Наука и техника Наука и техника - Свойства древесины
  12.11.2018 г.  
Главная arrow Техтворчество arrow Работа с древесиной arrow Свойства древесины
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Контакты
Поиск
Карта сайта
Философия
Сознание
Материализм
Лингво
Эволюция
Кибернетика
Био
Эмоции
Живое
Психика
Свойства древесины
Рейтинг: / 2
ХудшаяЛучшая 
12.09.2010 г.
Свойства древесины
Под влиянием воздуха, тепла, сырости и света свойства древесины изменяются.
Древесина свежесрубленного дерева всегда бывает влажной.
Она мягкая, и ее легко рубить, колоть, тесать, гнуть. В то же время она тяжелая, слабо удерживает гвозди. Ее трудно скоблить, трудно пилить, чисто строгать, сверлить и т. п., она совсем не поддается сглаживанию и отделке. Кроме того, в местах, где нет смены свежего сухого воздуха, она почти неизбежно в скором времени загнивает. Изделие из сырой древесины по мере ее высыхания изменяет размеры и форму. Поэтому перед столярной обработкой ее обязательно хорошо высушивают. В изделиях из непросушенной древесины соединенные между собой детали, как бы плотно они ни были пригнаны вначале, по мере высыхания рассохнутся и изделие может развалиться.
На открытом воздухе древесина сохнет медленно и высыхает до влажности 15-18% лишь через несколько лет, да и то, если защищена от дождя и снега какой-нибудь крышей и свободно обдувается ветром. При искусственной сушке горячим воздухом в специальной сушилке высушивание древесины до 8-10% заканчивается в 5-30 дней. В очень мелких мастерских материал сушат над плитой или отопительными устройствами, сделав над ними «леса», т. е. установив прочные балки на расстоянии 2- З м одна от другой. Если позволяет высота мастерской, леса мостят в несколько ярусов с промежутком около 750 мм.
Сырые доски ставят на лесах ребром на некотором расстоянии одна от другой для свободного прохода воздуха. Когда доски подсохнут снаружи, их укладывают стопками на прокладках с рапными промежутками. Поднимаясь к потолку, теплый сухой воздух обогревает доски и высушивает их. Над лесами делается вытяжка для отвода отсыревшего теплого воздуха.
В сыром непроветриваемом помещении и при плотной укладке без прокладок доски «запреют», заплесневеют и загниют. На лесах в мастерской доски высыхают за 1- 2 месяца, в зависимости от температуры и сухости помещения.
Сухость древесины легко определить по стружке. Если скомкать в руке стружку средней толщины, гладко снятую в прямослойном месте, и она при этом разломается и раскрошится, значит, дерево слишком пересушено.
Примечание. Пересушенную стружку надо отличать от гнилой, которая тоже крошится, но имеет запах гнили и оставляет после себя не блестящую и скользкую поверхность, а тусклую и шероховатую.
Если же стружка мнется, как мочало, не ломаясь при завязывании узлом, — древесина сырая.
Высыхая, древесина уменьшается в размерах, особенно поперек волокон, как говорят, «дает усадку». Попадая в сырое помещение с влажным воздухом, сухая древесина увлажняется и при этом снова увеличивается в размерах, или, как говорят, «набухает». Усушка и набухание древесины сопровождаются ее короблением и нередко трещинами. Почему это происходит?
Какой бы однообразной ни казалась древесина, она все же представляет собой слоистый материал. Слои древесины не всюду усыхают одинаково: наружные слои высыхают быстрее внутренних. Кроме того, и самые слои усыхают неравномерно: по окружности слоев древесина усыхает больше, чем в поперечном направлении (по направлению сердцевинных лучей). Вдоль же волокон древесина усыхает ничтожно мало и почти не сокращается в объеме при сушке. Концы отрезка древесины усыхают быстрее, чем его средняя часть, так как вода быстрее испаряется через ноздреватый конец (терец) отрезка. Поэтому, когда древесина усыхает, ее наружные слои оказываются растянутыми, так как усадке их мешают внутренние еще невысохшие слои. Это создает напряжения. Если натяжения окажутся слишком сильными, слой лопается. Такой разрыв слоев и вызывает трещины в древесине.
