Види деревини.
Серед дерев можна знайти для художніх оздоблювальних робіт деревину всіх без винятку теплих кольорів з безмежною кількістю відтінків. У підмосковних лісах переважають дерева з білою, світлої деревиною, за винятком непоказною на перший погляд сірої вільхи, деревина якої на зрізі буро-жовта. Світле фарбування характерна для берези, ялини, осики, липи, клена, ялиці, граба, черемхи, глоду, карельської берези, ясена. Буру деревину з жовтими, коричнево-червоними відтінками мають тополя, кедр, в'яз, бук, модрина, горобина, акація. Коричнева деревина з жовтими та червоними відтінками властива дуба, сосни, яблуні, черешні, горіха, оксамитовому дереву, кипарису, туї, ялівцю. Червона деревина у тиса. Рожева - у сливи, фіолетова - у бузку, чорна - у мореного дуба (ця остання, хоч і природно, але придбана забарвлення).
Контрастні переходи в кольорі мають найбільше значення для таких видів оздоблювальних робіт, як мозаїка, інкрустація та інтарсія.
Шляхом фарбування можна імітувати деревину малоцінних порід під більш рідкісні і цінні. Імітації під горіх добре піддаються береза і бук, під червоне дерево - вільха, в'яз, під чорне - яблуня, слива, осика, граб. У певному середовищі може змінюватися і природна забарвлення. Деревина свежесрубленной вільхи червоніє під дією кисню повітря, сосна в приміщенні з часом стає бурою, а на відкритому повітрі сріблясто-сірою. Мабуть, тільки ялина надовго зберігає свій білий колір. .
Загалом, колір - це основне декоративне властивість деревини. Якщо природний колір можна підсилити в процесі обробки, навіть змінити штучної підфарбовування волокон, то текстура дерева завжди залишається природною. Тільки певним чином розкроюючи деревину, можна отримати різноманітну по малюнку поверхню. Але знову-таки текстура виявляється колірним різноманіттям у забарвленні річних кілець і подовжніх волокон.
Цінне декоративне властивість деревини - це блиск, який сильніше виявляється в процесі подальшої її обробки та оздоблення. Але і в природному стані поблискують на світлі окремі частинки деревини видимості від площини розрізу. Шовковистий блиск характерний для клена, черемхи, в'яза, кедра, чинари. Золотавий блиск притаманний черешні оксамитовому дереву. Поверхня неоднаково відбиває світло, що можна спостерігати на паркетній підлозі "у ялинку", або "в шашку", якщо дивитися з різних точок
За старих часів високо цінувалася меблі з привізного; (Індія, Центральна Америка) червоного дерева. Звідси назва "столяр-червонодеревник". Але, як бачимо, для декоративної прикраси побуту придатні майже всі види дерев вітчизняних порід, справа лише в умінні розкрити всю красу деревини, використовуючи її фізико-механічні та декоративні властивості.
Колір деревині надають знаходяться в ній дубильні, смолисті і фарбувальні речовини, які знаходяться в порожнинах клітин. Деревина порід, які ростуть у різних кліматичних умовах, має різний колір - в жарких і південних районах вона яскравіша в порівнянні з деревиною порід помірного пояса. У межах кліматичного поясу кожної деревній породі притаманний свій особливий колір.
Під впливом світла і повітря деревина багатьох порід втрачає свою яскравість, набуваючи на відкритому повітрі сірувате забарвлення. Деревина вільхи, що має в свежесрубленном стані світло-рожевий колір, незабаром після рубки темніє і набуває жовтувато-червоне забарвлення. Деревина дуба, що пролежала довгий час у воді, набуває темно-коричневий, і навіть чорний колір (морений дуб). Змінюється забарвлення деревини і внаслідок ураження її різними видами грибів. На забарвлення деревини впливає також вік дерева. У молодих дерев деревина світліше, ніж у більш старих. Колір деревини має важливе значення у виробництві меблів, музичних інструментів, столярних і художніх виробів. Насичений багатством відтінків колір надає виробам з деревини гарний зовнішній вигляд. Блиск деревини залежить від її щільності, кількості, розмірів і розташування серцевинних променів. Серцевинні промені мають здатність направлено відбивати світлові промені і створюють блиск на радіальному розрізі.
