г. Калининград,
ул. Индустриальная 3, (здание Мелиокомплект)

Строение и свойства древесины

Древесина — это строительный материал, подаренный нам самой матушкой-природой. Как и все другие структуры биологического происхождения, дерево имеет множество достоинств, к числу которых стоит отнести естественный и гармоничный внешний вид, природную теплоту, прочность и способность создавать в помещениях неповторимую атмосферу домашнего уюта. Есть у древесины недостатки, о которых мы поговорим чуть позже.

Условно любое дерево можно разделить на три части — ствол, крону и корни. Для хозяйственной деятельности человека в первую очередь имеет значение ствол, так как именно он после обработки превращается в доски, брус или бревна. Толстое основание ствола называют комлем, более тонкую часть — вершиной, а разницу в диаметрах между основанием и верхушкой — сбегом ствола.

Внутреннее строение древесины характеризуют три вида разрезов:

1. Поперечный, который проходит перпендикулярно оси ствола.
2. Радиальный, который представляет собой продольный разрез, проходящий через середину ствола.
3. Тангенциальный который также имеет продольное направление, но проходит не через середину, а на некотором расстоянии от оси.

В зависимости от разреза, разные элементы ствола будут выглядеть неодинаково. В частности, четко выделяется ядро — более темная и твердая часть ствола — и заболонь, соответственно, светлая часть. Следует отметить, что у молодых деревьев ядра нет, поскольку оно формируется далеко не сразу, в течение многих лет. У некоторых пород ядро отсутствует по определению. Такие деревья называются спелодревесными или заболонными. У первых центральная часть ствола хоть и темнее остальной поверхности, но не отличается от нее качественными характеристиками. У заболонных же деревьев центр ствола не отличается от основной части ни цветом, ни свойствами.

Кора дерева также состоит из нескольких частей. Наружные элементы называются пробка, а внутренние — луб. Пробка выполняет функцию защитного покрытия, предохраняя дерево от агрессивных внешних воздействий. В свою очередь, луб — это прекрасный проводник воды и соков дерева. Между корой и древесиной ствола располагается тонкий слой живых клеток — камбий. Благодаря им дерево растет вширь, ежегодно увеличивая свою толщину на один слой застывшего и отвердевшего камбия (годичное кольцо). Если сделать поперечный разрез ствола, то годичные кольца будут выглядеть как концентрические окружности, при радиальном разрезе — как полосы, а тангенциальный разрез формирует извилистые линии. Естественная же форма колец — конус, заключающий в себя часть предыдущих слоев.

Анализом структуры дерева и годичных колец занимается целая наука — дендроклиматология. С помощью современного оборудования и технологий ученые определяют не только возраст дерева, но и имеют возможность проследить изменения климата и метеорологических условий на нашей планете.
Наряду с кольцами у дерева есть еще один очень интересный элемент — сердцевинные лучи. Они проводят жидкость и питательные вещества в горизонтальной плоскости и представляют собой тонкие блестящие линии, которые идут от коры до сердцевины дерева. Эти линии настолько тонкие, что порой их можно разглядеть только в микроскоп. При радиальном разрезе питательные каналы принимают форму пятен или поперченных полос, а при тангенциальном выглядят, как веретено.

Физико-механические свойства древесины

Под физико-механическими свойствами древесины понимают совокупность параметров, которые формируют определенную ценность породы для применения в тех или иных отраслях промышленности. Кроме того, физико-механические свойства влияют на выбор оптимального метода обработки и необходимость каких-либо дополнительных действий.

Одна из самых главных характеристик древесины — это прочность, то есть способность материала выдерживать значительные нагрузки без изменения внутренней структуры. Еще одно важное свойство дерева — твердость. Чем тверже исходный материал, тем труднее он поддается обработке различными инструментами. Имеет значение и упругость древесины, то есть ее способность восстанавливать исходную форму после окончания деформирующего воздействия.

В отличие от упругости, пластичность, наоборот, заставляет материал сохранять новое состояние. В процессе использования древесины специалисты должны принимать во внимание и некоторые другие качественные характеристики, в частности, влажность, теплопроводность, склонность к усушке и разбуханию.

