Как распознать некачественную древесину: от лесопосадки до формы среза

Пороки связанные с формой ствола

Пороки формы ствола растущего дерева выделяются в таких видах:

1. сбежистость;
2. закомелистость (ребристая и округлая);
3. овальность;
4. нарост;
5. кривизна (сложная и простая).

Кривизна (см. рис.) – это разностороннее или одностороннее искривление ствола по всей длине. Различают простые и сложные (несколько изгибов в разных направлениях) виды искривления, которые затрудняют распиловку и выдает много отходов.

Закомелистость (см. рис.) при распиловке дает некачественный материал, появлением большим количеством перерезанных волокон. Это утолщение комля ствола по соотношению ко всему стволу.

Ройки – это ребристая закомелистость, при поперечном распиле торца ствола имеет вид звездчато-лопастной формы расположения годичных волокон. Такой материал сильно коробится и имеет пониженную прочность.

Наросты на стволе сопровождаются свилеватостью древесины, что встречается чаще в лиственных породах – это местное резкое утолщение ствола.

Наплывы чаще встречаются на комлевой части ствола. Сопровождаются гладкими наростами на поверхности. Капы выражены в более рельефном виде, возникшие в местах спящих почек, выглядят в форме капель.

Виды пороков и дефектов древесины

На отдельных поверхностях или участках лесоматериала могут наблюдаться отличия от естественного внешнего вида (характерного для определенной породы), правильного строения и клеточной структуры, повреждение тканей и оболочек. Перечисленные факторы отражаются на снижении прочностных и качественных характеристик материала, имеют определяющее влияние при делении пиломатериалов на сорта. Почти все они ухудшают свойства древесины и считаются ее пороками.

Естественные пороки пиломатериалов возникают в процессе роста растения. На их появление и развитие влияют следующие причины:

• неблагоприятные экологические и климатические факторы;
• географическая зона произрастания;
• природное старение растительного организма;
• разнообразные механические воздействия;
• вредоносная деятельность птиц, насекомых, микроорганизмов.

От типа проявившегося порока, его размеров и расположения зависит диапазон практического применения готовых пиломатериалов из поврежденного сырья

И если одни повреждения даже не берутся во внимание для конкретного назначения лесоматериала, то другие считаются нежелательными или безусловными (существенно снижающими качество и прочность). Для справедливости стоит отметить, что существуют пороки, из-за которых природный материал приобретает дополнительную ценность у мастеров интерьерного декора и производителей мебели

Узнать об основных пороках древесины и проверить свои знания можно с помощью данного учебного фильма:

https://youtube.com/watch?v=mAOY9hKqLfE

Другую группу пороков образуют различные повреждения механического характера. Их называют дефектами обработки, потому что главные причины возникновения – заготовительные работы (валка), транспортировка, сушка, распиловка и обработка поверхностей пиломатериалов, хранение. Влияние таких дефектов на качество древесины:

• изменение формы и поверхностей лесо- и пиломатериалов;
• затруднение и ограничение в использовании древесины по назначению;
• уменьшение фактических размеров изделий;
• нарушение целостности материала, а при значительных размерах дефекта – прочности;
• увеличение массовой доли отходов при обработке и раскрое;
• усложнение отделочных и облицовочных работ с дефектным материалом.

Волнистость – один из примеров дефекта обработки

Поражение древесины грибами. Гниение

Паразитирующие грибковые микроорганизмы размножаются спорами, которые, попадая в древесину, начинают прорастать и получать из нее питательные вещества. Поражающее действие грибка на лесоматериал может быть деревоокрашивающим или разрушающим.

Ненормальный окрас ядра или заболони в виде полос и пятен сигнализирует о наличии грибковых микроорганизмов. Поражая боковые и торцовые поверхности, грибок затем распространяется вглубь природного материала. Поэтому окраски разделяют на глубокие, поверхностные и подслойные. Грибковые окраски и пятна могут изменить внешний вид, немного повысить водопроницаемость и слегка снизить устойчивость древесины к ударным нагрузкам. Однако, на прочностные характеристики материала они не влияют.

