ПОРОКИ СТРОЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ

Наклон волокон. Широко распростра­ненный порок древесины, выража­ющийся в отклонении направления волокон древесины от продольной оси ствола дерева или сортимента. Следует различать наклон волокон. возникающий в процессе роста дере­ва и называемый поэтому природ­ным, и наклон волокон, встреча­ющийся в пиломатериалах, шпоне и фанере как результат неправильной распиловки древесины, часто совер­шенно прямослойной. Такой наклон волокон принято называть искус­ственным. Природный наклон во­локон часто называют также тан-гентальным в отличие от ради­ального искусственного наклона волокон.

Тангентальный наклон во­локон—неправильность в строении древесины, выражающаяся в винто­образном направлении волокон. Об­наруживается на боковой поверхно­сти окоренных круглых сортиментов и на тангентальной боковой повер­хности пиломатериалов по направле­нию волокон, трещин, сердцевинных лучей, смоляных ходов и сосудов (рис. 90—93). При отсутствии или недостаточности указанных призна­ков наклон волокон может быть об­наружен путем пробного раскола сортиментов в радиальной плоскости или путем прочерчивания на танген­тальной поверхности сортимента продольной черты тупой металличе­ской пластинкой или тупой стороной ножа.

Обнаружение тангентального на­клона волокон у растущих деревьев или неокоренных бревен по коре связано с известными трудностями. Направления трещин коры или про­дольных выпуклостей ствола не все­гда совпадают. Более правильное представление о направлении воло­кон в поверхностных слоях древеси­ны дают пробы, взятые из лубяной

части коры. у камбиального слоя (Тгепае1епЬи1-§, 1955: Кше@е, 1959). Разработаны методы определения на­клона волокон путеминъекции кра­сок (Молотков. 1959).

В зависимости от направления на­клона волокон следует различать левый и правый наклоны воло­кон' (рис. XXIII). Кроме наклона волокон простого (левого или право­го) у некоторых древесных пород встречается сложный, или пере­менный, наклон волокон, характери­зующийся изменением направления волокон по радиусу ствола.

а . ~ ^

Рис. XXIII. Схема наклона волокон:

а—левого: и—правого

Природный наклон волокон встре­чается у всех древесных пород, при­чем отдельные роды и виды особен­но склонны к его образованию. Сильный наклон волокон встречает­ся у клена, сирени. У гранатового дерева (Ктса @гапа1ит) среднее от­клонение волокон достигает 45° (Ма-уег-\Уеёе1ш. 1956). Напротив, у бере­зы и тополя наклон волокон обычно не превышает 4°. Угол наклона воло­кон варьирует от дерева к дереву и в пределах дерева—в различных ча­стях ствола. При этом может изме­няться и направление наклона воло­кон. Большинство древесных пород имеет как левый, так и правый на­клон волокон, хотя отдельные виды могут характеризоваться преимуще­ством какого-либо одного направле­ния. Например, у каштана конского встречается только правый наклон волокон, у яблони—преимущест­венно левый. Груша, как правило, характеризуется правым наклоном волокон (Мауег-\Уе§еип, 1956). Пере­менный наклон волокон встречается у пихты, платана, ниссы (Nу85а 8р.), камедного дерева (Ьщшйа.тЬаг &1ута-с1Пиа) и у очень многих тропических пород (Мауег-\Уе§е1ш, 1956). Древеси­на с переменным наклоном волокон

' В немецкой литературе часто используют для обозначения направления наклона воло­кон термины вопгивег Огепууиспх и уиоегхоп-ш§ег Огеп№11сп5; первый термин использует­ся для обозначения левого наклона волокон (по приведенной схеме), а второй—для пра­вого. В американской литературе термины с1оск»1яе, япевШэг&е и 5ии&1го1 ог <>епо(еь применяются для обозначения левого накло­на волокон, а соп1ге-с]оск»15е, (1ех1гог'>е, <1ех1о1 и <3ех1ге5—правого.

характеризуется полосатостью, про­исходящей от разной отражательной способности по-разному наклоненных слоев.

Многие древесные породы изменя­ют угол наклона волокон с возра­стом. Как правило, степень наклона увеличивается с возрастом (от сер­дцевины к периферии). Установлено, что с возрастом может меняться и направление наклона. У хвойных (сосны, ели, пихты, лиственницы) в молодости наиболее распространены деревья с левым наклоном волокон (Виг§ег, 1941), причем угол наклона прогрессивно увеличивается до 10— 20-летнего возраста, затем начинает уменьшаться, и в 40—80 лет проис­ходит перестройка угла с левого на правый, после чего в насаждении увеличивается число деревьев с пра­вым наклоном волокон.

Описанная закономерность измене­ний направления наклона волокон с возрастом проявляется как у евро­пейских, так и американских хвой­ных пород (Мауег-\Уе§е1т, 1956;

Мо5ко\у;ак, 1963).

В изменчивости наклона волокон лиственных пород нет такой опреде­ленности, которая свойственна хвой­ным. В молодом возрасте листвен­ные породы большей частью харак­теризуются правым наклоном воло­кон, который после периода нараста­ния начинает уменьшаться и посте­пенно переходит в левый. Однако для тех же самых пород может наблюдаться и обратная картина. Установлено (Молотков, 1959), что у бука в заболонной части наклон во­локон с возрастом увеличивается до определенного предела, наступающе­го в 70—80 лет, а затем снова уменьшается. Степень изменения на­клона волокон в пределах одного и того же годичного слоя у листвен­ных больше, чем у хвойных (от 0 до 6°).

