Пороки древесины: классификация и признаки. Что такое пороки древесины?

• Местная крень. Или прожилковая. Дуги, полоски, проходящие через годовые кольца.
• Сплошная крень. Пятна сплошного потемнения, захватывают более 50 процентов по площади, располагаются слева или справа от центра поперечного спила.

• Волокнистая свилеватость. В ходе волокон можно наблюдать некоторую упорядоченность.
• Путаная свилеватость. Древесные волокна располагаются абсолютно неупорядоченно.

Пороки формы ствола

ГОСТ определяет следующие дефекты формы:

1. Сбежистость. Сбег – плавная убыль радиуса ствола. Сбег в норме — снижение диаметра ствола на 1 см на одном метре его длины. Если величина сбега выше нормативной, говорят о высокой сбежистости.
2. Овальность. Этот порок определяют у лесоматериалов, если соотношение меньшего и большего диаметра поперечного сечения ствола меньше, чем 1:1,5.
3. Нарост. Локальное изменение толщины ствола. В тканях нароста определяются рельефные разводы разнообразной формы.
4. Кривизна. Степень отклоненности продольной оси ствола (пиломатериала) от прямой. Практически не бывает у елей, тополей, дубов, пихты.

Трещины

Ниже перечислены дефекты древесины.

1. Метиковая. Располагается радиально от центра ствола, протяжена по всей его длине. Могут быть простыми и сложными.
2. Морозная. Идет по радиусу из заболони в ядро. Появляется в живом дереве при низких температурах. Протяженная.
3. Отлупная. Возникнув в ядре, проходит между слоями ежегодного прироста.
4. Трещина усушки. Может появиться при некачественной сушке, менее протяженная, чем морозные и метиковые трещины.
5. Боковая трещина. Выходит либо только на боковую поверхность изделия, либо на боковую поверхность и торец.
6. Торцевая трещина. Выходит только на торец, боковые поверхности не задеты.
7. Неглубокая трещина. Для лесоматериала: не превышает 1/10 диаметра торца и 7 см. Для пиломатериала: не больше 5 мм. Насквозь не проходит.
8. Глубокая трещина. Превышает параметры неглубокой трещины, несквозная.
9. Сквозная трещина. Имеет два выхода.
10. Сомкнутая трещина. Меньше либо равна 1 мм.
11. Разошедшаяся трещина. Её ширина больше 1 мм.

Дефекты формы ствола

Сбежистость

Все бревна постепенно уменьшаются в диаметре от конца бревна к вершине — эта естественная усадка называется фугованием. Однако если диаметр срубленного бревна уменьшается более чем на 1 см на метр, то это дефект, называемый сбегом. Он чаще встречается на лиственных деревьях, чем на хвойных. Ненормальное сужение бревна увеличивает объем отходов при промышленной обработке; сбег также вызывает радиальный наклон волокон в досках и брусьях, что считается пороком древесины.

Закомелистость

Это проявление скважности, когда диаметр аномально увеличивается только в нижней (задней) части бревна. Такой дефект можно предположить, если диаметр конца ствола превышает диаметр остальной части ствола (на расстоянии 1 м от продолжения) более чем в 1,2 раза. В зависимости от формы отверстия стебля различают округлую (правильную) и ребристую (неправильную) кривизну основания стебля.

Округлый и ребристый ствол закомелистости.

Овальность

Дефект, вызывающий овальное поперечное сечение туловища. Это происходит в том случае, если наибольший диаметр фрагмента ствола как минимум в 1,5 раза больше наименьшего диаметра. Окостенение ствола не только затрудняет дальнейшую обработку ствола, но и приводит к внутренним дефектам, таким как сломанная или вытянутая древесина.

Наросты

Это всевозможные локальные утолщения, которые возникают на стволе и реже на ветвях. Под слоем коры они могут иметь конические бугорки (характерные для кроны) или гладкую поверхность (характерную для седла).