Борьба с грибком специальными составами

Также не нарушает свойства пиломатериалов и плесень. Она покрывает слоем налета или разрозненными пятнами участки сырой заболони хранящихся лесоматериалов. Ее отрицательные воздействия: портит внешний вид; может переходить на соседние изделия, предметы, пищевые продукты; способна разрушать слои лака, краски, животного клея. С просушенной поверхности плесень сметается как обычная пыль.

Переходным видом грибкового поражения свежих срезов дерева является побурение. Изменяя окраску заболони в бурый цвет разнообразных оттенков и интенсивности, этот порок на первых порах действует аналогично другим окрашивающим грибковым поражениям. Но, если лесоматериалы с участками побурения будут и дальше храниться непросушенными – данный порок перерождается в гниль.

Гниль – опасное, дереворазрушающее грибковое поражение. Кроме изменения естественного окраса участков древесины, она значительно снижает ее прочность, нарушает структуру, размягчает и расщепляет волокна, снижает сортность пиломатериала (возможно до полной непригодности), усиливает влагопоглощение.

Для развития гнили достаточно плюсовой температуры внешней среды и влажности пиломатериала от 20%. В условиях постоянных колебаний этих показателей, разрушающее воздействие гнилостных грибков значительно усиливается. В высушенных лесоматериалах гнилостные процессы не всегда останавливаются. Пораженная древесина является потенциальным источником опасного грибкового заражения других изделий в различных сооружениях из дерева.

Пораженные синей гнилью пиломатериалы

Предохраняющие меры от грибковых поражений заготовленных пиломатериалов – качественная сушка, снижение влажности в местах хранения, организация достаточной вентиляции, обработка антисептическими составами.

Влияние пороков древесины

Пороками древесины называются изменения внешнего вида древесины, нарушения правильности ее строения, целостности ее тканей, клеточных оболочек и другие недостатки отдельных участков древесины, снижающие ее качество и ограничивающие возможность ее использования. Согласно ГОСТ 2140-81* «Видимые пороки древесины», пороки подразделяются на группы, виды и разновидности. Основные группы пороков: сучки; трещины; пороки формы ствола; пороки строения древесины; химические окраски; грибные поражения; биологические повреждения; инородные включения, механические повреждения и пороки обработки; покоробленности.

Пороки снижают прочность древесины: в меньшей степени при работе древесины на сжатие, смятие и изгиб, и в большей степени при работе древесины на растяжение и скалывание. Существенно влияют на прочность древесины следующие группы пороков.

Сучки — части ветвей, заключенные в древесины ствола. Они нарушают однородность строения древесины, вызывают образование местных косослоев, затрудняют механическую обработку древесины. Сучки различают по виду: открытые и заросшие. Разновидности открытых сучков: по форме (круглые, овальные, продолговатые); по положению в сортименте (пластевые, кромочные, ребровые, торцовые); по взаимному расположению (разбросанные, групповые, разветвленные); по степени срастания (сросшиеся, частично сросшиеся, несросшиеся, выпадающие); по состоянию древесины сучков (здоровые, загнившие, гнилые, табачные); по выходу на поверхность (односторонние, сквозные).

Пороки формы ствола: сбежистость — изменение диаметра по длине ствола дерева более чем на 0,8 см на 1 м длины ствола; закомелистость — резкое увеличение диаметра комлевой части ствола; овальность; наросты; кривизна.

Пороки строения древесины: наклон волокон (косослой) — отклонение волокон древесины от продольной оси ствола дерева; креиь (местная, сплошная) — изменение строения древесины, выражающееся в увеличении ширины поздней зоны годичных слоев; свилеватость (волнистая, путанная) — извилистое или путаное расположение волокон древесины; сердцевина; двойная сердцевина; засмолок и др.

В зависимости от наличия, количества и месторасположения тех или иных пороков в древесине, пиломатериалы подразделяются на сорта. Согласно СНиП для несущих элементов деревянных конструкций должна применяться древесина 1, 2 и 3-го сортов с учетом указаний приложения 1 СНиП . Для деревянных конструкций, кроме требований ГОСТ 8486-86*Е на пиломатериалы хвойных пород и ГОСТ 9463-88* на лесоматериалы круглые хвойных пород, предъявляются дополнительные требования по ширине годичных слоев (не более 5 мм), содержанию в них поздней древесины (не менее 20%) и не допустимости сердцевины.