Нет определеннойзакономерностив изменении угла наклона волокон по высоте ствола: имеющиеся данные противоречивы (Куликов, 1935; Мо­лотков, 1959; Виг@ег, 1941).

Причины возникновения. Не существует теории, вполне удов­летворительно объясняющей возник­новение наклона волокон. Тот факт,что в одном и том же насаждении встречаются разные деревья как по углу, так и по направлению наклона волокон, говорит о сложности при­чин, обусловливающих возникнове­ние данного явления.

Считается, что возникновение на­клона волокон связано с динамикой деятельности камбия и образующих­ся молодых клеток (скользящий рост). По-видимому, решающая роль в образовании порока принадлежит генетическим факторам, что под­тверждается фактом преимуществен­ной (по направлению) косослойности отдельных древесных пород, а также экспериментальными данными, полу­ченными в ФРГ и Индии.

Окружающие условия и особенно­сти роста дерева оказывают влияние на степень проявления порока. Неб­лагоприятные почвенные условия (сухость и каменистость почвы) ве­дут к увеличению наклона волокон деревьев. Известно, что деревья со стержневым корнем более прямос­лойны, чем деревья той же породы, но имеющие поверхностную корне­вую систему.

Господствующие деревья более склонны к образованию наклона во­локон, чем угнетенные. Установле­но, что свободное стояние листвен­ных деревьев приводит к большему углу наклона волокон. Под действи­ем ветра, не являющегося, как изве­стно, причиной возникновения на­клона волокон, деревья могут повы­шать угол наклона для лучшего соп­ротивления его действию. Отдельные лесохозяйственные мероприятия мо­гут привести к увеличению или уменьшению наклона волокон де­ревьев. Например, установлено (Та-соЬа, 1935), что обрезка нижних сучьев уменьшает наклон волокон нижней части ствола.

Влияние на качество древе­сины. Природный наклон волокон оказывает отрицательное влияние на физико-механические свойства дре­весины в зависимости от его степе­ни, разновидности и вида сортимента (Куликов, 1935; Леонтьев, 1940). Ес­ли наклон волокон составляет более 5%, он снижает прочность древеси­ны, особенно сопротивление растя­жению вдоль волокон и статическо му изгибу. Сопротивляемость древе­сины сжатию и скалыванию вдоль волокон практически не изменяется. Отрицательное влияние наклона во­локон на прочность древесины в большей степени проявляется в пи­ломатериалах из-за неизбежного пе­ререзания волокон и в меньшей сте­пени—в круглых лесоматериалах,у которых с наклоном волокон проч­ность на изгиб также снижена, а способность изгибаться значительно больше по сравнению с прямослой­ным лесоматериалом. Ветви с накло­ном волокон изгибаются под тяже­стью снега и под действием ветра без поломки в значительно большей сте­пени, чем без наклона. Это обсто­ятельство, возможно, явилось причи­ной естественного отбора деревьев с наклоном волокон в местопроизра-станиях с суровыми климатическими условиями—на Крайнем Севере и высоко в горах—на склонах (Мауег-\Уе@епп, 1956).

С изменением влажности (до пре­дела гигроскопичности) древесина с наклоном волокон склонна к повы­шенному короблению, а в круглых сортиментах—к скручиванию. В неблагоприятных условиях 10-метровые мачты воздушной линии связи и электропередачи могут пе­рекручиваться на 50° (Виг§ег, 1941), вследствие чего прикрепленные на траверсах провода могут с одной стороны натягиваться, а с другой— провисать.

Природа кручения деревьев хвой-,ных пород с наклоном волокон зави­сит от направления и угла наклона. Обычно меньшая скручиваемость имеется у столбов с правым накло­ном волокон и прямослойных (в пе­риферических слоях), чем у столбов с левым наклоном волокон, что вы­текает из описанной выше законо­мерности в изменении наклона воло­кон хвойных с возрастом (внутрен­ний левый наклон волокон как бы сдерживает кручение наружных сло­ев древесины с правым наклоном волокон).

Креозотирование сдерживает скру­чиваемость столбов (Кго@Ь. 1952), пропитка же водорастворимыми антисептиками при прочих равных условиях не оказывает влияния на

данное явление. Столбы, имеющие небольшой наклон волокон, но про­питанные маслянистыми антисепти­ками в сыром виде. скручиваются больше, чем пропитанные сухими, но имеющие большой наклон волокон. Столбы с влажностью выше равно­весной скручиваются в направлении наклона волокон, а с влажностью ниже равновесной—в противопо­ложном направлении (Кго@Ь, 1952). Скручиваемость телеграфных стол­бов в связи с изменением влажности воздуха связана с изменением длины трахеид, а не с усушкой или разбуха­нием древесины в тангентальном и радиальном направлении.

Наклон волокон древесины усили­вает отрицательное значение трещин усушки ввиду их винтообразного расположения, поэтому сортность кряжей, имеющих винтообразные трещины, следующие по ходу накло­на волокон, снижается в большей степени, чем прямослойных кряжей, имеющих такие же по размерам трещины.