Чем быстрее высыхают наружные слои, тем больше отстают от них внутренние и тем вероятнее появление трещин. Поэтому высушивать древесину нужно медленно и осторожно. Для меньшего растрескивания древесины торцы ее покрывают краской, клеем, смолой, глиной и т. д.
У больших трещин на рыхлом, слоистом бревне (например, на торце сруба стены) стенки не прямые и гладкие, а выпуклые и рубчатые. Рубчатость стенок создается краями разорвавшихся годичных слоев.
Каждый слой смещается против соседнего внутреннего, так как садится больше него. В результате образуется уступ. На отрезке с толстыми слоями он заметен простым глазом на отрезке плотной древесины с мелкими тонкими слоями уступы на глаз мало заметны, и стенка трещины кажется равномерно-выпуклой. Все пиломатериалы, высыхая, уменьшаются в толщину и трескаются. Чем быстрее идет сушка, тем больше трещин. Если оставить сырые доски на солнцепеке и на ветру, они сплошь покроются мелкими густыми трещинами и окажутся непригодными для изготовления столярных изделий. Все пиломатериалы, уменьшившись в объеме при высыхании, определенным образом изгибаются. Такой изгиб их от усушки называют короблением.
Разрезав кряж прямо по сердцевине на две одинаковые половины, получим две пластины(маленькие плашки). Плоская поверхность распила по мере высыхания начинает изгибаться. Годичные слои, усыхая, стягиваются концами к середине, так же как на поверхности трещины. Пластина по обе стороны от середины равномерно сгорбится, неопиленная же ее сторона может дать трещины.
Разрезая кряж несколькими параллельными пропилами, получим ряд досок и два горбыля по бокам. Горбыль опилен с одной стороны, как пластина. Он и коробится, как пластина, горбом в сторону, обращенную к сердцевине. Эту сторону у доски называют правой, а сторону, обращенную к коре, - левой.
Каждая боковая доска, выпиленная сбоку от сердцевины, в средней части имеет неперерезанные дуги годичных слоев со свободными краями. При усушке слои, сжимаясь
краями к середине, согнут эту часть доски, образуя в середине ее горбе правой стороны, как у горбыля или пластины. Коробление будет тем сильнее, чем больше в этой части доски цельных дуг годичных слоев. По этой же причине края этой доски при усушке станут тоньше середины.
Таким образом, при усушке боковой доски ее средняя часть (где цельные слоевые дуги) покоробится и на правой стороне даст горб, а на левой - впадину. Боковые ее части останутся прямыми, но окажутся тоньше.
Средняя доска, выпиленная через сердцевину, изменится от усушки. После усушки эта доска в середине будет толще, а по краям тоньше; она может в общем не искривиться, хотя обе ее поверхности будут горбатыми. Посередине она может дать трещины.
Иногда бревна нарочно разрабатывают так, чтобы полученные из них доски не коробились. Для этого короткие и прямослойные кругляки (чаще всего дубовые) распиливают (или раскалывают). Такую разработку называют мольевой, а самые доски, выпиленные или вытесанные таким способом,- мольем. Каждая из вырезанных досок не коробится, так как все доски будут средними. Понятно, что при такой разработке будет много отходов.
По другому способу из бревна вырезают одну среднюю доску, а из середины каждого горбыля по одной средней доске. Остаются четыре четвертины, с которых постепенно срезают по одиночке - 3, 4, 5, 6 и 7-ю доски, которые тоже очень мало коробятся.
В небольших мастерских таким способом удобно разрабатывать на круглопильном станке небольшие кругляки из ценных пород, так как при такой разработке на всех дощечках появится пестрый красивый узор из сердцевинных лучей.