Текстура - малюнок, який виходить на розрізах деревини при перерізанні її волокон, річних шарів і серцевинних променів. Текстура залежить від особливостей анатомічної будови окремих порід деревини та напрямки розрізу. Хвойні породи на тангентальном розрізі через різке розходження в кольорі ранньої і пізньої деревини дають гарну текстуру. Особливо красивий малюнок має деревина з неправильним розташуванням волокон (свілеватость хвиляста і плутана). Часто застосовують особливі способи обробки деревини - лущення фанерних кряжів під кутом до напрямку волокон, радіальне стругання, пресування або заміну штучної текстурою.
Запах деревини залежить від знаходяться в ній смол, ефірних олій, дубильних та інших речовин. Характерний запах скипидару мають хвойні породи - сосна, ялина.
Макроструктура. Для характеристики деревини іноді досить визначити наступні показники макроструктури. Ширина річних шарів визначається числом шарів, що припадають на 1 см відрізка, отмеренного в радіальному напрямку на торцевому зрізі. Ширина річних шарів впливає на властивості деревини. Для деревини хвойних порід відзначається поліпшення властивостей, якщо в 1 см налічується не менше 3 і не більше 25 шарів.
Один з важливих показників макроструктури - зміст пізньої деревини (у%). Чим вище вміст пізньої деревини, тим більше її щільність, а отже, і вищий її механічні властивості.
Ступінь равнослойності визначається різницею в числі річних шарів на двох сусідніх ділянках довжиною 1 см . Найбільш хороші показники має деревина дерев, які ростуть в північних районах європейської частини Росії: мелкослойная щільна деревина з високим вмістом пізньої зони, щодо неширокої заболонню.
Вологість деревини і властивості, пов'язані з її зміною Вологість. Вологістю деревини називається відношення маси вологи, що знаходиться в даному обсязі деревини, до маси абсолютно сухої деревини, виражене у відсотках.
Волога в деревині просочує клітинні оболонки (пов'язана або гігроскопічна) і заповнює порожнини клітин та міжклітинні простору (вільна або капілярна). При висиханні деревини спочатку з неї випаровується вільна волога, а потім гігроскопічна.
При зволоженні деревини волога з повітря просочує тільки клітинні оболонки до повного їх насичення.
Подальше зволоження деревини із заповненням порожнин клітин і міжклітинних просторів відбувається тільки при безпосередньому контакті деревини з водою (вимочування, пропарювання). З цього випливає, що одного разу висушена деревина, не перебуваючи у безпосередньому контакті з водою, не може мати вологість вище межі гігроскопічності - стану деревини, при якому клітинні оболонки містять максимальну кількість зв'язаної вологи, а в порожнинах клітин знаходиться тільки повітря.
Вологість, відповідна межі гігроскопічності, при кімнатній температурі (200 С) становить 30% і практично не залежить від породи.
Розрізняють такі ступені вологості деревини: мокра - довгий час знаходилася у воді, вологість вища 100%; свіжозрубана - вологість 50 ... 100%; повітряно-суха (транспортна) - вологість 15 ... 20%; комнатно-суха - вологість 8 ... 12% і абсолютно суха - вологість 0%.
Усушка. Усиханням називається зменшення лінійних розмірів і об'єму деревини при висиханні. Усушка починається після повного видалення вільної вологи і з початку видалення зв'язаної вологи. Убуток за різними напрямками неоднакова.
У середньому повна лінійна усушка в тангентальном напрямку складає 6 ... 10%, у радіальному - 3 ... 5% і вздовж волокон - 0,1 ... 0,3%. Зменшення обсягу деревини при випаровуванні зв'язаної вологи називається об'ємною усиханням.