Наклон волокон затрудняет обра­ботку древесины (строжку и теску), понижает способность древесины к загибу (в пиломатериалах и заготов­ках), а также создает трудности при ее раскалывании. Особенно трудно раскалывается древесина с перемен­ным наклоном волокон. У хвойных пород древесина с правым (внешним) наклоном волокон колется плохо, а с левым—значительно лучше. Такое свойство древесины с наклоном во­локон у хвойных объясняется харак­тером изменения направления накло­на с возрастом. Если для произ­водств, связанных с раскалыванием хвойной древесины, предпочтительно использовать кряжи с левым накло­ном волокон, то для балок желатель­но использовать бревна с правым наклоном волокон,которые меньше скручиваются.

Измерение. Наклон волокон измеряется отклонением волокон от прямого направления на протяжении 1 м длины сортимента. В лесоматери­алах это отклонение определяют на первом метре от верхнего отреза и выражают в долях диаметра верхнего отреза или в сантиметрах, а в пилома­териалах и фанере—в сантиметрах (рис. XXIV, а и б). Отклонение волокон в сантиметрах на 1 м длины характеризует угол наклона в процен­тах. Измерение производят натанген-тальной или близкой к ней поверхно­сти сортимента. В лущеном шпоне и фанере тангентальный наклон воло­кон измеряется так же, как в пилома­териалах (рис. XXV).

Радиальный наклон воло­кон встречается только в пиломате­риалах и деталях, а также в фанере и шпоне. Различают две формы ра­диального наклона волокон: наклон волокон и наклон годичных слоев. Наклон волокон, наблюдаемый на тангентальной боковой поверхности сортимента, отличается от природно­го наклона волокон по внешнему виду только тем, что на обеих пла-стях угол наклона волокон почти одинаков. Он получается в результа­те неправильной распиловки прямо­слойной тангентальной доски (резы пошли под углом к волокнам).

Наклон годичных слоев (рис. 94)

Рис. XXIV. Схема измерения шш енталь-ного и радиального наклона волокон:

и— шнгентальною на круиюм лесоматериале: б—тан-Г1;нталыюго на пиломатериале: е—радиального

наблюдаетсяна радиальнойилиблизкой к ней поверхности сорти­мента в виде непараллельности го­дичных слоев ребру сортимента, при­чем часть наружных слоев, не дохо­дя до конца сортимента, выклинива­ется на кромку. Получается при раскрое радиальной доски, а также при распиловке сильносбежистых и ',акомелистых бревен или бревен с ройками, когда резы прошли парал­лельно сердцевине.

Влияние на качество древе­сины. Искусственный наклон воло­кон понижает механические свойства древесины в несколько большей сте­пени, чем той же величины природ­ный наклон волокон. В остальном сказанное относительно влияния на качество древесины природного на­клона волокон справедливо и в при­менении к искусственному наклону волокон.

Измерение. Искусственный на­клон волокон измеряется по прави­лам измерения природного наклона волокон в пиломатериалах. Наклон годичных слоев измеряют на ради­альной или близкой к ней поверхно­сти. Отклонение годичных слоев от продольной оси сортимента выража­ют в процентах к длине замеренного отрезка. В шпоне перерезание годич­ных слоев выражается средним рас­стоянием в миллиметрах между смежными годичными слоями в том участке, где эти слои расположены наиболее близко. Это расстояние по­лучается путем подсчета числа слоев на отрезке длиной 100 мм и деления этой длины на число слоев.

Если в пиломатериалах наблюдает­ся одновременно тангентальный и радиальный наклон волокон, то мож­но учитывать и комбинированный наклон волокон, а не только наи­больший из них (Справочник по дре-весиноведению, 1959). Комбиниро­ванный наклон определяется величи­ной квадратного корня из суммы квадратов величин, характеризу­ющих оба типа наклона волокон.

Крень. Местное изменение в стро­ении древесины с кажущимся резким утолщением поздней зоны годичных слоев, обнаруживаемое чаще в ком­левой части наклонных или искрив­ленных стволов (и ветвей) хвойных пород. В отдельных случаях крене­вая древесина может образоваться и в деревьях, растущих вертикально, располагаясь ниже крупных ветвей или в непосредственной близости к двойной вершине. Она всегда присут­ствует в стволах, имеющих эксцен­тричное расположение годичных слоев. Как правило, креневая древе­сина образуется в стволах при пов­реждении главного побега и замены его боковым, а также на подветрен­ной стороне дерева.

На поперечном разрезе креневая древесина имеет вид широкослойных участков красновато-бурого цвета с постепенным (менее резким, чем у нормальной древесины) переходом от ранней зоны к поздней. Лучше всего заметна на срезах свежесрубленной древесины. Как правило, повер­хность креневой древесины более гладкая, чем у нормальной древеси­ны. На боковой поверхности пилома­териалов наблюдается в виде сплош­ной полосы темноокрашенной древе­сины с характерной тусклостью тек­стуры. Крень хорошо выделяется у светлоокрашенной древесины (ель, пихта) и значительно хуже у древе­сины, имеющей темную окраску (ли­ственница, ядро сосны, кедра).

В зависимости от степени развития и характера распределения на попе­речном разрезе различаюткреньсплошную и местную.

Крень сплошная—ненормаль­но сильное развитие поздней зоны наблюдается у значительного чис­ла годичных слоев, занимающих до 60% площади поперечного сечения ствола; обязательно сопровождается эксцентричностью ствола, некоторой его кривизной и часто овальным сечением. Креневая древесина распо­лагается по одну сторону от сердцеви­ны по направлению большего радиуса (цв. табл. 42, рис. 95). Чаще встреча­ется внизу ствола.