Из-за своей формы, твердости и структурных аномалий сучковатая древесина не подходит для стандартных процессов деревообработки. Тем не менее, благодаря своей уникальной текстуре, сучковатая древесина является ценным сырьем для художественных и декоративных изделий, а также используется для изготовления шпона в промышленной деревообработке.

Подробнее об особых свойствах кусковой древесины читайте в нашей статье «Как отличить ветку от сучка».

Кривизна

Это называется изгибом древесины вдоль ствола дерева. Часто это происходит после потери верхушечного побега, когда дерево продолжает расти на боковой ветке. Кривизна также вызвана естественным стремлением дерева к большему освещению или ростом на склоне. Кривизна стебля может быть простой (один изгиб) или сложной, с несколькими изгибами.

Искривление ствола: простое и сложное

Пороки строения древесины

Наклон волокон (косослой)

Кривизна волокон или неокривизна волокон — это распространенный дефект древесины, характеризующийся отклонением направления волокон от продольной оси ствола. Существует два типа изгиба древесных волокон: тангенциальный и радиальный.

• Тангенциальный (природный) косослой характеризуется винтовым расположением волокон. Обнаруживается на боковой поверхности круглых лесоматериалов.
• Радиальный (искусственный) косослой возникает в результате распиловки кривых бревен. Проявляется на поверхностях досок и бруса в виде кривых волокон, расположенных под углом к ребру сортимента.

Поперечный (естественный) волокнистый шаг в сосне, радиальный (искусственный) в досках и натуральный.

Наклон волокон снижает прочность пиломатериалов, увеличивает усадку в продольном направлении и приводит к короблению обточенных досок.

Свилеватость

Экспандированный или просто экспандированный — это скрученное или хаотичное расположение волокон древесины. Эта особенность наиболее характерна для лиственницы и встречается в двух вариантах:

• Волнистая свилеватость – волокна упорядочены друг относительно друга и имеют волнообразную форму.
• Путанная свилеватость – волокна расположены хаотично, на срезе имеются характерные «червоточинки»; встречается главным образом в древесине каповых наростов.

Пепельная прическа (слева) и березовая прическа (справа).

Разбухшую древесину трудно обрабатывать, но она высоко ценится за свою красивую и нетрадиционную текстуру. Местное искривление годовых колец, которое часто путают с набуханием, называется скручиванием. Несмотря на сходство, они представляют собой отдельную группу жуков.

Крень

Дефект в виде мнимого утолщения и потемнения поздней древесины (более темные годовые кольца). Он возникает на изогнутых частях дерева (ветвях и стволах), которые обращены к земле. Наиболее часто встречается на хвойных деревьях, особенно ели и пихте, а также на деревьях на склонах.

Можно выделить два типа коронок:

• местную – она возникает из-за непродолжительных изгибов ствола и проявляется в виде узких несплошных дугообразных участков с потемнениями;
• сплошную – возникает на торцах стволов, подвергавшихся длительному изгибу.

Древесные кроны: местные (1) и сплошные (2).

Вдоль продольного сечения древесины и в шпоне корона выглядит как более темная полоса. Полость очень твердая и придает древесине устойчивость к давлению и статическому изгибу. Однако он также снижает прочность на разрыв, значительно увеличивает усадку вдоль волокон и способствует растрескиванию и продольному короблению досок и клееного бруса. Зона наклона также значительно снижает водопоглощение древесины, что затрудняет последующую обработку пропитывающими средствами.

Поражения грибами

Ядровые пятна

Дефект в виде неестественного обесцвечивания древесины в средней части ствола, вызванный деятельностью грибков, вызывающих обесцвечивание древесины. Встречается у растущих деревьев всех пород, рост дефекта прекращается при обрезке ствола. Цветовые вариации варьируются от естественного цвета древесины (коричневого или красновато-коричневого) до типичных цветов грибов, таких как темно-фиолетовый или черный.

Грибковые пятна и полосы на сосне (1) и березе (2)

Изменение цвета, вызванное грибками морилки для дерева, не влияет на долговечность древесины. Конечно, это повлияет на внешний вид древесины, но проблему неприглядных пятен можно легко решить с помощью отбеливающих средств.