При розпилюванні колод на дошки передбачають припуски на усихання з тим, щоб після висихання пиломатеріали та заготовки мали задані розміри.
Внутрішні напруги, розтріскування і викривлення.
Напруження, які виникають без участі зовнішніх сил, називають внутрішніми.
Причина освіти напружень при сушінні деревини - нерівномірність розподілу вологи.
Якщо напруження розтягу досягнуто межі міцності деревини на розтяг поперек волокон, то можуть виникнути тріщини: на початку процесу сушіння на поверхні сортименту, а в кінці - всередині. Внутрішні напруги зберігаються у висушеному матеріалі і служать причиною зміни розмірів і форми деталей при механічній обробці деревини.
Залишкові напруги знімають шляхом додаткової обробки пиломатеріалів (парозволоження). При висиханні або зволоженні деревини змінюється форма поперечного перерізу дошки. Така зміна форми називається викривленням. Викривлення може бути поперечним і поздовжнім. Розбуханням називається збільшення лінійних розмірів і об'єму деревини при підвищенні вмісту зв'язаної вологи. Розбухання спостерігається при збільшенні вологості до межі гігроскопічності; збільшення вільної вологи не викликає розбухання.
Водопоглинання - здатність деревини завдяки пористій будовою поглинати крапельно-рідку вологу.
Водопоглинання відбувається при безпосередньому контакті деревини з водою. При цьому в деревині збільшується вміст як пов'язаної, так і вільної вологи.
Щільність деревини Щільність деревини залежить від вологості і для порівняння значення щільності завжди приводять до єдиної вологості - 12%. Між щільністю та міцністю деревини існує тісний зв'язок. Більш важка деревина, як правило, є більш міцною. Величина щільності коливається в дуже широких межах.
За щільністю при вологості 12% деревину можна розділити на три групи:
породи з малою щільністю (510 кг/м3 і менше): сосна, ялина, ялиця, кедр, тополя, липа, верба, вільха, каштан, горіх;
породи середньої щільності (550 ... 740 кг/м3): модрина, тис, береза, бук, в'яз, груша, дуб, ільм, карагач, клен, платан, горобина, яблуня, ясен;
породи з високою щільністю (750 кг/м3 і вище): акація біла, береза залізна, граб, самшит, саксаул, фісташка, кизил. Теплопровідність, звукопровідність, електропровідність деревини
Теплопровідністю деревини називається її здатність проводити тепло через свою товщу від однієї поверхні до іншої.
Теплопровідність сухої деревини незначна, що пояснюється пористістю її будови.
Коефіцієнт теплопровідності деревини дорівнює 0,1 ... 0,35 ккал / м * град * год.
Щільна деревина проводить тепло дещо краще рихлою. Вологість деревини підвищує її теплопровідність.
Теплопровідність деревини вздовж волокон приблизно вдвічі більше, ніж впоперек.
Звукопровідністю називається властивість матеріалу проводити звук; вона характеризується швидкістю поширення звуку в матеріалі. У деревині швидше за все звук поширюється вздовж волокон, повільніше в радіальному і дуже повільно в тангентальном напрямках.
Звукопровідність деревини в поздовжньому напрямку в 16 разів, а в поперечному у - 3 ... 4 рази більше звукопровідності повітря. Підвищена вологість деревини підвищує її звукопровідність.
Електропровідність деревини характеризується її опором проходженню електричного струму. Електропровідність деревини залежить від породи, температури, спрямування волокон і її вологості. Електропровідність сухої деревини незначна. При збільшенні вологості в діапазоні від 0 до 30% електричний опір падає в мільйони разів, а при подальшому збільшенні вологості - ще в десятки разів. Електричний опір деревини вздовж волокон менше в кілька разів, ніж поперек волокон.