Крень местная — на торце име­ет вид серповидных полос, охватыва­ющих один или несколько годичных слоев. На боковой поверхности пило­материалов наблюдается в виде уз­кой полосы (рис. 96 и 97). Встречает­ся в разных местах ствола.

По имеющимся данным (Ьозд', 1964), количество креневой древесины в прямоствольных деревьях сос­ны колеблется от 3,3 до 19%, в то время как искривленные деревья имеют до 67% креневой древесины.

Схемы соответствия искривлений стволов сосны развитию креневой древесины даны на рис. XXVI.

Причина возникновения. Креневая древесина образуется во всех случаях от действия внешних сил, стремящихся деформировать ствол или боковые побеги дерева, причем основной функцией крени яв­ляется противодействие этим силам'.

Установлено, что креневая древе­сина всегда образуется на физически нижней (т. е. обращенной к земле) стороне ствола, независимо от того, находится ли эта часть в сжатом или растянутом состоянии. Поскольку в большинстве случаев нижняя часть наклоненных стволов сжата, образо­вание крени обычно связывают с этим состоянием древесины. Все факторы, которые приводят к накло­ну деревьев в насаждении, одновре­менно ведут к повышенному образо­ванию креневой древесины (произра­стание деревьев на склоне, действие ветра или большой массы снега, на­копившегося на кроне дерева, пов­реждение главного побега). Найдено (РЫШрра, 1940), что у можжевельни­ка, растущего на открытом месте, креневой древесины было в 3 раза больше, чем у деревьев, растущих в насаждении.

Рис. XXV. Схема измерения тангентальво-го наклона волокон в фанере и шпоне

Установлено (КепсИе, 1956), что деревья, отличающиеся быстрым ростом, обычно содержатповышенноеколичество креневой древесины. Ча­ще и в большем количестве креневая древесина встречается в насаждени­ях, не пройденных рубками ухода.

Влияние на качество древе­сины. Креневая древесина отлича­ется высокой продольной усушкой, достигающей 1—2% против 0,1— 0,2% для нормальной древесины. С другой стороны, поперечная усушка креневой древесины меньше нор­мальной, особенно в радиальном на­правлении, из-за чего объемная

усушка креневой древесины меньше нормальной (ОШпгпаа, 1961). Плот­ность древесины сильноразвитой крени на 15—40% выше нормальны Е

Твердость как свежесрубленной древесины, так и сухой креневой выше, чем нормальной. В свежес­рубленном состоянии креневая дре­весина имеет более высокую удар­ную вязкость и прочность при сжа­тии вдоль волокон и характеризуется высоким модулем упругости при ста­тическом изгибе, чем нормальная древесина. Эти различия сохраняют ся и при испытании высушенной (до равновесной влажности) на воздухе древесины, за исключением показа­телей вязкости, которые для нор­мальной древесины оказываются вы­ше. Креневая древесина характери­зуется пониженной прочностью при растяжении вдоль волокон. Прочно­стные свойства креневой древесины в процессе сушки увеличиваются в меньшей степени по сравнению с нормальной древесиной. Предполага­ется (Регет, 1958), что меньшее уве­личение прочностных свойств крене­вой древесины в процессе сушки объясняется более низким по срав­нению с нормальной древесиной пре­делом гигроскопичности.

Высокая продольная усушка кре­невой древесины может привести к деформации и растрескиванию сор­тиментов при сушке, особенно в пи­ломатериалах небольших попереч­ных размеров. В сортиментах, име­ющих крупные поперечные размеры, усушка креневой древесины может сдерживаться соседней нормальной древесиной, вследствие чего крень находится в состоянии продольного напряжения. Если такая древесина распиливается после сушки, то вследствие снятия напряжений воз­никают деформации, выражающиеся в короблении сортиментов.

Высокой усушке креневой древе­сины соответствуют столь же высо­кие показатели разбухания при пог­лощении гигроскопической влаги.

Присутствие креневой древесины нежелательно в тех случаях, когда требуется высокое сопротивление растяжению и ударным нагрузкам. Тем не менее она не должна считать­ся серьезным пороком в конструкци­ях с использованием сортиментов, имеющих значительные поперечные размеры. Бревна, содержащие крене-вую древесину, не следует распили­вать на тонкие доски.

Для тонких пиломатериалов (напри­мер, мебельных заготовок) креневая древесина является серьезным пороком.

Из-за высокой твердости креневая древесина плохо обрабатывается, об­ладает плохой гвоздимостью. При распиловке креневой древесины на­блюдается зажим пил, происходящий вследствие коробления выпилива­емых сортиментов.

В химическом отношении креневая древесина характеризуется более вы­соким содержанием лигнина и низ­ким выходом целлюлозы. При варке такой древесины снижаются выход, химическая чистота и прочность цел­люлозы, увеличиваются расходы на ее отбелку. Качество химической древесной массы, полученной из кре­невой древесины, также снижается вследствие наблюдаемого при дефиб­рировании раздробления трахеид. Отрицательные свойства креневой древесины в наиболее сильной степе­ни проявляютсяпри сульфитной варке.

Ввиду названных свойств сильно развитая крень снижает качество круглых сортиментов, в том числе и балансов, и совершенно не допуска­ется в резонансных заготовках.

