Таким образом, основными признаками при определении породы являются: наличие ядра, ширина заболони, резкость перехода от ядра к заболони, различная степень видимости годичных слоев, разница между ранней и поздней древесиной, наличие и размеры сердцевинных лучей, диаметр сосудов, наличие смоляных ходов, их размер и количество.
Так, например, если вам попадется древесина, у которой хорошо заметны годичные слои из-за того, что поздняя древесина темнее ранней, нет сосудов, сердцевинные лучи очень тонкие и почти не видны, есть смоляные ходы, знайте это древесина хвойных пород.
Для определения породы древесины необходимо знать и дополнительные признаки, к которым относятся цвет, блеск, текстура и запах.
Цвет имеет большое значение при использовании древесины для изготовления художественных изделий. Цвет древесине придают дубильные, красящие вещества и находящиеся в полостях клеток смолы. Он изменяется в зависимости от породы и условий произрастания: породы умеренного климатического пояса имеют светлую окраску, породы теплых зон окрашены интенсивнее. Цвет зависит и от возраста дерева: молодая древесина окрашена светлее.
Блеск – способность древесины направленно отражать световой поток. Блеск древесины зависит от плотности, количества, размеров и расположения сердцевинных лучей. Сердцевинные лучи направленно отражают световой поток и на радиальном разрезе образуют блеск. Шелковистым блеском отличается древесина бука, ясеня, клена, ильма, платана, белой акации, дуба. Древесина осины, березы, липы, тополя, груши, яблони, самшита, тиса имеет матовую поверхность. Серебристым блеском обладает орех, муаровым переливом – волнистая береза. Блеск придает древесине красивый вид и может быть усилен полированием, лакированием и вощением.
Текстура – рисунок, получаемый на поверхности среза древесины. Она зависит от строения древесной породы и направления разреза. Текстура определяется шириной годичных слоев, разницей в окраске между ранней и поздней древесиной, наличием сердцевинных лучей, крупных сосудов, беспорядочным расположением волокон.
У древесины хвойных и мягких лиственных пород текстура довольно простая, у твердых лиственных пород – гораздо богаче. Красивые рисунки лиственные породы дают на радиальном и тангенциальном разрезах, хвойные – только на тангенциальном. Исключительно красивую текстуру дают срезы наростов – капов, сувелей со свилеватым (путанным) расположением волокон. Текстура древесины хорошо выявляется при полировании, лакировании, подкраске и травлении.
Запах древесине придают содержащиеся в ней эфирные масла, дубильные вещества, смолы и другие компоненты.
У хвойных пород – сосны и ели – характерный запах скипидара. Приятный специфический запах имеет древесина можжевельника. У дуба терпкий запах дубильных веществ.
Механические свойства древесины
Механическими свойствами древесины называют ее способность сопротивляться воздействию внешних сил. К ним относятся:
● прочность, характеризуемая пределом прочности, предшествующим разрушению;
● жесткость – способность сопротивляться деформации;
● ударная вязкость – способность при ударе поглощать работу без разрушения;
● твердость – способность сопротивляться проникновению другого твердого тела;
● плотность – количество древесной породы в 1 м
3
По степени твердости все древесные породы можно разделить на три группы: мягкие – сосна, ель, кедр, пихта, можжевельник, тополь, липа, осина, ольха, каштан, ива и др.; твердые – сибирская лиственница, береза, бук, вяз, дуб, ильм, карагач, платан, рябина, клен, яблоня, ясень и др.; очень твердые – белая акация, железная береза, граб, кизил, самшит, тис и др.
Плотность и твердость древесных пород зависят от содержания в годичных слоях поздней древесины. Чем больше поздней древесины, тем плотнее и соответственно выше механические свойства древесных пород. Между плотностью и прочностью древесины существует тесная связь: более плотная древесина оказывается, как правило, прочнее. Все вышеназванные свойства необходимо учитывать при обработке заготовок режущими инструментами.
По плотности древесину также можно разделить на три группы: породы с малой плотностью (540 кг/м
3
3
3
Древесина лиственных кольцесосудистых пород имеет неодинаковую плотность: поздняя древесина плотная, ранняя – пористая. Такая древесина хорошо гнется, но плохо поддается лакированию и полированию. Древесина хвойных пород имеет малую плотность, лиственных рассеянно-сосудистых пород – значительно высокую, в силу чего хорошо обрабатывается, лакируется и полируется.
Наряду с древесиной в виде бревна, тесаных и пиленых досок, чураков, брусков и болванок разных форм народные мастера использовали для изготовления художественных изделий корни и ветви деревьев, кору и луб.