Підвищення температури деревини призводить до зменшення її опору до величини приблизно в два рази.
Серед дерев можна знайти для художніх оздоблювальних робіт деревину всіх без винятку теплих кольорів з безмежною кількістю відтінків. У підмосковних лісах переважають дерева з білою, світлої деревиною, за винятком непоказною на перший погляд сірої вільхи, деревина якої на зрізі буро-жовта. Світле фарбування характерна для берези, ялини, осики, липи, клена, ялиці, граба, черемхи, глоду, карельської берези, ясена. Буру деревину з жовтими, коричнево-червоними відтінками мають тополя, кедр, в'яз, бук, модрина, горобина, акація. Коричнева деревина з жовтими та червоними відтінками властива дуба, сосни, яблуні, черешні, горіха, оксамитовому дереву, кипарису, туї, ялівцю. Червона деревина у тиса. Рожева - у сливи, фіолетова - у бузку, чорна - у мореного дуба (ця остання, хоч і природно, але придбана забарвлення).
Контрастні переходи в кольорі мають найбільше значення для таких видів оздоблювальних робіт, як мозаїка, інкрустація та інтарсія.
Шляхом фарбування можна імітувати деревину малоцінних порід під більш рідкісні і цінні. Імітації під горіх добре піддаються береза і бук, під червоне дерево - вільха, в'яз, під чорне - яблуня, слива, осика, граб. У певному середовищі може змінюватися і природна забарвлення. Деревина свежесрубленной вільхи червоніє під дією кисню повітря, сосна в приміщенні з часом стає бурою, а на відкритому повітрі сріблясто-сірою. Мабуть, тільки ялина надовго зберігає свій білий колір. .
Загалом, колір - це основне декоративне властивість деревини. Якщо природний колір можна підсилити в процесі обробки, навіть змінити штучної підфарбовування волокон, то текстура дерева завжди залишається природною. Тільки певним чином розкроюючи деревину, можна отримати різноманітну по малюнку поверхню. Але знову-таки текстура виявляється колірним різноманіттям у забарвленні річних кілець і подовжніх волокон.
Цінне декоративне властивість деревини - це блиск, який сильніше виявляється в процесі подальшої її обробки та оздоблення. Але і в природному стані поблискують на світлі окремі частинки деревини видимості від площини розрізу. Шовковистий блиск характерний для клена, черемхи, в'яза, кедра, чинари. Золотавий блиск притаманний черешні оксамитовому дереву. Поверхня неоднаково відбиває світло, що можна спостерігати на паркетній підлозі "у ялинку", або "в шашку", якщо дивитися з різних точок
За старих часів високо цінувалася меблі з привізного; (Індія, Центральна Америка) червоного дерева. Звідси назва "столяр-червонодеревник". Але, як бачимо, для декоративної прикраси побуту придатні майже всі види дерев вітчизняних порід, справа лише в умінні розкрити всю красу деревини, використовуючи її фізико-механічні та декоративні властивості.
Фізичні властивості деревини
До фізичних властивостей деревини відносяться: зовнішній вигляд і запах, вологість і пов'язані з нею зміни - усушка, розбухання, водопоглинання, розтріскування і викривлення. До фізичних властивостей деревини відносяться також її щільність, електро -, звуко-і теплопровідність, показники макроструктури. Зовнішній вигляд деревини Колір.Колір деревині надають знаходяться в ній дубильні, смолисті і фарбувальні речовини, які знаходяться в порожнинах клітин. Деревина порід, які ростуть у різних кліматичних умовах, має різний колір - в жарких і південних районах вона яскравіша в порівнянні з деревиною порід помірного пояса. У межах кліматичного поясу кожної деревній породі притаманний свій особливий колір.