Небольшие участки местной крени не обнаруживают значительных изменений физико-механических свойств древесины по сравнению с нормальной, поэтому местная крень может быть допущена с известными ограничениями, включая и некото­рые сортименты специального назна­чения.

Измерение. Устанавливается разновидность крени и определяется процент креневой древесины по от­ношению к общей площади торца. В пиломатериалах определяются шири­на и длина зоны креневой древесины в сантиметрах или долях ширины и длины сортимента, В фанере крене­вая древесина измеряется в процен­тах по отношению к площади листа.

Тяговая древесина. Ненормальная древесина, встречающаяся у многих лиственных пород, главным образом в растянутой зоне наклонно расту­щих деревьев и сучьев. Обычно свя­зана с эксцентричностью годичных слоев. На торцовом разрезе выгля­дит как серповидные, концентриче­ские зоны, отличающиеся по цвету и текстуре от нормальной древесины, У бука, тополя и некоторых других пород зона тяговой древесины имеет блестящий или серебристый оттенок. В других породах такая древесина выглядит более темной по цвету и имеет роговистую поверхность. До вольно часто тяговую древесину можно обнаружить по характерной грубой поверхности поперечного сре­за, возникающей в результате выры-ва отдельных волокон. Более легко обнаруживается тяговая древесина на продольных разрезах по характер­ной волокнистой структуре распила. проявляющейся на свежесрубленной древесине. При строгании образуют­ся вырывы и бороздчатость, в ре­зультате чего очень трудно достиг­нуть гладкой поверхности.

В отдельных случаях тяговая дре­весина трудно отличается от поро­ков, вызванных неправильной суш­кой или обработкой древесных мате­риалов, а также наличием перемен­ного наклона волокон, который дает аналогичную поверхность на про­дольном разрезе.

Для точного определения границ зоны тяговой древесины на попереч­ные разрезы древесины, имеющей влажность 30—40%, наносится вод­ный раствор хлорцинкйода. Зона тя­говой древесины при этом окрашива­ется в сине-фиолетовый цвет (ЗасЬзхе, 1961). Разработан также метод обнаружения тяговой древеси­ны с помощью флуоресцентного микроскопа. В этом случае срезы предварительно окрашивают акриди-норанжем (РесЬтапп. 1972).

Не установлено какой-либо зако­номерности в распределении тяговой древесины по стволу. У бука на ее долю может приходиться от 2,6 до 17,1% объема ствола (8асп85е, 1961). Большое количество тяговой древе­сины имеется в переходной зоне—от сучьев к стволу. В наклонных де­ревьях тополя желтого Гл1ю<1еп(1гоп ШНрИега количество тяговой древе­сины может достигать 83% (ВагеЮо1, 1963). Она обычно всегда присут­ствует в вершинных бревнах.

Причина возникновения. По своей природе тяговая древесина так же, как и крень хвойных пород, является древесиной реактивной, т. е. возникающей в ответ на дей­ствие внешних сил, стремящихся де­формировать ствол дерева или от­дельную его часть. В отличие от крени тяговая древесина возникает в растянутой (верхней) части стволов лиственных пород или их сучьев; она обнаруживается в стволе во всех случаях, когда дерево наклонено, ис­пытывает действие ветра, односто­ронний груз снега, растет на склоне.

Влияние на качество древе­сины. Тяговая древесина отличает­ся от нормальной повышенной как продольной, так и поперечной усуш­кой. Тангентальная усушка тяговой древесины может достигать 23% (Ва-геЮо!:. 1963). Плотность тяговой дре­весины на 3—5% больше, чем нор­мальной. Прочность при сжатии вдоль волокон тяговой древесины меньше, а прочность при растяжении вдоль волокон и удельная работа при ударном изгибе больше (на 10— 12%), чем нормальной древесины. В сортиментах, содержащих нормаль­ную и тяговую древесину, высокая продольная усушка последней может вызвать деформации—продольную или винтовую покоробленность, осо­бенно в относительно тонких досках. В крупных сортиментах при наличии тяговой древесины в процессе сушки возникают внутренние напряжения, которые могут вызвать коробление при последующей распиловке.

В шпоне присутствие тяговой дре­весины обнаруживается в виде пятен вспучивания, сопровождающихся ча­сто растрескиванием.

Установлено (КепШе, 1955), что наличие сильно выраженной тяговой древесины может способствовать возникновению коллапса' при сушке или пропитке древесины. Тяговая древесина затрудняет обработку и отделку пиломатериалов и деталей. Отделяющиеся при резании древеси­ны волокна забивают пилы, в ре­зультате чего процесс пиления за­медляется; расходуются средства и время на дополнительную точку пил и резцов. Несмотря на указанные недостатки, тяговая древесина не сильно снижает сортность, посколь­ку в большом объеме встречается редко. Наибольшее ее значение про­является в тонких сортиментах. Сле­дует ожидать тем не менее повыше­ния значения этого порока в связи с увеличивающимся использованием низкосортной лиственной древесины, которая, как правило, содержит тя­говую древесину.

Завиток. Местное искривление го­дичных слоев и волокон под влиянием сучков и проростей, в зоне которо­го годичные слои перерезаны на одной или двух кромках. На разре­зах имеет вид частично перерезан­ных дугообразно изогнутых или за­мкнутых концентрических контуров, образованных искривленными годич­ными слоями (рис. 98).

