Мастерская

Технологии сушки древесины, свойства и особенности некоторых пород.

Nikolaich72 21-12-2014 20:57

Дуб - Естественно произрастает в Южном Крыму, в северной части Западного Закавказья (от Анапы до Туапсе), в прикаспийской части Дагестана и на севере Азербайджана. В культуре встречается в парках Южного Крыма.В основном растёт в нижнегорной зоне,не поднимаясь выше 400 м над уровнем моря.Приурочен к сухим склонам со смытыми малоплодородными почвами, образует светлые разреженные древостои.
Дерево высотой до 20 м (иногда кустарник).В наилучших условиях местопроизрастания образует деревья высотой до 25 (30) м и с мощным стволом.
Нажмите, что бы увеличить картинку до 350 X 436 46.2 Kb Нажмите, что бы увеличить картинку до 613 X 427 31.8 Kb
Побеги сероватовойлочно- опушённые, угловатые, с возрастом войлочное опушение сходит и веточки становятся голыми. Почки с густым опушением. Стволы, как правило, искривлённые. Крона раскидистая, иногда почти зонтиковидная.
Кора в молодом возрасте светло- коричневая, с неглубокими трещинами, в более позднем возрасте- серая трещиноватая. Расположение листьев очередное. Листья простые, лопастные, при распускании густо- сероопушённые, сильно изменяются по размерам и форме,в основном в очертании продолговато- овальные, яйцевидные или удлинённо- обратнояйцевидные, на вершине с тупой лопастью, у основания выемчатые или клиновидные, по краям цельнокрайние или крупнозубчатые, с 3-7 парами лопастей, с углублениями между лопастями до 7 ширины листовой пластинки, сверху сначала опушенные, затем почти голые и тёмно- зелёные, снизу сероопушённые.
Черешок длиной 0,5-2 см. Деревья однодомные, но раздельнополые. Тычиночные цветки в свисающих серёжках. Пестичные - по нескольку на общем цветоносе. Цветёт в апреле. Жёлуди почти сидячие длиной до 2,5 см,по 1-4 шт на плодоносе. Плюска высотой до 1 см, полушаровидная с серовойлочными прижатыми чешуями. Созревают жёлуди в сентябре - октябре.
Дуб пушистый произрастает в насаждениях вместе с сосной пицундской, грабинником, держидеревом, можжевельниками. Очень засухоустойчив, светолюбив, ветроустойчив. Образует сильно разветвлённую корневую систему, хорошо закрепляется в почве. Устойчив к морским брызгам.При обгрызании скотом и дикими животными побегов и ветвей быстро восстанавливается и образует плотную крону. Долговечен, в Южном Крыму есть экземпляры в возрасте 1000 лет (Никитский ботанический сад). Растёт медленно.
Удовлетворительно возобновляется семенами. Хорошо восстанавливается пнёвой порослью. В культуре хорошо размножается семенами, лучшие результаты дают осенние посевы.
Дуб пушистый имеет большое хозяйственное значение как облеситель сухих горных склонов, используется также в почвозащитных и лесоэкологических целях. Жёлуди- хороший корм для диких животных. Может быть использован для получения дубителей.
Древесина.
Порода ядровая. Заболонь широкая,почти белого цвета (с лёгким желтоватым оттенком). Ядро серовато- коричневого цвета. Древесина кольцесосудистая, с резко выделяющимися сердцевинными лучами и хорошо заметными годичными слоями. Плотность при 12 % влажности до 0,8 г/см3.
Сушка.
При сушке в естественных и искусственных условиях древесина сильно растрескивается, коробится и даёт большую усушку.Усушка при снижении влажности от свежесрубленного до абсолютно сухого состояния составляет в радиальном направлении 4,5 %, в тангенциальном 10,1 %, объёмная-15,5 %.
Древесина твёрдая, тяжёлая, крепкая и прочная. При влажности 12 % предел прочности при статическом изгибе составляет 98 МПа, предел прочности при сжатии вдоль волокон-39,5 МПа, поперёк волокон-11,7 МПа, при растяжении поперёк волокон-5,3 кПа.
Стойкая к биологическим разрушителям.
Технологические свойства.
Древесина хорошо строгается, сверлится, точится, колется, шлифуется, гнётся, отделывается красителями. Легче склеивается смоляными клеями, чем клеями животного и растительного происхождения.
Применение.
Используется для изготовления мебели, в том числе и гнутой.Для внутренней отделки зданий, для столярных работ, идёт на изготовление паркета. Пригодна также для изготовления тары, для судостроения.
Дуб в разрезе.
Дуб относится к кольцесосудистым породам, поэтому из-за различий в строении поздней и ранней древесины годичные слои заметны на всех разрезах. В ранней зоне годичных слоев хорошо видны крупные сосуды (открытые и не закупоренные тиллами), образующие сплошное кольцо отверстий. Поздняя зона плотного строения, в ней только мелкие сосуды, образующие вместе с паренхимными клетками рисунок в виде радиальных полосок, волнистых линий вдоль границы годичных слоев, а также отдельных черточек или точек.