Если разделать сырой кряж на тонкие доски, то при усушке они очень сильно покоробятся, причем предугадать заранее направление коробления очень трудно. При распиливании кряжа слои чаще всего перерезаются наискось, так как ствол не бывает совершенно прямым, а волокна в слоях очень перекошены. Коробление доски и искривляет ее в разных местах по-разному, отчего поверхность получает всюду разную кривизну. Чем тоньше доска и чем она ближе к горбылю, тем больше на ней появится неправильных местных искривлений - горбов и впадин, хотя в общем она вся изогнется, как было описано выше. Поэтому из свежесрубленного дерева ценных пород тонкие доски не вырезают. Кряж сперва разрезают от середины на толстые брусья и высушивают. Затем от высохших и покоробленных, иногда очень широких, брусьев отпиливают широкие доски, часто не превышающие толщины 18 - 20 мм, не боясь их искривления.
Косослойную доску при усушке, кроме обычного коробления «желобом», всегда «коробит крылом» и иногда так сильно, что торцы доски длиной всего в 2 - Зм изгибаются под прямым углом друг к другу.
Косослойные доски ни в коем случае нельзя ставить на длинные бруски в обвязку рам. Их иногда можно употреблять для изготовления ящиков, при этом нужно учитывать направление перекосов и вырезать стенки ящика из доски так, чтобы перекос, возникающий при короблении, в изделии уравновешивался. Короткие бруски перекошенной доски можно вырезать по направлению перекоса, т. е. с угла на угол. Однако в этом случае теряется много материала и все же нет полной уверенности, что изделие со временем не покоробится.
Больше всего в работе считаются с короблением досок желобом.
Очень часто изготовляют детали, для которых приходится соединить несколько делянок в щит. В щите делянки склеиваются боковыми кромками с помощью клея. При этом прочность клеевых соединений примерно такая же, как и цельной древесины. Коробление каждой делянки вызывает соответствующее коробление всего щита. Поэтому в каждом случае делянки надо собирать в щит с учетом направления в них слоев.
Каждая древесная порода усыхает, а значит, коробится и трескается по-своему - одна больше, другая меньше. Имеются точные научные данные, насколько усыхает каждая порода и как она коробится. Однако для практической работы точно учитывать насколько усохнет материал, почти нет надобности. Нельзя лишь забывать, что он хоть немного, да усохнет, и необходимо считаться с этим. Надо также знать, какая порода усыхает больше, какая меньше и какие усыхают одинаково.
Однако внешних признаков, по которым можно было бы сразу определить, насколько будет усыхать и коробиться та или иная древесина, почти нет.
Древесину груши, например, на взгляд трудно отличить от древесины яблони даже привычному человеку. Усыхает же груша совсем мало и почти не коробится, в то время как яблоня очень сильно усыхает, коробится и трескается.
На практике надо руководствоваться следующим: твердые, плотные, тяжелые, легко раскалывающиеся и ярко окрашенные породы (за редким исключением) усыхают, коробятся и трескаются сильнее, чем слабые, мягкие, рыхлые, плохо раскалывающиеся.
Высыхание древесины и изменение ее формы от коробления не окончательные. Сухая древесина в сыром помещении снова увлажняется и разбухает. Поэтому изготовлять столярные изделия нужно так, чтобы каждая широкая деталь могла сжиматься (от усушки) или расширяться (от разбухания), не портя самого изделия.
Древесина всегда как бы «дышит», т. е. то сожмется при высыхании, то, наоборот, расширится при увлажнении. Первоначально такие изменения объема происходят более резко. Постепенно они уменьшаются и ослабевают - древесина, как говорят, «выстаивается». Древесина, выдержанная в сухом, теплом помещении около пяти лет, хотя очень мало изменяет форму, все же в нашем климате содержит 9-14% влаги и еще способна разбухать и усыхать. Чтобы древесина еще лучше сохранила форму, ее пропаривают или пропитывают разными составами. Изделия же покрывают лакокрасочными материалами, задерживающими проникновение влаги в древесину. Их красят масляными красками, лакируют, полируют, покрывают нитролаками и т. п.
Кроме усушки, коробления и разбухания, древесина имеет и иные, не менее важные свойства. Сухая древесина не пропускает электричества, легко загорается; от продолжительного нагревания до 120 и иногда даже до 100 градусов сначала буреет (подгорает), а затем обугливается. В воде долгое время плавает; постепенно и очень медленно пропитывается водой и тонет. От прямого солнечного света древесина «выгорает» - утрачивает яркость и пестроту окраски, меняет цвет (блекнет, темнеет и сереет), делается мягкой и хрупкой и постепенно разрушается, если ее не покрыть каким-либо слоем, не пропускающим воздуха (краской, лаком, политурой и т. п.).