В отдельной статье вы узнаете больше о том, какими бывают отбеливатели для древесины и как правильно их использовать.

Следует также отметить, что грибковые пятна — это не только эстетическая проблема. Если ничего не предпринимать, древесина, пораженная дереворазрушающими грибками, начнет впитывать больше воды, создавая благоприятную среду для роста дереворазрушающих грибков, что, в свою очередь, является серьезной проблемой.

Ядровая гниль

Он возникает в толще растущих деревьев из-за действия вредных грибков. Существуют различные типы гниения сердца.

• Пестрая ситовая гниль — характеризуется множественными мелкими светлыми или желтоватыми пятнышками, вытянутыми вдоль волокон, которые хорошо обнаруживаются на красновато-буром фоне ядровой части пораженной древесины. Древесина долго сохраняет цельность и прочность, но по мере прогрессирования начинает разрушаться, приобретая характерную ячеистую или волокнистую структуру — теряет твердость, легко расщепляется. Пестрая ситовая гниль встречается у хвойных и лиственных пород.
• Бурая трещиноватая — гниль, при которой пораженная древесина приобретает бурый цвет и характерную трещиноватую структуру. По мере деградации древесина распадается на прямоугольные кусочки, которые легко разламываются и перетираются. Данному виду гнили подвержены все виды древесных пород.
• Белая волокнистая — гниль светло-желтого или белого цвета, иногда с проявлением характерных черных извилистых прожилок, создающих рисунок, напоминающий мраморную фактуру. Из-за своего внешнего вида, пораженная древесина цениться как сырье для поделок и небольших отделочных деталей, например, накладок для ножей.

Сердцевинная гниль сосны: 1. пятнистая сетчатая гниль; 2. коричневатая гниль из трещин; 3. белая волокнистая гниль.

Заболонные окраски

Обесцвечивание древесины, вызванное грибками, поражающими древесину. Распространенными типами таких пятен являются:

• синева — серые, синеватые или зеленоватые очаги на поверхности дерева, уходящие вглубь его структуры;
• цветные заболонные пятна — выкрасы оранжевых, розовых, светло-фиолетовых или коричневых цветов.

Различные виды окраски древесины.

ДЕФЕКТЫ ОБРАБОТКИ

Вторичные дефекты, вызванные неправильной/непрофессиональной обработкой пиломатериалов. В результате получаемая древесина имеет дефекты, а ее качество значительно снижается. Наиболее важными дефектами обработки являются:

• Наличие большого количества обзола – участки коры на боковых поверхностях и пластях обрезного пиломатериала, затрудняющие использование и увеличивающие отходы при монтаже. При превышении нормы по ГОСТу – снижает сортность пилопродукции.
• Риски – глубокие периодически повторяющиеся следы на поверхности изделий, оставленные режущей частью инструмента.
• Мшистость, ворсистость поверхности.
• Задиры – приподнятые частично отделенные участки древесины с защепистыми краями.
• Выщербины – мелкие углубления на поверхности.
• Волнистостость.
• Непростроги.
• Подпалы.
• Существенное отклонение от заявленных габаритов.
• Рваный торец и другие.

Отдельной группой дефектов обработки (вторичных дефектов) является коробление. Это изменение формы пиломатериала, вызванное распиловкой, естественной сушкой или неправильным хранением. Разделение может быть:

• простая – продольная по пласти с одним изгибом;
• сложная – продольная по пласти с несколькими изгибами;
• продольная по кромке – изменение формы изделия в плоскости, параллельной пласти;
• поперечная – изгиб по ширине;
• крыловатость (винтовая покоробленность) – спиральная покоробленность по длине.

К вторичным порокам древесины также относятся включения инородных тел. Они встречаются редко и свидетельствуют о наличии инородных тел (проволока, гвоздь, камень, шарик и т.д.) в распиленной древесине. Такие дефекты затрудняют обработку, а в некоторых случаях (если их вовремя не обнаружить) могут привести к поломке инструмента и даже к серьезным травмам персонала, работающего с инструментом.