В пиломатериалах различают зави­ток односторонний, когда его годичные слои перерезаны на одной кромке, и завиток двусторонний, когда годичные слои одного и того же завитка перерезаны на обеих кромках. Каждый из этих завитков может быть, кроме того, сквоз­ным, когда он выходит на две пласти (или вообще на противополож­ные плоскости), и несквозным, когда он выходит только на одну пласть сортимента или на пласть и кромку. Таким образом, различают следующие разновидности завитков:

односторонний несквозной, односто­ронний сквозной, двусторонний нес­квозной, двусторонний сквозной (рис. XXVII).'

Влияние накачество древе­сины. Завитки, особенно сквозные, снижают прочность древесины при сжатии и растяжении вдоль волокон, при статическом и ударном изгибе, но увеличивают прочность древеси­ны при скалывании вдоль волокон. Отрицательное влияние завитка на прочность древесины при изгибе ска­зывается особенно сильно при распо­ложении его в растянутой зоне вбли­зи опасного сечения. При изгибе завиток, наоборот, почти не снижает прочности, если он расположен в сжатой зоне детали или в стороне от опасного сечения в растянутой зоне.

Рис. XXVII. Схем.) \'л эновндностсй -завитков:

и-—односторонний неск-возной: б—однос ] оронний сквозной;

и—двусторонний несквозной; г—двусторонний сквозной

Двусторонний и сквозной завитки еще более неблагоприятно влияют на прочность древесины, чем односто­ронний и несквозной. Завитки за­трудняют строгание древесины, так как приводят к образованию выдиров и отщипов. Кроме того, они могут вызвать коробление деталей неболь­ших размеров и снизить способность фанеры к загибу вдоль волокон (Синькевич, 1970). Завиток является существенным пороком преимуще­ственно мелких, пиленых и колотых сортиментов и допускается с ограни­чением в пиломатериалах и заготов­ках специального назначения.

Измерение. В пиломатериалах величина завитка определяется наи­большей шириной полосы с перере­занными годичными слоями, выра­женной в процентах по отношению ко всей ширине .сортимента. При этом определяются разновидности и местоположение завитков, а также их количество на единицу длины сортимента. В фанере и шпоне опре­деляется количество завитков на 1 м² площади листа или на весь лист;

иногда измеряется в направлении по­перек волокон шпона (рубашки) ши­рина перерезанной части завитка в сантиметрах. Завиток, окружающий допустимый в сортименте сучок, мо­жет не учитываться.

Свилеватость. Неправильность в строении древесины, выражающаяся в резковолнистом или беспорядоч­ном расположении древесных воло­кон. В стволе может носить местный характер или распространяться на значительную его часть, преимуще­ственно вблизи корневой шейки. Встречается у всех пород, но пре­имущественно у лиственных. Свиле­ватость бывает волнистая, или струйчатая, когда волокна располо­жены волнообразно, и путаная, когда волокна переплетены беспоря­дочно.

У лиственных пород волнистая свилеватость встречается преимуще­ственно в нижней части ствола. Рас­пространена у осины, клена, ясеня, березы (рис. 99, а, б). Иногда может быть обнаружена по коре растущего дерева (рис. 99, в). На разрезах древесины (в пиломатериалах, шпо­не) может давать полосатую тексту­ру (рис. 100). Волнистую свилева­тость можно рассматривать как ряд последовательно расположенных за­витков. Особый вид волнистой свиле-ватости встречается у ели (рис. 101 и 102).

Путаная свилеватость (рис. 103, а, б) наблюдается в древесине наплы­вов, около сучков, в местах скопле­ния спящих почек. Она характерна для ясеня, ореха грецкого, ильма, ольхи, тополя, клена и березы. У последних двух пород может распро­страняться на значительную часть ствола («птичий глаз» у клена сахар­ного, березы карельской). Путаную свилеватость в кряжах можно опоз­навать по коре или текстуре боковой поверхности окоренного кряжа (Мат-веев-Мотин и Алексеев, 1963). На древесных породах, покрытых тре­щиноватой корой или коркой (дубе, ясене, ильме, вязе, клене остроли­стном), путаная свилеватость опреде­ляется по размеру и расположению трещин на корке. Деревья с прямос­лойной древесиной имеют на корке длинные, глубокие правильные тре­щины, похожие на желобки и канав­ки. Стволы с путаной свилеватостью покрыты коркой, состоящей из не­больших пластинок с короткими,неглубокими извилистыми трещина­ми. У бука путаную свилеватость можно определить по текстуре дре­весины окоренного кряжа. При пра­вильном расположении волокон сер­дцевинные лучи бывают крупными по величине и могут располагаться в виде пунктирных непересекающихся линий. Путаное расположение воло­кон характерно для кряжей, име­ющих мелкие сердцевинные лучи, расположенные в пересекающихся между собой плоскостях (Матвеев-Мотин, 1955).

Причины возникновения свилеватости разнообразны. Свиле­ватость комлевой части ствола воз­никает вследствие сильного давления всего растущего дерева. Местная свилеватость возникает вследствие реакции дерева на поранения или повреждения насекомыми и часто связана с сучками, спящими почками и проростями.