Під впливом світла і повітря деревина багатьох порід втрачає свою яскравість, набуваючи на відкритому повітрі сірувате забарвлення. Деревина вільхи, що має в свежесрубленном стані світло-рожевий колір, незабаром після рубки темніє і набуває жовтувато-червоне забарвлення. Деревина дуба, що пролежала довгий час у воді, набуває темно-коричневий, і навіть чорний колір (морений дуб). Змінюється забарвлення деревини і внаслідок ураження її різними видами грибів. На забарвлення деревини впливає також вік дерева. У молодих дерев деревина світліше, ніж у більш старих. Колір деревини має важливе значення у виробництві меблів, музичних інструментів, столярних і художніх виробів. Насичений багатством відтінків колір надає виробам з деревини гарний зовнішній вигляд. Блиск деревини залежить від її щільності, кількості, розмірів і розташування серцевинних променів. Серцевинні промені мають здатність направлено відбивати світлові промені і створюють блиск на радіальному розрізі.
Текстура - малюнок, який виходить на розрізах деревини при перерізанні її волокон, річних шарів і серцевинних променів. Текстура залежить від особливостей анатомічної будови окремих порід деревини та напрямки розрізу. Хвойні породи на тангентальном розрізі через різке розходження в кольорі ранньої і пізньої деревини дають гарну текстуру. Особливо красивий малюнок має деревина з неправильним розташуванням волокон (свілеватость хвиляста і плутана). Часто застосовують особливі способи обробки деревини - лущення фанерних кряжів під кутом до напрямку волокон, радіальне стругання, пресування або заміну штучної текстурою.
Запах деревини залежить від знаходяться в ній смол, ефірних олій, дубильних та інших речовин. Характерний запах скипидару мають хвойні породи - сосна, ялина.
Макроструктура. Для характеристики деревини іноді досить визначити наступні показники макроструктури. Ширина річних шарів визначається числом шарів, що припадають на
Один з важливих показників макроструктури - зміст пізньої деревини (у%). Чим вище вміст пізньої деревини, тим більше її щільність, а отже, і вищий її механічні властивості.
Ступінь равнослойності визначається різницею в числі річних шарів на двох сусідніх ділянках довжиною
Вологість деревини і властивості, пов'язані з її зміною Вологість. Вологістю деревини називається відношення маси вологи, що знаходиться в даному обсязі деревини, до маси абсолютно сухої деревини, виражене у відсотках.
Волога в деревині просочує клітинні оболонки (пов'язана або гігроскопічна) і заповнює порожнини клітин та міжклітинні простору (вільна або капілярна). При висиханні деревини спочатку з неї випаровується вільна волога, а потім гігроскопічна.
При зволоженні деревини волога з повітря просочує тільки клітинні оболонки до повного їх насичення.
Подальше зволоження деревини із заповненням порожнин клітин і міжклітинних просторів відбувається тільки при безпосередньому контакті деревини з водою (вимочування, пропарювання). З цього випливає, що одного разу висушена деревина, не перебуваючи у безпосередньому контакті з водою, не може мати вологість вище межі гігроскопічності - стану деревини, при якому клітинні оболонки містять максимальну кількість зв'язаної вологи, а в порожнинах клітин знаходиться тільки повітря.
Вологість, відповідна межі гігроскопічності, при кімнатній температурі (200 С) становить 30% і практично не залежить від породи.
Розрізняють такі ступені вологості деревини: мокра - довгий час знаходилася у воді, вологість вища 100%; свіжозрубана - вологість 50 ... 100%; повітряно-суха (транспортна) - вологість 15 ... 20%; комнатно-суха - вологість 8 ... 12% і абсолютно суха - вологість 0%.
Усушка. Усиханням називається зменшення лінійних розмірів і об'єму деревини при висиханні. Усушка починається після повного видалення вільної вологи і з початку видалення зв'язаної вологи. Убуток за різними напрямками неоднакова.
У середньому повна лінійна усушка в тангентальном напрямку складає 6 ... 10%, у радіальному - 3 ... 5% і вздовж волокон - 0,1 ... 0,3%. Зменшення обсягу деревини при випаровуванні зв'язаної вологи називається об'ємною усиханням.