Древесина бывает малой, средней и высокой плотности. Оценка материала по данному параметру производится при влажности дерева не более 12%. Плотность древесины считается высокой, если ее показатель превышает величину 750 кг/м3, средней — от 550 до 740 кг/м3, малой — менее 540 кг/м3.

Влажность — очень важная характеристика, которая показывает процент содержания воды в древесине. В структуру материала влага проникает через поперечные разрезы и может находиться либо в свободном, либо в связанном состоянии. В последнем случае она содержится непосредственно в стенках клеток дерева. Обычно влажность материала измеряют по относительному параметру, то есть по соотношению массы воды к массе обезвоженной древесины.

В зависимости от влажности выделяют несколько типов дерева: мокрое — относительный показатель превышает 75%, свежесрубленное — от 40 до 75%, сырое — более 23%, полусухое — от 21 до 23%, воздушно-сухое — от 16 до 20%, комнатно-сухое — от 8 до 15% и абсолютно сухое, вообще не содержащее влаги.
Звукопроводность — характеристика, влияющая на способность дерева проводить звуковые волны. Следует учитывать, что они могут распространяться как вдоль, так и поперек волокон. Во втором случае процесс происходит в несколько раз медленнее.

Теплопроводность — способность древесины проводить тепло. Данный показатель очень тесно связан с плотностью и влажностью. К примеру, влажная древесина имеет меньшую теплопроводность, а более плотная — большую. Данный показатель очень важен при строительстве домов, ведь главное назначение жилища — защита человека от холода и сырости. Следует отметить, что по теплопроводности дерево оставляет позади все другие строительные материалы.

Достаточно сказать о том, что теплопроводность деревянного бруса толщиной 100 мм ничуть не меньше, чем у кирпичной стены толщиной 510 мм.
Разбухание. Когда древесина слишком интенсивно впитывает влагу, она начинает увеличиваться в объеме, то есть разбухать. Это нежелательное явление, поскольку при разбухании ухудшаются характеристики дерева, и оно требует сушки, а это весьма длительный процесс даже при условии использования современного оборудования. Также гигроскопичность материала — его способность впитывать влагу — приводит к короблению поверхности, что портит внешний вид изделий из дерева.

Сучковатость. Сучки доставляют множество неудобств специалистам, которые специализируются на обработке древесины. Они нарушают однородность структуры дерева, затрудняют его обработку, снижают прочностные характеристики. Кроме того, сучки препятствуют растяжению древесины вдоль волокон. Это имеет особенно важное значения для балок и несущих конструкций, которые испытывают значительные нагрузки.

Если сучков на поверхности подобных конструкций слишком много, то дерево не сможет растягиваться и попросту лопнет. Иногда в процессе работ сучки выпадают из своих гнезд. В большей степени это характерно для сухих отделочных материалов — вагонки, половой доски и т.д. В таких случаях образовавшееся отверстие заделывается смесью эпоксидной смолы и опилок или заменяют поврежденную доску, если, конечно, это возможно.

Усушка. Как мы уже не раз говорили по ходу своей статьи, дерево содержит в себе воду. Она находится и в полостях клеток, и непосредственно в древесных волокнах. Удалить излишки влаги призван процесс сушки древесины. При этом необходимо соблюдать все технологические нормы и правила. В противном случае процесс испарения будет идти слишком быстро, и дерево начинает деформироваться. Необходимо учитывать и тот факт, что древесина не только отдает влагу, но и впитывает ее обратно из окружающей атмосферы. Главное, чтобы это происходило плавно, постепенно, без резких изменений условий эксплуатации.

В качестве примера можно привести монтаж вагонки. Допустим, что вы решили провести отделочные работы в марте, когда влажность воздуха особенно высока. В этом случае более сухая вагонка начнет интенсивно впитывать влагу и разбухать, выделяясь на фоне остальных элементов отделки. Теперь о том, какая именно сушка лучше — естественная или искусственная (в термокамерах). Наш многолетний опыт работы показывает, что древесина, сохнущая под навесом в наиболее естественных условиях, практически не впитывает влагу после окончания строительства и, соответственно, меньше выпирает и рассыхается. Связано это с тем, что такое дерево имеет оптимальную влажность, которая формировалась в условиях плавного протекания всех процессов принятия и отдачи воды. При камерной сушке древесина испытывает резкий, скачкообразный отъем влаги и, что вполне естественно, стремится набрать ее вновь при первой же возможности.

