Пороки древесины

    Повреждения древесины, отклонения от идеального строения, снижающие качество и ограничивающие сферу ее применения, называют пороками древесины. Пороки обычно образуются при росте дерева в ненормальных условиях, при повреждении древесины вредителями (жуками-короедами и точильщиками древесинниками и др.). Пороки, возникающие при лесозаготовке и в процессе обработки, относятся к механическим дефектам древесины. Например, расщепа комля дерева при лесоповале можно избежать, если правильно сделать зарубку и выбрать направление падения дерева (см. рисунок).


Зарубка и спиливание растущего дерева
а – глубина и углы зарубки; 1 – горизонтальный пропил в стволе; 2 – верхняя грань зарубки; 3 – нижняя грань зарубки; б – высота горизонтального пропила ствола над уровнем лесного покрова и ненадпиленная – ненадрубленная древесина; в – то же и два горизонтальных пропила вместо зарубки;

    Пороки возможны и в заготовленной древесине (трещины, червоточины и др.). К порокам древесины относят гниль, как у растущего дерева, так и у пиломатериалов. Пороки растущего дерева называют первичными пороками, в отличие от вторичных, возникающих при хранении или эксплуатации древесины. Пороки снижают качество и ухудшают механические свойства древесины.
    Пороки древесины включают следующие группы: сучки, трещины, пороки формы ствола, пороки строения древесины, химические окраски и гнили, повреждения грибами и насекомыми и другие деформации.


Схемы сучков
а – продольный разрез ствола; б – крестовидный сучок (лапчатый сучок); в - выпавший сучок; 1 – здоровый цилиндрический наружный сучок; 2 – здоровый овальный наружный сучок; 3 – частично гнилой сучок; 4 – заплыв ствола над заросшим сучком; 5 и 6 – заросшие в стволе сучки; 7 – крестовидный сучок; 8 – сердцевина; 9 - выпавший сучок; 10 – гнездо, оставшееся от выпавшего сучка;

    Древесина сучков имеет темную окраску и мелкую структуру годовых слоев. Сучки подразделяют в зависимости от места расположения на широких или узких гранях пиломатериалов, от степени врастания в древесину (сучки наружные и вросшие), от формы поперечного разреза (круглые, овальные, удлиненные), от степени сращивания с древесиной (сросшиеся, частично сросшиеся, несросшиеся), от структуры и качества сучков (здоровые светлые, здоровые темные, здоровые с трещинами, частично подгнившие, гнилые, трухлявые), от степени выхода сучка на поверхность древесины (односторонние и сквозные) (см. рисунок). Качество древесины определяется количеством и величиной сучков. Относительно оси ствола сучки расположены под различными углами.
    Сучки снижают механическую прочность деревянных конструкций. В местах их расположения сопротивляемость древесины снижается, особенно при действии нагрузки поперек волокон. Косослой вокруг сучка снижает сопротивляемость древесины действию внешней нагрузки. Влияние сучков на снижение прочности сосны видно из таблицы.

Влияние сучков на модуль эластичности древесины (исследовал Н. Леонтьев)

Отношение размеров сучков к размерам детали	Отношение прочности сучковатой древесины по отношению к здоровой древесине, %
	Статистический изгиб	сжатие вдоль волокон
0,05	90	93
0,10	86	88
0,15	82	83
0,20	77	78
0,25	72	73
0,30	67	68

Влияние сучков на модуль эластичности древесины по результатам исследований Н. Леонтьева

Отношение размеров сучков к размерам детали	Отношение модуля эластичности древесины с сучками к модулю эластичности здоровой древесины, %
	Статистический изгиб	сжатие вдоль волокон
0,20	82	67
0,40	74	85

    Трещины - это разрыв древесины вдоль годовых слоев и сердцевины. Причиной растрескивания древесины является неравномерная сушка. Трещины образуются по направлению к сердцевине, более редко - по годовым слоям.
    Бревна, брусья, толстые доски трудно высушить без трещин. Чаще всего они появляются на торцах. Для предотвращения появления трещин торцы покрывают смесью извести и клея, смолой, жидким стеклом.
    Различают трещины: от усушки, морозобоины, сердцевинные, двойные радиальные (метик) и кольцевидные (отлуп).


Трещины ствола
а – от усушки; б – морозобоины; в – сердцевинные; г – двойная радиальная (метик); д – кольцевидная (отлуп);

    Трещины от усушки (рисунок выше, а) идут в радиальном направлении. Они вызваны сушкой древесины под прямыми лучами солнца из-за неравномерных внутренних напряжений, вызывающих трещины различной глубины и ширины.
    Морозобоины (рисунок выше, б) идут вдоль сердцевины ствола. Они возникают при понижении температуры, когда наружные слои бревна уменьшаются в объеме, а внутренние из-за плохой теплопроводности древесины остаются неизменными. В пиломатериалах стенки морозобоин смолисты, а годовые слои расширены и изогнуты.
    Сердцевинные трещины (рисунок выше, в) и двойные радиальные трещины (метик) (рисунок выше, г) сужаются от сердцевины к периферии. Эти трещины возникают при образовании ядра под воздействием ветра и увеличиваются при сушке древесины. У бревен сердцевинные трещины наблюдаются только в торцах.
    Кольцевидные трещины (отлупы) (рисунок выше, д) возникают в ядре или в спелой древесине между годовыми слоями. У растущего дерева они образуются пол воздействием ветра и затем увеличиваются во время сушки после распиловки. Отлупы в поперечном разрезе ствола видны в виде дуг или окружностей, а на поверхности пиломатериалов - в виде черточек.