Долго пробывшая в воде (лет 75-100) дубовая древесина твердеет и делается совсем черной. Ольха и береза тоже сильно темнеют в стоячей воде. Древесину можно окрасить различными способами в другие цвета. Одна порода окрашивается сильнее и лучше, другая принимает окраску с трудом. Но всякая сухая древесина, как правило, окрашивается лучше, чем сырая. Всякую сырую древесину можно распарить, разварив в кипятке или пропитав горячим паром. Обыкновенно ее пропаривают в особых парильных камерах.
Распаренная древесина становится совсем мягкой и легко изгибается. При высыхании она прочно удерживает сообщенную ей в распаренном виде форму. Если самую мягкую и рыхлую древесину распарить и спрессовать под очень сильным давлением (специальным прессом), а затем высушить, то она делается плотной тяжелой и твердой, как кость. Обработанная таким образом тонкая липовая доска тверже граба, а при ударе издает тонкий, почти металлический звук. Из наших пород хорошо распаривается и гнется древесина бука, вяза, береста, дуба, березы, клена и многих других пород.
Всякий кусок дерева можно расколоть по длине волокон на части. Замечено, что твердые, упругие породы вообще раскалываются легче мягких. Легче расколоть дерево от вершинного торца к комлю, чем наоборот. Отрезанный от сухого бревна кусок легче расколоть со стороны нового торца к старому, чем, наоборот, от старого торца к новому.
Каждая порода отличается от других и имеет свои свойства. Кусок древесины одной породы, например сосны или осины, с одного удара раскалывается топором на гладкие и ровные части. Такой же кусок вяза или карельской березы можно расколоть лишь с помощью нескольких клиньев, с трудом разрывая перепутанные волокна. Одна порода (например, граб, клен, акация) при сильном изгибе сгибается, а по освобождении выпрямляется, как пружина, другая (например, ольха, тополь) ломается при самом незначительном изгибе. Древесина таких пород, как, например, ива, каштан, липа, осина, настолько мягка, что на ее гладкой поверхности легко процарапать ногтем заметный след, а древес! на, например, бакаута, саксаула, фисташкового дерева по твердости почти равняется кости. |Одну породу можно выстрогать гладко, как стекло (клен, орех), другая не сглаживается вполне даже самым острым резцом (вяз, карагач). Одна порода легко и чисто полируется (груша, ольха), другая с большим трудом принимает полирование (дуб, липа). Есть породы такие тяжелые, что тонут в воде даже высушенными (бакаут, железная береза), другие же в несколько раз легче их.
При обработке древесины надо считаться со свойствами каждой древесной породы. Поэтому хороший мастер должен не только знать свойства распространенных пород, по и определять породу древесины с первого взгляда.
Твердость древесины легко определить, сострогав с торца куска стружку или сильно ударив по нему молотком. Чем легче строгается древесина поперек волокон или мнется от удара, тем она мягче.
Плотность материала определяют, царапнув поперек волокон доски чем-либо твердым - шилом, углом стамески и т. п. или просто ногтем. Чем равномернее остается след, тем плотней и однообразней строение древесины.
Вязкость и упругость материала определяют по отколотой тоненькой лучинке или толстой стружке - чем трудней расщепить лучинку или срезать стружку, тем вязче материал.
Крепость древесины достаточно верно определяется ее цветом, весом и звуком. Чем ярче окраска, резче рисунок волокон и яснее блеск у гладкого раскола или чисто выстроганной поверхности, тем крепче древесина. Чем тяжелее вполне просушенная древесина, тем она крепче. Чем звонче и чище звук от доски, если взять ее за конец свободно на провесе и ударить по ней, тем крепче и тверже древесина.
Остановимся на характеристике свойств древесины отдельных пород, наиболее у нас распространенных.
 

Добавить комментарий

« Пред.   След. »
Техника
Техтворчество
Машины
Курьезы
История техники
Непознанное
НЛО
   
designed by sportmam