Пороки строения древесины

Пороки строения древесины (см. рис.) подразделяются по таким видам: крень; наклон волокон; тяговая древесина; завиток; свилеватость; кармашки; глазки; сердцевина, двойная и смешанная сердцевины; прорость; пасынок; рак; сухобокость; засмолок; ложное ядро; внутренняя заболонь; пятнистость и косослой. Рассмотрим основные из видов.

Косослой характеризует собой различным направлением отклонения волокон от оси дерева. Поперечная нагрузка такой древесины воспринимается плохо. Свилеватость относится к разновидности наклона волокон – волнистое расположение волокон. Завиток – это искривление местного характера годичных слоев.

Крень встречается чаще в древесине хвойных пород, изменения строения происходят в сжатых зонах ствола, ветвей. Это дугообразные участки, образующиеся в искривленных стволах или наклонно растущих деревьях. Наблюдается смещение сердцевины при поперечном распиле. Этот дефект способствует короблению досок, брусьев, понижается прочность и однородность строения материала.

Двойная сердцевина явно выражена при поперечном распиле бревна. Ствол дерева в этом месте чаще всего имеет овальную форму. Между сердцевинами наблюдается обычно прорость в виде заросшей коры. Этот недостаток ведет за собой растрескивание, затруднения в обработке и увеличение отходов древесины.

Внутренняя заболонь выражается на торце ствола в виде нескольких или одного колец-слоев различных по ширине, имеющие более светлый окрас, чем ядро древесины. Эта группа годичных слоев в ядре древесины имеет свойства, строение и окраску заболони. Такой порок свойственен лиственной породе, часто встречается у ясеня и дуба.

Ложное ядро является внутренней частью ствола с темным окрасом в разных оттенках. Формы встречаются круглые, лопастные, звездчатые и эксцентричные. Более темным окрасом ложное ядро отличается от заболони.

Кармашек является собой полостью, заполненной камедями или смолой, находящейся внутри годичных слоев. Такие смоляные кармашки снижают прочность древесины, портят поверхность и не поддаются склеиванию и отделке.

При свилеватости древесины волокна ее размещаются волнисто, особенно у комля дерева. Такой материал высоко ценится при отформовывании строганного шпона, но самому процессу обработки поддается плохо. При таком дефекте характерно образование и наростов–наплывов у корневой части ствола.

Прорость называют дефект отдельного участка, появившийся в результате механического повреждения (засмолки, грибные пятна). В этом случае портится не только внешний вид, но затрудняется отделка.

Завиток – это искривление годичных слоев по причине влияния сучков ствола или прорости. Они могут быть односторонними и сквозными. Этот порок снижает прочность, поэтому не применяется в изготовлении деталей, которые несут дополнительную нагрузку. Такие дефекты как смоляные кармашки, засмолок и крень характерны для группы хвойных пород.

Пятнистость – это иначе окрашенные, чем все тело ствола, полосы, которые не влияют на твердость древесины. Пятнистость проявляется в период роста дерева.

Засмолок это участок материала хвойной породы, обильно пропитанный смолой. Места отличаются более темным окрасом. Засмолок не имеет никакого влияния на прочность и менее подвергается гниению, но затрудняет общую отделку материала и покраску.

Рак – это рана на стволе дерева, возникающая при заражении паразитическими грибами или бактериями. Место поражения древесины не зарастает и по периметру участка смолотечение, а противоположная сторона ствола выглядит вздувшейся.

Сучки на стволе дерева

Сучки – это первая из групп, носящая основной сортообразующий порок, объединяющая два вида: сучки и глазки. Древесное содержание сучков имеет более мелкую структуру годовых слоев и темную окраску, являются основанием ветви, что заключены в саму древесину ствола. Бывает как вид открытого сучка, так и заросший сучок.

Заросшие сучки разновидностей не имеют и обнаруживаются исключительно в круглых материалах.

Открытые сучки имеют разновидности (см. рис.) по форме (продолговатый, овальный. круглый), положению в сортименте (кромочный, ребровый, торцовый, пластовой, сшивной), по взаиморасположению (группами, разветвленные, разбросанные), степени срастания (выпадающий, сросшийся, несросшийся или частично сросшийся), по степени состояния древесины (здоровый, с трещинами здоровый, темный здоровый, светлый здоровый,  гнилой или загнивший, табачный), по выходу на поверхности (сквозной или односторонний).

