослойными сплошными и с внутренними каналами. В однослойных плитах размеры древесных частиц и содержание связующего одинаковы по всей толщине плиты. В трёх- и пятислойных плитах один или оба наружные слоя (с каждой стороны) изготовляют из более мелких частиц и с повышенным содержанием связующего по сравнению с внутренними слоями. Такие плиты имеют гладкую поверхность и обладают высокой прочностью. Мировой рынок древесностружечных плит характеризуется наличием острой конкуренции. Конструкции плит, техника и технология производства древесностружечных плит находится в постоянном развитии. Для изготовления древесно-стружечных плит используется только специальное комплектное высокоавтоматизированное оборудование (завод ДСтП). При этом, единичная мощность завода ДСтП составляет уже не менее 100 000 куб. метров плиты в год. Предприятия плитной промышленности выпускают плиты в необлицованном виде или облицованными пленками на основе пропитанных бумаг. Многие предприятия плитной промышленности изготавливают раскроенные мебельные детали ( в т.ч. с облицованными кромками и даже с выполненными отверстиями для сборки).Облицованные, или иначе называемые, ламинированные плиты изготавливаются по ГОСТ Р 52078-2003 или по специальным техническим условиям. По плотности ДСтП подразделяют на группы: очень малой плотности (350-450 кг/м3), малой (450-650), средней (650-800), высокой (700-800).
Характеристики плит общего назначения
Отечественные плиты общего и мебельного назначения производятся плоским прессованием в соответствии с ГОСТ 10632 -07 "Плиты древесностружечные. Технические условия "
Эти плиты подразделяют:
· по физико-механическим показателям – на марки П-А и П-Б;
· по качеству поверхности – на I и II сорта;
· по виду поверхности – с обычной и мелкоструктурной (М) поверхностью;
· по степени обработки поверхности – на шлифованные (Ш) и нешлифованные;
· по гидрофобным свойствам – с обычной и повышенной (В) водостойкостью;
· по содержанию формальдегида – на классы эмиссии Е1, Е2.
Они выпускаются следующих размеров:
| Параметры | Значения, мм | Предельные отклонения, мм |
| Толщина | От 3 с градацией 1 (для шлифованных) | ± 0,3 для шлифованных плит - 0,3 /+ 1,7 для нешлифованных плит |
| Длина | 1830, 2040, 2440; 2500. 2600, 2700, 2750, 2840, 3220, 3500, 3600, 3660, 3690, 3750, 4100, 5200, 5500, 5680 | ± 5 |
| Ширина | 1220, 1250, 1500, 1750, 1800, 1830, 2135, 2440, 2500 | ± 5 |
Отклонение от прямолинейности кромок не должно быть более 1,5 мм.Отклонение от перпендикулярности кромок плит не должно быть более 2 мм на 1000 мм длины кромки. Перпендикулярность кромок может определяться разностью длин диагоналей пласти, которая не должна быть более 0,2 % длины плиты.
В зависимости от содержания формальдегида плиты изготовляют двух классов эмиссии:
| Класс эмиссии формальдегида | Содержание формальдегида, мг на 100 г абсолютно сухой плиты |
| Е1 Е2 | До 8 включит. Св. 8 до 30 включит. |
Плиты изготавливают с применением материалов, разрешенных для этой цели национальными органами санитарного надзора.
Маркировка древесно-стружечных плит
В условном обозначении плит указывают: марку; сорт; вид поверхности ( для плит с мелкоструктурной поверхностью ); степень обработки поверхности ( для шлифованных плит ); гидрофобные свойства ( для плит повышенной водостойкости ), класс эмиссии формальдегида; длину, ширину и толщину в миллиметрах; номер стандарта.Маркировка плит выполняется на ее кромке или (и) на ярлыке каждого пакета и (или) в товаросопроводительном документе и содержит: наименование и (или) товарный знак предприятия-изготовителя; марку, сорт, вид поверхности и класс эмиссии; дату изготовления и номер смены.