Дуб - ядровая порода. Древесина ядра темно- бурая или желтовато- коричневая, заболонь узкая, светло- желтая. На всех разрезах отчетливы сердцевинные лучи. Древесина тяжелая, твердая.
Нажмите, что бы увеличить картинку до 450 X 465 36.8 Kb Нажмите, что бы увеличить картинку до 450 X 450 32.8 Kb Нажмите, что бы увеличить картинку до 500 X 261 335.1 Kb
Текстура дуба определяется на продольных разрезах шириной годичных слоев, разницей в окраске поздней и ранней древесины,а также ядра и заболони. Кроме того, важную роль в образовании текстуры играют перерезанные сосуды в ранних зонах и сердцевинные лучи,которые имеют вид поперечных полосок, крапинок на радиальных разрезах,продольных черточек и штрихов на тангенциальных. В комлевой части крупных деревьев нередка свилеватость. На радиальном разрезе такая текстура особенно красива.
Цвет дубовой древесины характеризуется следующими параметрами:
цветовой тон,нм-81,5;
чистота %-53,1;
светлота %-29,9.
В речной воде дуб сильно темнеет в результате соединения дубильных веществ с солями железа.После длительной выдержки в речной воде мореный дуб становится от зеленовато- черного до черного.По этой же причине при распиловке сырой древесины на поверхности досок появляются темные пятна.
Показатели блеска древесины у дуба ниже,чем у сосны. Объясняется это тем,что анатомические неровности (в основном сердцевинные лучи) на продольных разрезах (особенно на радиальных) не позволяют получить зеркальную поверхность. При самой тщательной отделке поверхности высота этих неровностей остается не менее 200 мкм.Вот почему образуются блики и отсветы, что заметно снижает показатель блеска.
Показатели макроструктуры древесины дуба частично уже были перечислены. Следует добавить: среднее число годичных слоев на 1 см поперечного разреза-6,процентное содержание поздней древесины в годичном слое-от 65 до 68 (в 2,4-2,5 раза больше,чем у сосны). Плотность поздней древесины в 2-3 раза выше,чем плотность ранней.
Физические свойства.
Влажность.
Свежесрубленная древесина дуба имеет следующие показатели влажности:
ядро-50-80%;
заболонь-70-80%;
средняя-60-80%;
кора-117%.
При затоплении максимальная влажность составляет 116%.
Как и у других пород, у растущего дуба наблюдаются сезонные и суточные колебания влажности, которые проявляются, правда, в существенно меньшей степени.
Влаго- и водопоглощение у дубовой древесины значительно ниже,чем у сосновой,в силу большей плотности. Защищенные покрытиями изделия из дуба практически не меняют своей влажности (поэтому дуб идеально подходит,скажем, для паркета).
Однако высокая плотность приводит и к большей усушке и разбуханию. Дуб из сильно усыхающих пород.Тангенциальная усушка для ранней зоны годичного слоя составляет 8,4%,а для поздней- 9,8%. Коэффициент разбухания (изменение размеров образца (в процентах), отнесенный к изменению влажности (в процентах):
радиальный-0,2;
тангенциальный-0,3;
объемный-0,52.
Важная характеристика- давление набухания. Для дуба при нормальной температуре оно составляет:
тангенциальное- 3,10 МПа;
радиальное- 1,54 МПа, что вдвое выше,чем у сосны.
Куда выше, чем у хвойных, и внутренние напряжения, возникающие в процессе сушки дубовых пиломатериалов.
Мореный дуб надо сушить особо. Избавляясь от влаги, он сильно усыхает, коробится и растрескивается. Не случайно выход качественных материалов при традиционных способах сушки невелик.Вот почему некоторые специалисты предлагают использовать или СВЧ-, или химическую (в растворах гигроскопических веществ) сушку. Последний метод достаточно полно исследован в Воронежской ГЛТА.
Плотность.
Ее среднее значение для древесины дуба при стандартной влажности (12%)-690 кг/м3,для абсолютно сухой-650 кг/м3.
Эта характеристика для дуба ощутимо зависит от места его произрастания. Наиболее плотной древесиной отличаются материалы, получаемые на Украине и в Азербайджане (р12=723-726 кг/м3), затем следует Белоруссия (р12 =703-710 кг/м3). Наименьшие показатели характерны для Краснодарского края, Прибалтики и Грузии (р12 = 604-663 кг/м3).
Плотность и твердость древесины уменьшаются с возрастом дуба.Этот факт учитывают при получении строганного шпона.
Плотность по разным зонам ствола различается у дуба заметнее,чем у хвойных пород, она нерегулярна, преимущественно полосами и гнездами.
Проницаемость жидкостями и газами. Воздухопроницаемость древесины у дуба намного ниже,чем у сосны (примерно в 20 раз). То же можно сказать и о водопроницаемости. Благодаря этому дубовая древесина плохо пропитывается защитными веществами.