Пороки ствола растущего дерева
а – эксцентричность ствола или крень; б – ребристая закомолистость (ройка); в - двойная сердцевина в поперечном разрезе ствола; г – косослой; д – свилеватость; е – открытая прорость; ж – закрытая прорость;

    Крень (рисунок выше, а) - это утолщение годовых слоев с одной стороны ствола. Годовые кольца имеют вид эксцентричных окружностей, со смещением сердцевины в периферийную зону. Крень характерен для ели. Он появляется в комлевой части криво растущих деревьев.
    Крень повышает твердость и прочность древесины на растяжение, способствует высыханию древесины вдоль волокон, но содействует образованию трещин и короблению пиломатериалов, а также снижает степень насыщаемости древесины антисептиками.
    Закомелистость (рисунок выше, б) - это ненормальное утолщение комля ствола, нередко ребристой формы (ройка). Закомелистость уменьшает выход пиломатериалов и шпона из-за большого количества отходов. Двойная сердцевина (рисунок выше, в) встречается в двух сросшихся вместе деревьях с самостоятельными сердцевинами и годовыми слоями, которые при дальнейшем росте образовали общие волнообразные годовые слои. Этот порок затрудняет обработку древесины и дает значительное количество отходов.
    Косослой (рисунок выше, г) - это волокна древесины под наклоном к продольной оси ствола или в виде спирали. Косослой различают тангентальный и радиальный. Он увеличивает прочность древесины на скалывание, но затрудняет механическую обработку и ограничивает использование такой древесины в гнутых конструкциях. Тангентальный косослой увеличивает коробление и усушку пиломатериалов при их сушке.
    Свилеватость (рисунок выше, д), т.е. волнообразное расположение волокон древесины встречается у большинства пород в комлевой части стволов. Свилеватость понижает прочность древесины при сжатии, растяжении и изгибе, но повышает при скалывании вдоль волокон, затрудняя обработку древесины.
    Прорость открытая (рисунок выше, е) или закрытая (рисунок выше, ж) образуется из-за врастания в заболонь отмершей древесины или коры, часто с радиальной трещиной. Вокруг прорости нередко образуется засмолок и начинается загнивание ядра. Прорость бывает светлой и темной, нарушающей целостность волокон древесины.
    Кривизна - это одно- и разностороннее искривление ствола по длине. Искривление затрудняет распиловку ствола и дает много отходов.
    Смоляные кармашки - это заполненные смолой впадины в годовых слоях древесины. Они характерны для хвойных пород, особенно для елей. На тангентальном разрезе смоляные кармашки в виде овальных впадин, на радиальном разрезе - в виде узких, удлиненных щелей, а на поперечном разрезе - в виде коротких изогнутых впадин.
    Засмолок - это участок древесины хвойных пород, обильно пропитанной смолой. Просмоленные участки пиломатериалов и фанеры от нормальной древесины отличаются более темным цветом. Засмолок не влияет на прочность древесины, но снижает ее способность впитывать влагу. Смолистая древесина затрудняет ее склеивание и отделку поверхности красками и лаками. Засмолок менее подвержен гниению.
    Пятнистость - это окрашенные полосы, появляющиеся в период роста дерева, не влияющие на ее твердость.
    Химические окраски древесины нежелательны при окислении дубильных веществ из-за химических и биологических процессов, происходящих в срубленном дереве. Такие окраски равномерны, находятся в поверхностных слоях древесины и после высыхания обычно исчезают, не влияют на прочность древесины.
    Зарастание инородных тел (вбитых гвоздей стальных осколков и т. п.) портит древесину. О наличии судят по утолщениям, складкам коры, деформациям участков коры, щелям и впадинам. У пиломатериалов вблизи инородного тела изменяется естественная окраска древесины. Наличие такого порока затрудняет обработку древесины и вызывает поломки режущего инструмента.
    Обугливание стволов деревьев является результатом лесных пожаров или разведения костров в лесу. Дефекты обработки снижают качество древесины, ограничивая сферу ее применения. Сортность пиломатериалов снижается из-за неодинаковой толщины ассортимента, грубого, неравномерного пропила, кривизны и др. Показателем качества сортности пиломатериалов является древесина, выросшая без пороков, правильно обработанная и сохраненная.