Методы контроля древесностружечных плит
Общие правила проведения испытаний для определения физико-механических показателей и подготовка образцов – по ГОСТ 10633. Контроль длины, ширины, толщины – по ГОСТ 27680.Контроль перпендикулярности – по ГОСТ 27680 или по разности длины диагоналей по пласти, измеряемых металлической рулеткой с ценой деления 1 мм по ГОСТ 7502.Контроль прямолинейности кромок – по ГОСТ 27680 при помощи приспособления или поверочной линейки по ГОСТ 8026 длиной 1000 мм не ниже второго класса точности и набора щупов М 4 по ТУ 2-034-225. Плотность, влажность и разбухание по толщине определяют по ГОСТ 10634. Предел прочности при изгибе определяют по ГОСТ 10635. Предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти плиты определяют по ГОСТ 10636. Удельное сопротивление выдергиванию шурупов – по ГОСТ 10637 Покоробленность определяют по ГОСТ 24053. Шероховатость поверхности определяют по ГОСТ 15612 на профилографе с радиусом щупа 1,5 мм или с использованием образцов шероховатости. Содержание формальдегида определяют по ГОСТ 27678. Качество поверхности плит оценивают визуально. Глубину углубления и высоту выступов определяют при помощи индикатора часового типа марки ИЧ-10 по ГОСТ 577, закрепленного в металлической П-образной скобе с цилиндрическими опорными поверхностями с радиусом (5 ± 1) мм и пролетом между опорами 60 – 80 мм.Линейные размеры включений коры, крупной стружки пятен, выкрашивание угла, скол кромки и длину царапин определяют при помощи металлической линейки по ГОСТ 427.
Основной нормативный документ :
ГОСТ 10632 - 2007 "Плиты древесностружечные. Технические условия ", введен с 01.01.09 взамен ГОСТ 10632-89
Фанера общего назначения
Фанера , - древесный материал, состоящий из склеенных между собой двух или более листов шпона. Листы шпона в фанере располагают таким образом, что бы обеспечить взаимно перпендикулярное расположение волокон древесины в смежных листах. Склеивание фанеры общего назначения осуществляют синтетическими термореактивными клеями (феноло-формальдегидными, карбамидными и др.) . Для изготовления наружных слоев лиственной фанеры применяют шпон березы, ольхи, клена, вяза, ильма, бука, осины, тополя, липы. Для внутренних слоев, кроме названных, также применяют шпон хвойных пород: сосны, ели, пихты, лиственницы и кедра.Название фанеры определяется названием той породы древесины, из которой изготовлены ее наружные слои. Фанеру, изготовленную из древесины одной или различных пород, подразделяют соответственно на однородную и комбинированную. При четном числе слоев шпона два средних слоя должны иметь параллельное направление волокон. Симметрично расположенные слои шпона по толщине фанеры должны быть из древесины одной породы и толщины.Толщина шпона, применяемого для наружных слоев фанеры, не должна превышать 3,5 мм, а внутренних слоев - 4 мм.
Классификация
Фанеру подразделяют в зависимости от внешнего вида поверхности на сорта, по степени водостойкости клеевого соединения на марки, по степени обработки поверхности на шлифованную и нешлифованную. В зависимости от внешнего вида наружных слоев фанеру подразделяют на пять сортов: Е (элита), I, II, III, IV. Обозначение сортов наружных слоев фанеры по действующему стандарту, и ранее действовавшим (ГОСТ 10.55-71 и ГОСТ 3916.1-89) приведены ниже:
по действующему стандарту по ГОСТ 10.55-71 по ГОСТ 3916.1-89
Е --- А
I В АВ
II ВВ В
III СР ВВ
IV С С
По степени водостойкости клеевого соединения фанеру подразделлют на две марки:ФСФ -- фанера повышенной водостойкости и ФК -- фанера водостойкая . По степени механической обработки поверхности фанеру подразделяют на:
· нешлифованную - НШ;
· шлифованную с одной стороны - Ш1;
· шлифованную с двух сторон - Ш2.
Размеры фанеры в миллиметрах: 1200, 1220, 1250, 1500, 1525, 1800, 1830, 2100, 2135, 2440, 2500, 2700, 2745, 3050, 3600, 3660.
Толщина и слойность: 3(3); 4(3); 6,5(5); 9(7); 12(9); 15(11); 18(13); 21(15); 24(17); 27(19); 30(21).
Листы фанеры должны быть обрезаны под прямым углом. Косина не должна превышать 2 мм на 1 м длины кромки листа.Отклонение от прямолинейности кромок не должно превышать 2 мм на 1 м длины листа.
Условное обозначение фанеры содержит: наименование ; породу древесины наружных и внутренних слоев; марку; сочетание сортов шпона наружных слоев; класс эмиссии; вид обработки поверхности; размеры; обозначение стандарта. Пример условного обозначения березовой фанеры с внутренними слоями из березового шпона, марки ФК с сочетанием сортов шпона наружных слоев I/III, классом эмиссии Е1, шлифованной с двух сторон, длиной 2440 мм, шириной 1525 мм, толщиной 9 мм:
Фанера береза/береза, ФК, I/III, Е1, Ш2, 2440 х 1525 х 9 ГОСТ 3916.1 - 96.