Ветви черемухи, прутья тальника, сосновый корень применяли для плетения мебели, корзин и всевозможной домашней утвари, для соединения или «сшивания» отдельных частей изделий, для изготовления обручей к бондарной посуде. Ствол молодой осины и сосны использовали для изготовления драни – ленты шириной до 10 см, необходимой для плетения хозяйственных коробов и корзин. Лубяная часть коры, очищенная от пробкового слоя и расправленная под гнетом, служила незаменимым материалом для изготовления коробов, туесков, хлебниц.
Таким образом опыт поколений народных мастеров основывается на рачительном отношении к природным богатствам, всемерном использовании даруемых природой материалов и практически безотходном производстве.
Пороки древесины
Для большинства видов художественных работ пригодна только древесина без каких– либо дефектов. Потому при ее использовании в строительстве, изготовлении различных бытовых и художественных изделий необходимо учитывать многочисленные пороки, которые могут сильно ухудшить качество предмета или сделать его вовсе непригодным.
Пороками древесины называют любые отклонения от нормы в строении ствола, все нарушения физического состояния, т.е. все то, что снижает качество и свойства древесины как материала (рис. 2).
Рис. 2. Пороки строения древесины: а – прорость; б – кармашки; в – чревоточина; г – сучки; д – косослой; е – свилеватость; ж – гнили
К основным порокам относятся: сучки, трещины, глазки, наросты, свилеватость, косослой, завиток, прорость, смоляные кармашки, засмолок, грибковые поражения, окраски и гнили, червоточины, инородные включения, химические окраски, повреждения насекомыми, покоробленность, пороки формы ствола и строения древесины, раны, ненормальные отложения, механические повреждения и дефекты обработки. При чем нарушения в строении и изменение качества древесины могут происходить как в растущем дереве, так и при неправильном его хранении.
Однако иногда пороки делают древесину более ценным материалом. Например, такой порок, как свилеватость волокон, широко используется при изготовлении художественных изделий, различных поделок и т.д. Топорище из свилеватой древесины всегда крепче, чем из прямослойной, и никогда не расколется.
Сучки и глазки
Сучки – это основания ветвей, вызывающие искривление волокон годичных слоев (рис. 3). Древесина сучков имеет повышенную твердость, что затрудняет обработку. К тому же при сушке заготовок они иногда выпадают.
Рис. 3. Разновидности сучков: а – круглый; б – овальный; в – продолговатый; г – пластовой; д – кромочный; е – ребровый; ж – сшивные; з – групповые; и – разветвленные
По форме разреза на поверхности древесины сучки подразделяют на круглые, овальные и продолговатые. По степени срастания с древесиной – на сросшиеся, частично сросшиеся и несросшиеся, или выпадающие. По состоянию древесины – на здоровые, темные, просмоленные, загнившие, гнилые и табачные, т.е. превратившиеся в бурую массу, которая легко растирается в порошок.
Сучки нарушают однородность древесины, затрудняют ее обработку и склеивание и часто снижают прочность. Качество древесины ухудшается с увеличением количества сучков и их диаметра. Несросшиеся и загнившие сучки иногда делают древесину непригодной для изготовления изделий.
Глазки – следы спящих почек, не развившихся в побег.
Грибные поражения и гниль
Грибные поражения в одном случае изменяют лишь цвет древесины, не нарушая ее физико– механических свойств, в другом – разрушают ее. Под влиянием поселившихся в древесине грибов древесина может стать бурой, красноватой, коричневатой, синей, серой, серо-фиолетовой и других оттенков.
Все виды дереворазрушающих грибов вначале изменяют окраску древесины (это начальная стадия гниения), а затем постепенно разрушают ее. Грибы могут вызывать внутреннюю темнину, внутреннюю гниль, плесень, заболонные грибные окраски, побурение, заболонную гниль и наружную трухлявую гниль.
Особенно портит древесину внутренняя и наружная гниль. Она представляет конечную стадию поражения древесины, при которой нарушаются ее структура и цвет и резко снижаются механические свойства.
Появление грибов и гнили часто связано с неправильным хранением древесины.
Химические окраски
Химические окраски встречаются у всех пород и связаны с окислением дубильных веществ, которые имеются в древесине. Химические окраски более равномерны по цвету по сравнению с грибными и проникают на небольшую глубину (1–5 мм). Прочностные свойства древесины они не изменяют, но портят ее внешний вид.
Повреждения насекомыми
Повреждения насекомыми носят общее название червоточины. По глубине проникновения ходов и отверстий в древесину червоточины подразделяют на поверхностные, неглубокие, – до 5 мм и глубокие – свыше 5 мм. Диаметры отверстий бывают свыше 3 мм.
Трещины и покоробленость
Трещины являются результатом разрыва древесины вдоль волокон. Различаются трещины, возникающие в растущем дереве, и трещины усушки. К первым относят метиковые, отлупные и морозные, ко вторым – собственно трещины усушки.