При розпилюванні колод на дошки передбачають припуски на усихання з тим, щоб після висихання пиломатеріали та заготовки мали задані розміри.
Внутрішні напруги, розтріскування і викривлення.
Напруження, які виникають без участі зовнішніх сил, називають внутрішніми.
Причина освіти напружень при сушінні деревини - нерівномірність розподілу вологи.
Якщо напруження розтягу досягнуто межі міцності деревини на розтяг поперек волокон, то можуть виникнути тріщини: на початку процесу сушіння на поверхні сортименту, а в кінці - всередині. Внутрішні напруги зберігаються у висушеному матеріалі і служать причиною зміни розмірів і форми деталей при механічній обробці деревини.
Залишкові напруги знімають шляхом додаткової обробки пиломатеріалів (парозволоження). При висиханні або зволоженні деревини змінюється форма поперечного перерізу дошки. Така зміна форми називається викривленням. Викривлення може бути поперечним і поздовжнім. Розбуханням називається збільшення лінійних розмірів і об'єму деревини при підвищенні вмісту зв'язаної вологи. Розбухання спостерігається при збільшенні вологості до межі гігроскопічності; збільшення вільної вологи не викликає розбухання.
Водопоглинання - здатність деревини завдяки пористій будовою поглинати крапельно-рідку вологу.
Водопоглинання відбувається при безпосередньому контакті деревини з водою. При цьому в деревині збільшується вміст як пов'язаної, так і вільної вологи.
Щільність деревини Щільність деревини залежить від вологості і для порівняння значення щільності завжди приводять до єдиної вологості - 12%. Між щільністю та міцністю деревини існує тісний зв'язок. Більш важка деревина, як правило, є більш міцною. Величина щільності коливається в дуже широких межах.
За щільністю при вологості 12% деревину можна розділити на три групи:
породи з малою щільністю (510 кг/м3 і менше): сосна, ялина, ялиця, кедр, тополя, липа, верба, вільха, каштан, горіх;
породи середньої щільності (550 ... 740 кг/м3): модрина, тис, береза, бук, в'яз, груша, дуб, ільм, карагач, клен, платан, горобина, яблуня, ясен;
породи з високою щільністю (750 кг/м3 і вище): акація біла, береза залізна, граб, самшит, саксаул, фісташка, кизил. Теплопровідність, звукопровідність, електропровідність деревини
Теплопровідністю деревини називається її здатність проводити тепло через свою товщу від однієї поверхні до іншої.
Теплопровідність сухої деревини незначна, що пояснюється пористістю її будови.
Коефіцієнт теплопровідності деревини дорівнює 0,1 ... 0,35 ккал / м * град * год.
Щільна деревина проводить тепло дещо краще рихлою. Вологість деревини підвищує її теплопровідність.
Теплопровідність деревини вздовж волокон приблизно вдвічі більше, ніж впоперек.
Звукопровідністю називається властивість матеріалу проводити звук; вона характеризується швидкістю поширення звуку в матеріалі. У деревині швидше за все звук поширюється вздовж волокон, повільніше в радіальному і дуже повільно в тангентальном напрямках.
Звукопровідність деревини в поздовжньому напрямку в 16 разів, а в поперечному у - 3 ... 4 рази більше звукопровідності повітря. Підвищена вологість деревини підвищує її звукопровідність.
Електропровідність деревини характеризується її опором проходженню електричного струму. Електропровідність деревини залежить від породи, температури, спрямування волокон і її вологості. Електропровідність сухої деревини незначна. При збільшенні вологості в діапазоні від 0 до 30% електричний опір падає в мільйони разів, а при подальшому збільшенні вологості - ще в десятки разів. Електричний опір деревини вздовж волокон менше в кілька разів, ніж поперек волокон.
Підвищення температури деревини призводить до зменшення її опору до величини приблизно в два рази.