Сочетание сортов шпона наружных слоев указано в ГОСТ 30427. В фанере шириной до 1525 мм наружный слой сорта Е может быть составлен из двух полос шпона с соединением по центру листа. В фанере шириной 1525 мм наружный слой сорта Е может быть из трех полос шпона одинаковой ширины. Наружные слои сортов I и II допускается составлять из неограниченного количества полос шпона.
Для сортов Е, II, III соединения шпона должны быть параллельны кромкам фанеры, а полосы подобраны по цвету. Вставки из шпона должны подходить к поверхности, прочно держаться и соответствовать по цвету и направлению волокон древесине породы наружного слоя фанеры. Для сортов I и II вставки должны соответствовать цвету древесины. Замазки должны быть подобраны по цвету древесины данного сорта, обеспечивать приклеивание облицовочных материалов, не выкрашиваться при механической обработке и гнутье фанеры, не растрескиваться.
Методы контроля
Отбор образцов для физико-механических испытаний - по ГОСТ 9620, для определения содержания формальдегида - по ГОСТ 27678. Длину и ширину фанеры измеряют в двух точках параллельно кромкам на расстоянии не менее 100 мм от кромок металлической рулеткой по ГОСТ 7502 с погрешностью 1 мм. За фактическую длину (ширину) листа принимают среднее арифметическое значение результатов двух измерений. Толщину измеряют на расстоянии не менее 25 мм. от кромок и посередине каждой стороны листа толщиномером по ГОСТ 11358 или микрометром по ГОСТ 6507 с ценой деления не более 0,1 мм.За фактическую толщину листа принимают среднее арифметическое значение результатов четырех измерений. Разнотолщинность в одном листе фанеры определяют как разницу между наибольшей и наименьшей толщиной четырех измерений.
Влажность - по ГОСТ 9621.
Предел прочности при скалывании по клеевому слою - по ГОСТ 9624.
Предел прочности при статическом изгибе - по ГОСТ 9625.
Предел прочности при растяжении - по ГОСТ 9622.
Содержание формальдегида - по ГОСТ 27678.
Шероховатость поверхности - по ГОСТ 15612.
Измерение пороков древесины и дефектов обработки - по ГОСТ 30427.
Отклонение от прямолинейности кромок листа фанеры определяют измерением максимального зазора между кромкой листа и кромкой металлической линейки щупом по ГОСТ 8925 с погрешностью 0,2 мм.
Измерение косины - по ГОСТ 30427.
Физические свойства древесины
Свойства древесины, обнаруживаемые при испытаниях, не приводящих к изменению химического состава, называются физическими.
1. Внешний вид древесины
2. Влажность древесины и свойства, связанные с её изменением
3. Тепловые свойства
Внешний вид древесины
Он характеризуется следующими свойствами: цветом, блеском, текстурой и макроструктурой. Под цветом древесины понимают определённое зрительное ощущение, которое зависит, в основном, от спектрального состава отражённого ею светового потока. Цвет - одна из важнейших характеристик внешнего вида древесины. Его учитывают при выборе пород для внутренней отделки помещений, изготовлении мебели, музыкальных инструментов, художественных поделок и т.д.
Окраска древесины зависит от породы, возраста дерева, климата района произрастания. Древесина может изменять цвет при выдержке под влиянием воздуха и света, при поражении грибами, а так же при длительном нахождении под водой. Тем не менее, цвет многих пород настолько характерен, что может служить одним из признаков при их распознавании.
Блеск - это способность древесины направленно отражать световой поток. Наибольшим блеском из отечественных пород отличается древесина дуба, бука, белой акации, бархатного дерева; из иноземных - древесина атласного дерева и махагони (красного дерева).
Текстурой называется рисунок, образующийся на поверхности древесины вследствие перерезания анатомических элементов (годичных слоёв, сердцевинных лучей, сосудов).
Для оценки качества древесины по внешнему виду используют такие характеристики, как ширина годичных слоёв и содержание поздней древесины.
Ширина годичных слоёв - число слоёв, приходящихся на 1 см отрезка, отмеренного по радиальному направлению на торцевой поверхности образца.
Содержание поздней древесины определяется соотношением (в процентах) между суммарной шириной зон поздней древесины и общей протяжённостью (в радиальном направлении) участка измерения, включающего целое число слоёв.
Дата: 2019-12-22, просмотров: 238.