Метиковые трещины проходят через сердцевину ствола и имеют большую протяженность. Отлупные идут по годичному слою вдоль ствола. Морозные трещины возникают зимой при резком снижении температуры и характерны преимущественно для лиственных пород. Они могут идти на большую глубину ствола, до сердцевины, и иметь значительную длину.
Трещины усушки встречаются у всех пород и образуются в процессе сушки древесины.
В досках трещины могут выходить на пласть, кромку или торец и называются соответственно пластевыми, кромочными и торцевыми. Величина их весьма различна.
Коробление происходит после раскроя и сушки древесины в результате неравномерного высыхания ее в различных направлениях (рис. 4).
Рис. 4. Деформация лесоматериалов при усушке
При неравномерном распределении влаги во внешних и внутренних слоях древесины возникает внутреннее напряжение на первом этапе сушки, растягивающее древесину в поверхностных слоях и сжимающее во внутренних, на втором наоборот. Кроме этого наблюдается уменьшение размеров сечения, растрескивание.
Коробление может быть продольным и поперечным. Поперечное выражается в изменении формы сечения заготовки. Причина – разница в усушке по радиальному и тангенциальному направлениям.
Продольное коробление всегда появляется у досок, которые плохо уложены на прокладках, т.е. провисают.
По длине заготовки могут изгибаться, приобретая дугообразную форму или форму винтовой поверхности, т.е. крыловатость. Чем ближе к сердцевине, тем больше древесина подвержена короблению. Для того чтобы коробление было минимальным, рекомендуется большие заготовки склеивать из нескольких узких досок с разным расположением волокон. Правильные укладка, сушка и хранение заготовок могут предупредить появление коробления.
Однако не спешите выбрасывать покоробленную заготовку. Может вы сможете смастерить оригинальную вещь.
Классическим примером использования деформации усушки для усиления пластической выразительности изделия является симметрично изогнутая линия верхнего края борта бурлацкой чаши. Было замечено, что при точении заготовок, вырубленных из расколотого пополам вдоль волокон ствола, быстрее сохнут и уменьшаются в размерах части периферийных слоев. Поэтому отрезки борта, выточенные из наружного слоя, сильнее усыхали, заметно понижаясь относительно других, выточенных из сердцевинной части ствола, что в результате придавало сосуду плавную ладьевидную форму.
Пороки формы ствола и строения древесины
Характерными пороками формы ствола являются сбежистость, закомелистость, наросты и кривизна.
Сбежистость представляет собой постепенное уменьшение диаметра ствола от комля к вершине. Это нормальное явление для дерева. Как порок сбежистость классифицируется в тех случаях, когда на отрезке бревна длиной 1 м его диаметр уменьшается более чем на 1 см.
Закомелистость – это резкое увеличение диаметра комлевой части дерева.
Кривизна ствола – это отклонение его продольной оси от прямой линии. Возникает она по многим причинам и встречается у деревьев всех пород.
Наросты, или наплывы, являются местным утолщением ствола различной формы и размера. Наросты образуются на стволах березы, тополя, клена, явора, ольхи, ясеня, ильма, вишни, груши, бука, платана, грецкого ореха, карельской березы и др.
Округлые наросты на стволе с гладкой поверхностью и довольно извитым расположением слоев называются сувелем. Бугристые наросты на стволе или прикорневой его части с характерной щеткообразной поверхностью называются соответственно капом и капокорнем. Прикорневой кап иногда достигает массы 1 т. На срезе капы дают красивый рисунок с глазками-точками. Их древесина высоко ценится в производстве художественных изделий. Причиной образования наростов являются различного рода раздражения или повреждения.
К порокам строения древесины относят и те, которые связаны с неправильным строением ствола.
Косослой – винтообразное (косое) расположение волокон от продольной оси ствола. Такая древесина с трудом поддается обработке.
Крень – это резкое утолщение поздней древесины годичных слоев. Он бывает сплошной и местный.
Свилеватость – волнистое или путаное расположение древесных волокон. Свилеватость увеличивает прочность древесины при скалывании, чем затрудняет механическую обработку, но создает красивую текстуру.
Завиток – это местное искривление годичных слоев около сучков или проростей.
Кармашки, или смоляные кармашки, представляют собой полости между годичными слоями, заполненные смолой. Встречаются в древесине хвойных пород, особенно у ели.
Засмолок – участок древесины хвойных пород, обильно пропитанный смолой.
Двойная сердцевина – это две сердцевины в одном поперечном сечении бревна. Образуется в месте раздвоения ствола.
Пасынок – отставшая в росте и отмершая вторая вершина. Обычно размещается под острым углом.
Сухобокость – участок ствола, который омертвел в результате повреждения коры растущего дерева.