11.2. Будова дерев. Види деревини
Дерево, що росте, складається із кореня, стовбура і крони. Деревину, котра використовується як будівельний матеріал, в основному дає стовбур, що становить 90 % об’єму деревини.
Будову деревини, яку видно неозброєним оком або за незначного збільшення, називають макроструктурою, а за значного збільшення – мікроструктурою.
Породу деревини не важко визначити за зовнішнім виглядом кори. Наприклад, у берези вона біла з чорними плямами, в осики – зеленувато-сіра, ясеня – сіра, дуба – від сірувато-бурого до темно-сірого, смереки – світло-сіра, ялини – від сірувато-бурого до темно- бурого, сосни – від темно-бурого до золотистого. Товщина кори зменшується в напрямі від кореня до верхівки.
Розрізняють дві категорії порід дерев: ядрові та без’ядрові. Деревина ядрових порід (сосна, модрина, кедр, ялівець, дуб, каштан, ясень, в’яз, ільм, біла акація, тополя) складається із ядра і заболоні. Без’ядрові породи поділяються на спіло деревинні (ялина, смерека, бук, осика) і заболонні (береза, липа, вільха, граб, груша).
Породу деревини визначають за такими ознаками: наявність чи відсутність ядра, колір ядра і заболоні, перехід від заболоні до ядра (рис.11.1.)
Річні кільця – це одна із ознак, згідно з якою визначають породу деревини. При цьому важливе значення має ступінь видимості річних кілець та їх обрис. Річне кільце добре видно в деревині хвойних порід, слабше в деревині кільцевосудинних порід, малопомітні у деревині розсіяно-судинних порід.
3 4 5 6 7 8 1 2
Рис. 11.1. Поперечний розріз стовбура:
1 – серцевина, 2 – серцевинні проміні, 3 – ядро, 4 – пробковий прошарок, 5 – луб, 6 – заболонь, 7 – камбій, 8 – річний прошарок
Найважливіші розпізнавальні ознаки деревини листяних порід – судини, хвойних – смоляні ходи. За розмірами судин, їх групуванням та станом, а також за наявністю чи відсутністю вертикальних смоляних ходів можна визначити породу дерева.
Недоліки окремих ділянок деревини, що знижують якість і обмежують можливість її використання, називають вадами і визначають за зовнішніми ознаками. На окремих сортаментах (колодах, дошках, шпоні), а також на зразках у вигляді дощечок довжиною 15–20 см, шириною 10–12 см і товщиною 35 см.
Вади деревини ділять на групи: сучки, тріщини, вади форми, стовбура, вади будови деревини, хімічні забарвлення, грибкові ураження, біологічні пошкодження.
Сучок – частина гілки, яка міститься у деревині стовбура. Сучки – найбільш поширені вади деревини.
Тріщини – розрив деревини вздовж волокон. Різновиди тріщин розрізняються за:
типами (проста і складна), морозна, тріщина усушки;
положенням у сортаменті (бокова, пластова, кромочна, торцьова);
глибиною (неглибока, глибока, наскрізна, не наскрізна);
шириною (зімкнута й яка розійшлась).
11.3. Фізичні і механічні властивості деревини
Деревина – основний матеріал для виготовлення будівельних виробів і меблів – повинна відповідати певним вимогам:
не мати недопустимих вад і дефектів;
легко оброблюватися;
не змінювати надану їй форму;
добре чинити опір діючим на неї зусиллям;
протистояти впливу вологи і повітря.
Із фізичних властивостей деревини найбільш практичне значення мають:
- число річних кілець в одному сантиметрі і вміст пізньої деревини в річному шарі;
- вологість;
- усушка;
- набрякання;
- щільність.
До основних механічних властивостей належать:
границя міцності за стискання;
границя міцності за розтягування;
границя міцності за статичного вигину;
сколювання вздовж волокон деревини;
твердість.
До технологічних властивостей належить здатність утримувати металеві кріплення.
Для кожної породи існує найбільше і найменше число річних шарів на 1 см за радіальним напрямом. Збільшення або зменшення цього числа приводить до зміни фізико-механічних властивостей деревини.
Сосна – 3–25 кілець на 1 см, ялина – 3–20, дуб – 2–12.
Вологістю деревини називають відношення маси вологи, що знаходиться в даному об’ємі деревини, до маси абсолютно сухої деревини, виражену у відсотках. Вологість впливає на міцність, щільність, теплопровідність та інші властивості деревини.
Густина (щільність) – відношення маси деревини до її об’єму – залежить від породи і вологості.
Границя міцності за стискання деревини вздовж волокон для різних порід у середньому дорівнює 40–60 МПа. Тополя – 27 МПа.
Деревина має високу міцність за розтягування вздовж волокон. Для окремих порід границя міцності за розтягування становить 100–200 МПа.
Границя міцності за статичного вигину для різних порід дорівнює 70–120 МПа.
Опір деревини сколюванню вздовж волокон порівняно невеликий (15–25 % від опору стискання в тому ж напрямі) і знаходиться в межах 5–15 %.
Суть методу визначення статичної твердості полягає у визначенні навантаження за вдавлювання пуансона в деревину на задану глибину і обчислення твердості як відношення навантаження до площі проекції відбитку.
Важлива технологічна і механічна властивість деревини – здатність утримувати металеві кріплення, зокрема цвяхи та шурупи. Залежить від густини, твердості, вологості, опору стискання і розтягу поперек волокон, породи деревини.