Хвойные деревья переносят обработку в термокамерах намного легче лиственных пород. Для последних требуется применять щадящие режимы сушки, которые максимально приближенны к естественным условиям. Заметим также, что действие усушки различно по разным направлениям. Так, к примеру, изменение линейного размера материала вдоль волокон совсем незначительное и составляет около 0,1% от начального. По отношению к радиусу ствола изменения более существенные и составляют уже около 5%. Самая же большая разница наблюдается в направлении касательной к годовым слоям — около 4-7%.

Если процесс сушки проводится с нарушением технологических норм и правил, то вполне возможны деформации материала. Большие бревна начинают трескаться, а тонкие доски и бруски подвергаются короблению (выгибаются и скручиваются). Одним из способов уменьшить степень деформации является применение узких досок. Неслучайно ГОСТ регламентирует максимальную ширину половой доски в 100мм.

В реальной работе эти правила соблюдаются далеко не всегда, но это уже связано с требованиями заказчиков и некоторыми другими факторами. Уменьшить изгиб доски можно и не жертвуя ее шириной. Например, некоторые строители делают с тыльной части материалов длинные продольные пропилы, которые снимают внутреннее напряжение древесины.

Несмотря на все возможные недостатки, усушка древесины необходима. Если применять в строительстве влажное дерево, то здание из бревен и бруса непременно усядет. Особенно же интенсивно этот процесс протекает в первый год эксплуатации. Учитывайте, что чем больше будет нагрузка на несущие конструкции, тем активнее будет происходить усадка дома.

Выкрашивание. С течением времени дерево претерпевает ряд изменений, которые отражаются как на внешнем виде материала, так и на его качественных характеристиках. Так, например, бревна и брус с лицевой сторона дома, испытывающие влияние осадков и прочих природных факторов, постепенно меняют свой бело-желтый цвет на серый, то есть выкрашиваются. Избежать подобных изменений можно, но для этого необходимо вовремя обработать древесину антисептиками и пропитками, которые образуют на поверхности материала надежную защитную пленку.

Посинение. Этот процесс характерен при эксплуатации дома в условиях высокой влажности и температуре от +10 до +25 С0. Особенно же сильно «синеет» древесина, если она не вентилируется потоками воздуха и срублена совсем недавно. Самые критичные месяцы для дерева в плане возможного посинения — это июль и август. При этом неприятно не столько то, что дерево меняет свой цвет, а то, что этот процесс предшествует возникновению гнили. Чтобы не допустить «посинения», специалисты рекомендуют хранить пиломатериалы в хорошо проветриваемых помещениях или на открытом воздухе.

Можно также применять и «народные» средства. Отличные результаты показывает всем известная «Белизна», которая к тому же и стоит копейки. «Белизна» успешно борется с поверхностными изменениями, а вот проникающую синеву она не берет. С последней способна справится «Светелка», специальный антисептик, разработанный конкретно для этих целей. Это средство не только удаляет посинение, но и придает дереву красивый внешний вид.

Если на поверхности древесины вы заметили гниль, то метод борьбы тут может быть только один — полное вырезание поврежденных участков. Лучше вообще не доводить до этого, но если уж гниль появилась, то ограничиваться полумерами нельзя. Избежать гниения материала можно соблюдая правила его эксплуатации и хранения. Так, например, лучше всего держать древесину в хорошо проветриваемых помещениях и складывать ее в штабеля. Если хранение происходит на открытом воздухе, то желательно накрыть древесину плотными влагостойкими материалами и, плюс к этому, обработать антисептиками.

В настоящее время наиболее часто применяются воднорастворимые и масляные антисептики. Вторые отличаются резким неприятным запахом и потому не пользуются особым спросом у владельцев частных домов. Мы рекомендуем вам использовать антисептики серии «Сенеж», особенно «сенеж-транс» и «сенеж-супер-транс», которые соответствуют самым жестким требованиям, предъявляемым к защитным составам и пропиткам.

г. Калининград,
ул. Индустриальная 3, (здание Мелиокомплект)