За их счет нарушается однородность строения и прочности древесины, исходя из этого и сортность. Затрудняется обработка материала, так как здоровые сучки имеют большую твердость древесины, чем окружающая его. Сучки сшивные, ребровые, групповые и продолговатые снижают прочность деталей. Табачные сучки могут указывать наличие в стволе ядровой гнили.

Физические свойства древесины

1. Плотность.

Абсолютное значение, измеряемое соотношением веса к объему. Плотность напрямую зависит от разновидности породы и количества влаги. Чем меньше влажность, тем ниже плотность.

2. Теплопроводность.

Свойство древесины пропускать тепло от корней до кроны. На качество теплопроводности влияют такие факторы:

• температура воздуха;
• внутренняя влажность;
• насыщенность;
• количество теплоты.

3. Звукопроводность.

Особенное свойство лесоматериалов — пропускать звук. Звукопроницаемость у древесины повыше, чем у некоторых материалов

Этот показатель необходимо принимать во внимание в строительстве, где крайне важна звукоизоляция стен и столярных изделий

4. Электропроводность.

Положительное свойство пиломатериалов пропускать ток. На электропроводность влияют влажность, порода, направление волокон и температура. Сухая древесина не пропускает электроток, что даёт возможность использовать ее как изоляционный материал.

5. Влажность.

Степень увлажненности пиломатериалов, это — показатель качества и износостойкости изделий из древесины. Отличительное свойство: чем меньше содержание влажности, тем дольше она не подвергается гниению.

6. Коррозионная стойкость.

Отсутствие коррозии — немаловажное свойство у изделий, изготовленных из древесины. Особенно это касается тех изделий, которые подвергаются эксплуатации на открытом воздухе

7. Цвет, блеск, запах и текстура.

Данные свойства позволяют зрительно определять породу древесины и имеют чисто художественное значение.

Дефекты формы ствола

Недостатки древесины, которые возможно определить по внешнему виду пиловочника:

1. Сбежистость

Утончение ствола от комля к вершине – естественное явление, но если диаметр уменьшается на протяжении 1м больше чем на 1 см – это уже сбежистость. Такой порок характерен для растений, выросших в редком древостое. При обработке сбежистого ствола образуется высокое количество отходов, для древесины из таких бревен характерен и другой недостаток – радиальный наклон волокон.

2. Закомелистость ствола

Вариация сбежистости, при которой наблюдается значительное увеличение диаметра ствола у комель (превышение на 20% и более диаметра ствола на расстоянии 1м от расширения).

3. Кривизна

Искривление ствола возможно по ряду причин: вследствие потери верхушки и ее замены боковой ветвью, из-за изменения освещения, при росте на холмах и горных склонах и т.д. Процент кривизны рассчитывают как показатель стрелы прогиба ствола в месте искривления.

4. Овальность

Если форма торца круглого лесоматериала имеет форму эллипса, скорее всего при распиле будет обнаружена крень и тяговая древесина.

5. Наросты

Местные утолщения ствола, которые образуются в результате поражения дерева грибами, бактериями, химическими и радиационными реагентами, механическими повреждениями. У растения нарушаются ростовые процессы, что, естественно, отражается на качестве и структуре древесины: годичные слои изгибаются, повторяя очертания нароста.

Такой материал сложен в обработке, имеет высокую твердость и низкую упругость. Древесина наростов (кап, сувель) ценится как сырье для художественных изделий и облицовочного материала (шпона).

Прорость

Прорость – заросшая рана, содержащая мертвую древесину. Недавнее повреждение легко обнаружить при визуальном осмотре боковой поверхности ствола растущего дерева. Но при полном зарастании видна только щель, заполненная остатками коры.

Рак дерева

Рак дерева – результат деятельности грибков и бактерий – открытая или закрытая рана с аномальными утолщениями и наплывами возле пораженных мест. При этом дефекте нарушается правильность круглой формы бревна, а у хвойных пород сопровождается повышенной смолистостью.