Влияние на качество древе­сины. Снижает прочность древеси­ны при изгибе, растяжении и сжа­тии, но увеличивает прочность при скалывании и раскалывании. Затруд­няет обработку древесины, связан­ную с раскалыванием или строгани­ем, вследствие возникновения выди-ров и отщепов. Свилеватую древеси­ну нецелесообразно применять для выработки мелких заготовок спосо­бом раскалывания (клепка, фриза, обувные секторы и пр.) или для получения пиломатериалов, лицевые поверхности которых должны под­вергаться чистой обработке строга­нием. Свилеватое сырье с успехом можно использовать для выработки сортиментов, в которых высокое сопротивление раскалыванию играет положительную роль (например, ко­лесных ступиц). Свилеватую древе­сину клена, ореха, ясеня, карагача и березы, как дающую красивую тек­стуру на разрезах, целесообразно применять в качестве отделочного материала в виде шпона. В послед­нем случае свилеватость рассматри­вается как условный порок.

Измерение. Определяется раз­новидность, а также ширина и длина свилеватой части поверхности в сан­тиметрах или долях ширины и длины сортимента.Внутренняя заболонь. Несколько

смежных годичных слоев, в отдель­ных случаях—участков серповидной формы, расположенных в ядровой древесине и сходных по цвету и другим свойствам с заболонью.

Наблюдается на торцах круглых сортиментов в виде одного или нес­кольких концентрических светлых колец, из которых каждое охватыва­ет несколько годичных слоев (цв. табл. 43, рис. 104). На продольных радиальных или полурадиальных раз­резах наблюдается в виде ровных светлых полос, идущих вдоль всего сортимента. На тангентальном разре­зе имеет вид более или менее широ­кой полосы, выклинивающейся вме­сте с годичными слоями (в случае их перерезания). Встречается главным образом у дуба и ясеня, реже у других пород. У старых деревьев дуба внутренняя заболонь, повреж­денная грибами, очень часто прини­мает светло-бурую окраску, поэтому она называется окрашенной (в отли­чие от нормальной, белой).

Причина возникновения. Внутренняя заболонь чаще всего возникает у отдельно стоящих де­ревьев, особенно на бедных и сухих почвах. Считается, что причиной возникновения внутренней заболони является повреждение слоев заболо­ни морозом, в результате которого не происходит нормального процесса ядрообразования (Миллер, Майер, 1937).

Влияниена качество древе­сины. Внутренняя заболонь отлича­ется от ядра меньшей стойкостью против загнивания и повреждения насекомыми. Сосуды такой древеси­ны не закупорены тиллами, поэтому она сравнительно легко пропускает жидкость. По плотности древесины внутренняя заболонь не отличается от нормальной заболонной древеси­ны, а усыхает несколько больше, чем ядровая древесина. Механиче­ская прочность древесины внутрен­ней заболони практически не отлича­ется от прочности ядра.

Внутренняя заболонь является серьезным пороком в клепке для наливных бочек, а также в сортимен­тах, от которых требуется высокая стойкость против гниения.

Измерение. В круглых сорти­ментах определяется наружный ди­аметр кольца внутренней заболони, выражаемый в долях диаметра сор­тимента, и ширина кольца в санти­метрах или ширина наружной зоны неповрежденного ядра в сантимет­рах. В пильных и колотых сортимен­тах определяется ширина полосы с ненормальными слоями в миллимет­рах или долях ширины или толщины сортимента. Определяют также, вы­ходит ли внутренняя заболонь на одну или на обе пласти.

Сердцевина. Центральная часть древесного ствола, состоящая из рыхлой паренхимной ткани. Наблю­дается на торце сортимента в виде центрального светло-бурого или светлого кружка, либо пятнышка ди­аметром 2—5 мм. Может иметь так­же треугольную (у ольхи), четыреху­гольную (у ясеня), пятиугольную (у тополя) и звездчатую (у дуба) фор­му. На продольном разрезе имеет вид узкой, более или менее прямой полоски (рис. 105) указанного цвета, обычно сопровождаемой многочис­ленными зачатками мелких сучков (глазков). У лиственных пород часто поражается грибами (рис. 106). Сер­дцевина вместе с окружающей ее первичной еще не сомкнутой в сплошное кольцо древесиной образу­ет сердцевинную трубку'.

Влияние на качество древе­сины. Сердцевина и сердцевинная трубка, состоящие из мягкой, рых­лой ткани, снижают прочность сор­тиментов, что сказывается только в пиломатериалах мелких размеров. Установлено (Леонтьев, 1963), что у сосны и ели зона с пониженными физико-механическими свойствами распространяется лишь на 10—15 мм от сердцевины. Кроме прямого вли­яния на прочность сортиментов бо­лее важным являются обычно сопут­ствующие сердцевинной трубке явле­ния: образование метиковых и от-лупных трещин вследствие усушки древесины в неперерезанных при распиловке годичных слоях; наличие вблизи сердцевины мелких заросших сучков, а также более легкая загни-ваемость тканей сердцевины. Нали­чие сопутствующих сердцевинной трубке пороков может вызвать зна­чительное снижение прочности сор­тимента, особенно при изгибе.

Измерение. В пиломатериалах определяется глубина залегания сер­дцевины от ближайшей пласти или кромки в миллиметрах или долях толщины сортимента. В круглых лесоматериалах не учитывается.