Механические свойства.
Помимо красивой текстуры и цвета дуб обладает весьма высокими прочностными показателями.Он уступает по ним лишь ясеню и грабу.
Предел прочности:
при статическом изгибе-79-118МПа;
при растяжении вдоль волокон-105-110 МПа;
при сжатии вдоль волокон-56-60 МПа;
при скалывании вдоль радиальной плоскости-7-14 МПа;
при скалывании вдоль тангенциальной плоскости-11-14 МПа.
Модуль упругости при статическом изгибе-8,18-11,5 ГПа.
Технологические и эксплуатационные свойства:
ударная вязкость-80-82 кДж/м2;
твердость:
торцевая-63-67 Н/мм2;
радиальная-52-56 Н/мм2;
тангенциальная-42-52 Н/мм2.
Дуб-порода умеренно твердая,поэтому его износостойкость (истираемость) в 2-2,5 раза выше, ем у сосны.
По длительной стойкости к деформациям он от сосны практически не отличается. Способность удерживать крепления (гвозди, шурупы) выше, чем у нее,в 2-2,5 раза.
Способность к гнутью, характеризующаяся отношением высоты сечения (толщины заготовки) h к радиусу изгиба R,h/R = 1:4 (для бука 1:2,5; для сосны 1:11).
Дуб трудно обрабатывается режущим инструментом.Это объясняется не только его высокой плотностью, но и особенностями анатомического строения его древесины. Удельная сила резания для него в 2-2,5 раза выше,чем для сосны. Примерно так же соотносятся и периоды стойкости режущего инструмента (характеристики затупления). Степень уширения зубьев на сторону для рамных пил составляет для влажной,сухой и мерзлой дубовой древесины-0,65-0,75 мм. Для дисковых пил диаметром от 135 до 315 мм-0,3 мм. Для ленточных пил:0,4-0,45 мм-для влажной и 0,3-0,4-для сухой и мерзлой древесины.
Уже упомянутые анатомические элементы на продольных разрезах древесины дуба не позволяют в процессе шлифовки устранить микронеровности (менее 200 мкм).Дуб легко морится до черного цвета, расход отделочных материалов умеренный.
Древесина дуба стойка к биологическому воздействию (поражению грибами).Причем чем старше дерево, тем выше его биостойкость.Самая биостойкая древесина в нижней (комлевой) части ствола.Длительное воздействие речной воды заметно повышает твердость дуба,однако другие прочностные характеристики снижаются на 10-20%,а в некоторых случаях до 70.По всей видимости,степень снижения прочности дуба зависит от местных условий (концентрации различных химических соединений в воде и т.п).
Характерные пороки древесины дуба для средней полосы России-морозные трещины-следы суровых зим и,как следствие,внутренняя гниль.
Диапазон применения.
На первом месте-столярное производство.Прежде всего паркет, погонажные изделия,лестницы,двери и прочие элементы интерьера. Решающими факторами в этой сфере служат высокая износостойкость, прочность,красивая текстура дубовой древесины.На оконные рамы дуб идет реже.Отметим:мелкие профили из него невыразительны.Очень популярна дубовая мебель.Красивый и прочный мореный дуб хорош для дорогих эксклюзивных гарнитуров,паркета,музыкальных инструментов и художественных изделий.Высоко ценится красноватая или розовая древесина североамериканских дубов (кстати, более мягкая,чем у белых).Дубовый шпон облагораживает менее красивые породы.Дуб давно освоен корабелами и строителями.В домостроении его применение ограничивается высокой стоимостью пиломатериалов.Нижние венцы или прокладки между стенами и фундаментом дольше всего стоят,если сделаны из дуба.Из него делают сваи,которые служат десятки,сотни лет.А как не вспомнить,что коньячные спирты созревают только в присутствии дубовой древесины.Экстрагирование ароматических веществ,содержащихся в ней,во многом формирует вкусовой букет коньяка.Необходимы танины дуба для созревания и старения красных и десертных вин.Вот почему весьма важной областью применения дуба остается производство бочек и другой бондарной посуды.Кора и древесина (особенно молодых деревьев) используются для получения танинов,применяемых в кожевенном деле и медицине.Пробконосные дубы снабжают нас материалом, позволяющим надежно закупоривать самые разные бутылки.
В Китае на листьях зубчатого дуба выкармливают шелкопряда.Опытные хозяйки используют дубовые листья для солений,а некоторые любители русской бани предпочитают дубовые веники всем прочим.Велико природоохранительное значение дубовых насаждений.Они занимают первое место в полезащитном лесоразведении.Дуб превосходит многие породы по оздоровительному влиянию на окружающую среду,так как интенсивно выделяет кислород.Дубы, особенно старые,отличаются высокими эстетическими качествами.Заметьте,с каким особым настроением вступаем мы под сень дубовых аллей.

Мастерская

Технологии сушки древесины, свойства и особенности некоторых пород.