Сухобокость

Сухобокость – одностороннее омертвление ствола, лишенного коры вследствие ожога, обдира, ушиба и т.д. Порок вызывает повышенную смоленистость, образование завитков и наплывов, нарушает прочностные качества древесины и увеличивает количество отходов при обработке.

Технологические свойства древесины

Технические свойства характеризуют следующие показатели:

• способность задерживать металлический крепеж. Чем плотнее древесный материал, тем прочнее в ней удерживаются крепежные детали;
• износоустойчивость. Это — способность оказывать сопротивление разрушениям во время механического взаимодействия. Повышенной износоустойчивостью обладают торцы. Повышенная твердость и плотность позволяет древесине подвергаться незначительному износу.
• раскалываемость. Свойство древесины под механическим воздействием делиться на части продольно волокнам. Сопротивление растрескиванию повышается с увеличением вязкости. Это свойство имеет положительный показатель. Некоторые сорта можно заготавливать только методом раскалывания. У раскалываемости есть и негативное свойство: при использовании металлических креплений, могут образовываться расколы.

Плотность древесины

Соразмерность веса пиломатериала к его объёму и есть плотность. Устанавливается плотность в кг/м3, и напрямую подчиняется влажности.

Плотность подразделяют на:

• малую;
• среднюю;
• высокую плотность.

Твёрдость древесины

На твёрдость влияют следующие показатели:

• порода;
• условия произрастания дерева. Один и тот же вид породы может быть разной твердости, если деревья росли в различных климатических условиях;
• увлажненность лесоматериалов.

Твердость у одного ствола может быть разной: в зависимости от того, какой применяется распил. Торцы твёрже чем тангентальная и радиальная поверхность.

Износостойкость и гибкость древесины

• износостойкость — свойство оказывать сопротивление истиранию материала во время трения. Истирание с боков бывает больше чем с торцов. Наиболее твёрдая и плотная древесина менее всего подвергается изнашиванию. Повышенная влажность — хороший помощник износу.
• гибкость — одно из свойств деревянных заготовок — изменять форму под силовым воздействием извне. Загибание основано на возможности древесины поддаваться деформации под воздействием гибочного оборудования. Процедура загибания проходит легче и быстрее, когда древесину предварительно увлажняют и нагревают;
• ударная вязкость — свойство поглощения удара без дефляции.

Тепловые свойства

К таким свойствам относятся следующие показатели:

• тепловая мощность — это способность древесного материала накапливать тепло;
• теплопроводность — транспозиция тепловой энергии молекулами вещества;
• температуропроводность — равное распределение температуры по всему объёму;
• термическое расширение— изменение линейных размеров и конфигурации при изменении температуры.

Влажность древесины

Влажность — это процентное соотношение количества влаги в определённом объёме древесного материала, к такому же объёму совершенно сухого материала. Свойства по влажности у каждой породы индивидуальные.

Влажность подразделённая по степеням:

• мокрая степень. Продолжительное время содержащиеся в воде лесоматериалы;
• свежераспиленная;
• воздушно-высушенная;
• базовая степень.

Усушка, разбухание и коробление пиломатериала

1. Усушка. Снижение параметров при устранении влаги. Полная усушка, для дальнейшей обработки древесного материала должна быть в диапазоне от 11 до 17 %. Процент усушки обязательно учитывается при изготовлении пиломатериалов.
2. Коробление. Преобразование формы при высушивании, складировании и опиловке. В основном, коробление возникает из-за разной величины усушки и структурных направлениях.
3. Разбухание. Это — свойство прибавления размеров при увеличении влаги. Разбухание протекает до особого предела поглощаемости влаги.

Разбухание — одно из негативных свойств древесины. Хотя в отдельных случаях разбухание играет существенную роль: создает уплотнение соединениям в лодках, бочонках и кадках.

Пороки формы ствола

Стволы деревьев также обладают определёнными пороками:

Сбежистость.

Ствол дерева, во время роста, постепенно уменьшается в диаметре от нижней части к кроне. Когда, при каждом метре роста, диаметр ствола убывать больше чем на 1 см, то это — сбежистость.

Лиственные породы больше подвержены такому пороку нежели хвойные породы Сбежистость больше всего проявляется у деревьев растущих на свободе или в мелколесье. Чем гуще лес, тем поменьше на деревьях сбежистости. Данный порок повышает величину отходов и снижает прочность.