Двойная сердцевина. Две (реже три и более) сердцевины в одном попе­речном сечении ствола. Наблюдается на вершинном торце сортимента, вы­резанного из ствола с двойной вер­шиной, когда распил прошел близко к месту раздвоения. На торце наблю­дается в виде двух систем концентри­ческих слоев древесины, окружен­ных общими годичными слоями (рис. 107). Ствол в этом месте имеет в поперечном сечении обычно не круг­лую, а овальную форму. Часто меж­ду двумя сердцевинами имеется за­крытая прорость.

Влияние на качество древе­сины. Наличие двух (иногда и бо­лее) систем годичных слоев увеличи­вает неравномерность в строении древесины, что вызывает повышен­ное растрескивание и коробление пи­ломатериалов. Затрудняет механиче­скую переработку древесины (осо­бенно лущение), увеличивает количе­ство отходов.

Измерение. В круглых лесома­териалах измеряется расстояние между сердцевинами в сантиметрах или долях диаметра торца. В пилома­териалах измеряется длина участка с двойной сердцевиной в сантиметрах и отмечается наличие или отсутствие прорости.

Сердцевинные повторения. Мелкие прожилки или пятна ненормальной древесной ткани, напоминающей сер­дцевину среди древесины нормально­го строения, отличающиеся от пос­ледней более темным цветом и рых­лым строением. Встречаются в дре­весине березы, ольхи, осины, ивы, груши, рябины и некоторых других лиственных пород, а изредка также у пихты. На поперечных разрезах на­блюдаются в виде черточек, пятны­шек или чечевичек желто-коричневого или бурого цвета, рас­положенных главным образом вдоль границы годичных слоев (рис. 108, б). На продольных разрезах (особен­но на тангентальном) имеют вид уз­ких, прямых, косых и иногда загну­тых разветвляющих лент, полосок, черточек или пятнышек бурого цвета (рис. 108. а), иногда в виде замкнуто­го контура. По имеющимся данным (Синькевич, 1970), ширина сердце­винных повторений березы на ради­альном разрезе 0,15—0,25 мм, на тангентальном 0,35—0,45 мм, длина в среднем 5—12 мм (в отдельных случаях до 85 мм). Сердцевинные повторения в древесине некоторых пород (березы, груши, ольхи) на­столько постоянны, что ими пользу­ются как диагностическим призна­ком породы. Встречаются в нижней части ствола. Количество сердцевин­ных повторений увеличивается по радиусу ствола от периферии к центру.

Причина возникновения. Сердцевинные повторения представ­ляют собой заросшие рыхлой парен-химной тканью ходы личинок мух А§готуга сагЬопапа 2ей. и Оепаго-туга Ье1и1ае Кап§а§, повреждающих камбиальный слой древесины.

Влияние на качество древе­сины. Ввиду малых размеров сер­дцевинные повторения обычно не влияют на прочность древесины. Считаются пороком и могут несколь­ко ограничиваться лишь в шпоне и фанере ответственного назначения.

Измерение. В шпоне и фанере определяются наибольшая ширина прожилок в миллиметрах и возмож­ность их выкрашивания.

Смоляные кармашки. Узкие карма-нообразные полости, располагающи­еся параллельно годичным слоям, часто заполненные смолой и сопро­вождающиеся обычно некоторым из­гибом прилегающих с периферии го­дичных слоев. Встречаются в древе­сине сосны, кедра, лиственницы, но особенно часто у ели. Располагаются обычно вблизи периферии ствола. Наблюдаются на торцах в виде дуго­образных трещин (луночек), запол­ненных смолой. Максимальная про­тяженность их в тангентальном на­правлении 10 см, глубина до 7 мм.

На продольном (радиальном) разрезе смоляные кармашки имеют вид ко­ротких щелей или овальных плоских углублений (рис. 109 и 110). Размеры их вдоль оси дерева несколько боль­ше, чем протяженность в тангенталь-ном направлении. В шпоне и фанере различают светлые и темные смоля­ные кармашки.

Причина возникновения. Тангентальные трещины, заполнен­ные смолой, возникают вследствие повреждения камбиального слоя, происходящего при раскачивании ствола под действием ветра. Широ­кое распространение смоляных кар­машков у опушечных деревьев поз­воляет предполагать, что возникно­вение этого порока может быть свя­зано с местным отмиранием камбия от перегрева.

Влияние на качество древе­сины. Смола, вытекающая из смо­ляных кармашков, портит повер­хность изделия, препятствует его лицевой отделке, склейке и т. д. Такое вытекание смолы может про­изойти при нагревании древесины спустя ряд лет после изготовления детали, причем смола может просо­читься даже через покрывающую изделие масляную краску. Для пре­дотвращения такого явления смолу из кармашков пиломатериалов, иду­щих на столярное производство, уда­ляют и заменяют шпаклевкой. В мелких деталях смоляные кармашки влияют на прочность древесины. В высококачественных мелких пилома­териалах и в фанере они могут, снижать сортность. Влияние смоля­ных кармашков на прочность круп­ных конструкционных элементов незначительно. Однако присутствие их в большом количестве свидетель­ствует об отсутствии связи между годичными слоями, поэтому реко­мендуется проверять, не содержат ли материалы со смоляными кармашка­ми отлупные трещины (Справочник по древесиноведению. 1959).

Измерение. В пиломатериалах определяется количество кармашков на единицу длины и размер самых крупных из них по длине и ширине в миллиметрах, а по глубине—в долях толщины сортимента или в милли­метрах. В шпоне и фанере определя­ются длина кармашков в миллимет­рах и их количество на 1 м³ листа или на всемлисте.