ПОКОРОБЛЕННОСТИ

Коробление — это деформация пиломатериалов во время распиловки, сушки или хранения.

Коробление во время сушки происходит из-за разного высыхания материала в тангенциальном и радиальном направлении. Коробление может быть косвенным признаком других дефектов, таких как перекос, коробление, сучки и т.д. Во время сушки участки древесины быстрее теряют влагу. Объем уменьшается быстрее, чем в участках сердцевины, расположенных ближе к сердцу, которое изгибается в сторону сердцевины. Степень дефектности варьируется в зависимости от влажности древесины.

Коробление может быть результатом остаточных напряжений в древесине во время распиловки (происходит при фрезеровании и распиловке доски).

Этот дефект затрудняет использование древесины. В тяжелых случаях это приводит к полной непригодности изделий. Это затрудняет лесозаготовки и снижает выход годной древесины.

Чтобы избежать деформации, плиты сушатся под давлением после специально подобранного цикла сушки, который не вызывает высоких напряжений внутри изделия. Остаточное напряжение снимается дополнительной термо- и влагообработкой.

При сварке деревянных деталей учитывается возможность коробления.

Замер коробления

• Продольное коробление — замеряют по соотношению наиболее длинной стрелы прогиба и длины коробления (выражают в процентах).
• Поперечное коробление — замеряют по соотношению максимальной стрелы прогиба и ширины пиломатериала (выражают в процентах).
• Крыловатость — замеряют по максимальному отклонению поверхности детали от требуемой плоскости.

Коробление фанеры измеряется с помощью линейки, расположенной по диагонали панели (выражается в сантиметрах на погонный метр длины диагонали).

Типы коробления

• Продольное (по пласту). Доски загибаются в сторону широкой плоскости. Различают простое продольное (1 изгиб) и сложное продольное (более 1-го изгиба) коробление.
• Продольное по кромке. Загибание доски в сторону кромки.
• Поперечное. Деформирование материала в поперечном сечении, которое зависит от места выпиловки детали: края досок загибаются в сторону заболони; сечение брусков, годовые слои в которых расположены диагонально, принимает форму ромба; у пиломатериалов, которые выпилены из ядровой древесины, края сужаются и становятся тоньше центральной части детали.
• Крыловатость (винтовое коробление). Спиралевидное коробление по длине пиломатериала. Возникает при ускоренной сушке из-за разной скорости выхода влаги в разных частях детали. Крыловатостью называют кручение круглых лесоматериалов, которое является следствием другого порока (например, косослоя).

Какие бывают трещины?

Эта ошибка параллельна росту волокон. Это одна из основных причин снижения качества пиломатериалов. Трещины значительно снижают прочность древесины и ее способность выдерживать большие нагрузки.

Они также увеличивают возможность проникновения в древесину влаги, плесени и грибков. Существует классификация трещин, которые можно разделить на следующие категории:

• глубокие (более 1/10 диаметра торца ствола, превышающие 7 см) и неглубокие (все, что меньше этих параметров);
• сомкнутые (не более 1 мм в ширину) и разошедшиеся (могут быть шире указанного);
• торцевые и боковые – название указывает на место расположения дефекта;
• сквозные – выглядят как отверстия, просматривающиеся с двух сторон.

Также обнаружены метановые трещины, исходящие из центра ствола. Особенно часто они встречаются на соснах и лиственницах. Их длина может достигать 10 метров и более. У больших пней они видны только на концах. Эти дефекты вызваны ростом дерева, но также могут быть вызваны механически, в результате спиливания и удара о землю.

Когда материал высыхает, трещины становятся больше.

Повреждения от мороза начинаются в заболони и заканчиваются в сердцевине и вызываются резким изменением температуры в холодное время года. Они часто встречаются на лиственных деревьях и реже на хвойных. По внешнему виду они напоминают молнию. По краям часто видны цилиндры, а кора явно регенерировала.

Между годовыми кольцами появляются трещины. Появление такого рода проблем может быть напрямую связано с гниением или появлением водяного слоя. Такие дефекты также возникают при резких переходах между слоями.