Закомелистость.

Если диаметр ствола в нижней части дерева превышает диаметр того же ствола на высоте не менее метра в 1,2 раза, то это называется закомелистостью.

Овальность.

Ствол дерева имеет форму эллипса, а максимальный диаметр больше минимального в 1,5 раза. Овальность вызывает у дерева крен и изменяет строения древесины.

Наросты.

Локальное утолщение появляется в результате негативного воздействия:

• грибковых заболеваний;
• микобактерий;
• вирусных инфекций;
• химических факторов;
• радиоактивности;
• различных повреждений.
• Кривизна.

Все древесные породы страдают искривлением стволов. Простая кривизна имеет один изгиб, сложная — несколько изгибов ствола.

Кривизна относится к отрицательным свойствам древесины.

Породы деревьев с наименьшей возможностью гниения

Большим сопротивлением к процессам гниения обладают лиственница и дуб. Дома из них стоят столетия и не гниют.

Также высокая стойкость у кедра, ясеня и сосны обыкновенной. Средней стойкостью отличаются бук, ель и пихта. Разрушительные микроорганизмы не могут размножаться в древесине тиса и секвойи.

Полученная информация о возможных негативных изменениях целостности, внешнего вида и структуры древесины помогает самостоятельно провести отбраковку изделий до начала строительных и отделочных работ. Из оставшихся кондиционных пиломатериалов получится качественный и долговечный объект или изделие.

Узнайте причину твердости лиственницы и ее стойкости к гниению:

Основные свойства древесины

Как и многие стройматериалы, древесный материал отличается по характерным свойствам и особенностям. Свойства могут быть как позитивными, так и негативными показателями. Эти свойства обусловлены породой лесоматериалов.

Свойства древесины подразделяется на:

1. Плотность.
2. Твёрдость.
3. Влажность.
4. Усыхание.
5. Набухание.
6. Коробление.
7. Раскалываемость.
8. Износоустойчивость.
9. Изгибистость.
10. Деформирование.
11. Теплопроводность.

Никакой строительный материал не располагает такими технологическими и декоративными свойствами, как изделия из дерева. Она податлива при обработке. Прочный и лёгкий материал, долгое время сохраняющий тепло и нежный запах. Но, как и всякий материал она имеет положительные и отрицательные свойства.

Свилеватость

Показатель данного порока строения – хаотичное или волнистое размещение древесных волокон. Свилеватостью могут поражаться любые растения, но чаще это происходит с представителями лиственных пород. Наличие данной особенности нельзя определить по лесоматериалу, который находится в коре.

Разрез пиломатериала с ярко выраженной свилеватостью

Повышенная прочность участков с отклонениями от прямослойного расположения волокон заметно усложняет обработку древесины режущим инструментом. Но недостаток можно считать условным, потому что изделия из материалов со свилеватостью не уступают по характеристикам качественной древесине. Порок становится достоинством благодаря уникальному рисунку на поверхности окоренного бревна или распиленного изделия.

Красота окоренного бревна со свилеватостью в рубленом интерьере

Практическая польза от прогулки по лесу

Профессионалы знают, как проявляются пороки древесины, и способны еще до рубки дерева дать оценку его качеству методом индивидуальной таксации. Такая оценка нужна для предварительных расчетов по следующим вопросам:

• каким будет выход качественного сырья;
• на какой высоте ствол будет перепилен на отдельные части;
• размеры отдельных отрезов, их практическое применение и т.д.

Например: таксируемый ствол сосны диаметром в 28 см на высоте 1м от земли имеет комлевую гниль. На высоте 1-7,5 м на стволе отсутствуют сучья, и древесина выглядит здоровой. На высоте 9,5 м находится сосновая губка (грибковое поражение), от которой расходится стволовая гниль на 0,5 м вверх и 1,5 м вниз по стволу. На отрезке от 9,5 м до 15,5 м имеются лишь мертвые наружные сучья, а сама древесина выглядит здоровой.

Результаты таксации:

• метровый комлевый слой используется на дрова;
• 6,5 м – первосортный пиловочник;
• 2м – пересорт (неизвестно, насколько глубоко поражение гнилью);
• последние 6м – могут быть использованы как рудстойка.