Усадочные трещины возникают под действием внутренних напряжений. Они распространяются с боков, а затем уходят вглубь, следуя радиальным линиям. Они обычно имеют меньший размер и глубину, чем мерзлотные и морозные трещины. Они также могут быть вызваны неравномерным высыханием продуктов.

Обзор видов сучков на стволе

Все существующие сорта можно классифицировать по определенным признакам:

• по месту выхода – в торце, в кромке, в ребре или в толще пиломатериала;
• по состоянию сучка – он может быть здоровым либо уже пораженным (гнилым, загнившим, табачным);
• по форме – овальный, круглый, продолговатый и вытянутый по сечению;
• по расположению – одиночные или групповые;
• по типу выхода – сквозные, заросшие, односторонние.

Узлы — распространенный порок. Их количество напрямую зависит от условий выращивания. У теневыносливых видов больше узлов, как и у экземпляров, растущих свободно. Кроме того, количество ветвей увеличивается ближе к вершине ствола. Влияние сучков на конкретные механические свойства материала зависит от конкретного дефекта, его положения в пространстве, размера и общего состояния.

Здоровые, круглые образцы вызывают меньше всего проблем, в то время как узловатые и сгруппированные образцы считаются более серьезными дефектами.

Описание других дефектов

Могут быть обнаружены вторичные проблемы, которые в некоторых случаях затрудняют механическую обработку. Эти дефекты могут быть физическими по своей природе, но также могут быть вызваны неправильным сбором урожая или хранением в неподходящих условиях.

Химические окраски

В процессе обработки могут попадаться участки древесины, которые значительно отличаются по цветовому тону от других. Неравномерная окраска обусловлена окислением танинов. Обычно эти участки располагаются на глубине 1-5 мм в поверхностных слоях. Хотя оттенок меняется, это не влияет на важные механические свойства. Кроме того, пятна постепенно исчезают по мере высыхания, поэтому с эстетической точки зрения дефект можно считать незначительным.

Покоробленность

Раскол — это изменение формы древесины. Он может сгибаться, скручиваться или раскачиваться. Проблема возникает из-за неправильной и неравномерной сушки, которая создает внутренние напряжения. Коробление может происходить несколькими способами:

• тангенциально, по направлению годовых колец;
• продольно – параллельно волокнам;
• радиально – по сердцевинным лучам.

Деформированный материал непригоден для использования в целом виде. Помимо неправильной формы, внутри остаются остаточные напряжения даже после полного высыхания.

От вредителей и болезней

Биологические факторы очень разные. К ним относятся как насекомые, так и грибковые заболевания, поражающие деревья. При несоблюдении техники хранения могут возникнуть проблемы. Жуки, термиты и личинки быстро размножаются при температуре +18-20 градусов и влажности 60-80 %. Они оставляют червоточины, которые оставляют многочисленные отверстия в древесине.

Если таких повреждений много, материал разрушается и становится непригодным для использования. Червоточины могут быть поверхностными, средними или глубокими; некоторые могут проходить сквозь них. Эти дефекты снижают прочность древесины. Кроме насекомых существуют и другие вредители. На стволах можно обнаружить полости, оставленные птицами, и повреждения коры.

Некоторые вредители растений также оказывают негативное влияние на состояние древесины.

Грибковое поражение делится на два типа:

• разрушающие – питаются лигнином или целлюлозой, постепенно разъедают клеточную структуру;
• окрашивающие – потребляют органические вещества и выделяют фермент, изменяющий оттенок древесины, при этом разрушают ее в меньшей степени, чем первая разновидность.

Наличие грибка часто можно распознать по внешним признакам. К ним относятся появление плесени, пятен и разводов нехарактерного цвета, гниение и изменение цвета древесины. В случае сильного заражения в стволе могут появиться большие полости. Некоторые дефекты сразу видны при визуальном осмотре, другие можно обнаружить только в процессе обработки. Для получения более точной информации используются такие технические средства, как рентгеновское излучение, обследование дефектов гамма-лучами, акустические методы и фотоэлектрические испытания.