Древесина сосны обладает средней плотностьюи довольно высокой прочностью. Она стойка к гниению и поражению грибком. В производстве мебели эта древесина особо ценна в результате малого количества сучков и незначительного изменения диаметра по длине ствола. Древесина сосны обладает высокой прочностью, что дает возможность использовать ее для возведения разнообразных конструкций.
Сосновая доска является наиболее распространенным строительным материалом. Не только, благодаря большим площадям лесов, но и в результате своих отличных качеств. Этот материал используется как в строительстве домов, так и для сооружения кораблей.
Сосновый брус - это очень популярный на сегодняшний день пиломатериал. Он характеризуется достаточно привлекательным внешним видом. Он обладает отличными тепло- и звукоизолирующими свойствами, а также довольно высокой прочностью, но при этом малым весом.
Ассортимент производимой из сосны мебели достаточно широк: комплекты для прихожей, спальные и кухонные гарнитуры, столы со стульями, офисная мебель. И это неудивительно, потому что мебель из сосновой древесины отличается красотой, практичностью и долговечностью.
Могучие, высокие и стройные сосны являлись отличной базой для постройки мощных судов, которыми известна Россия. Отсюда и название - корабельная сосна. Сосновые леса в старину называли «корабельными рощами», а сами суда - «плавучими соснами». В корабельных рощах сосны вырастают до 40 м и практически до 50 см в диаметре. В прошлом корабельные мастера интенсивно применяли сосновую смолу для пропитки канатов, парусов, осмолки пазов на кораблях и лодках.
Области применения сосны
Сосна обладает наиболее активным смоляным аппаратом среди хвойных таежной зоны. Поэтому она широко используется для прижизненного получения древесной смолы - живицы - путем подсочки.
В последние десятилетия расширяется получение пневого осмола, то есть канифоли и экстракционного скипидара (несколько отличающегося по составу от скипидара живичного), из оставшихся на вырубках сосновых пней.
Сосна служит основным объектом лесозаготовительной, деревообрабатывающей промышленности, поскольку сосновая древесина широко используется в строительстве, мебельном, тарном и многих других производствах, в лесохимии для гидролиза и получения целлюлозы.
Сосна выделяет в воздух много смолистых веществ, что делает ее одной из наиболее активных фитонцидных пород наших лесов.
Применение древесины сосны очень разнообразно. Она использует-ся в строительстве в качестве конст-рукционных и отделочных материалов, машиностроении, мебельном произ-водстве, железнодорожном транспор-те, тарном производстве, для крепле-ния горных выработок и др. Широко используется как сырье для химиче-ской переработки с целью получения целлюлозы, кормовых дрожжей. Из сосны добывают живицу, хвою сосны используют для получения биологиче-ски активных веществ.
| Научная классификация | Физические свойства | ||
| Домен: | Эукариоты | Средняя плотность: | 520 кг/м³ |
| Царство: | Растения | Пределы плотности: | 300-860 кг/м³ |
| Отдел: | Хвойные | Продольная усадка: | 0,4 % |
| Класс: | Хвойные (Pinopsida Burnett , 1835 ) | Радиальная усадка: | 4 % |
| Порядок: | Сосновые | Тангенциальная усадка: | 7,7 % |
| Семейство: | Сосновые | Радиальное набухание : | 0,19 % |
| Род: | Тангенциальное набухание : | 0,36 % | |
| Международное научное название | Прочность на сгиб: | 80 Н/мм² | |
|
Pinus L. , 1753 |
Прочность на сжатие: | 45 Н/мм² | |
| Типовой вид | Предел прочности: | 100 Н/мм² | |
|
Pinus sylvestris — Сосна обыкновенная |
Топливные свойства | ||
| 4,4 кВт.ч/кг | |||
Породы и виды сосны
| Ducampopinus | Strobus | Pinus | |
|---|---|---|---|
|
|
|
Полезные таблицы
Содержание различных элементов в древесине хвойных пород
Нормативная сопротивляемость чистой древесины сосны и ели
| Вид сопротивления и характеристика элементов, находящихся под нагрузкой | МПа (кгс/см²) |
| Сопротивление статическому изгибу R 1 : | |
| для элементов, изготовленных из круглого леса с неослабленным поперечным сечением | 16 (160) |
| для элементов с прямоугольным сечением (ширина 14 см, высота - 50 см) | 15 (150) |
| для остальных элементов | 13 (130) |
| Сопротивляемость сжатию R сж и поверхностному сжатию R п.сж. : | |
| R п.сж. вдоль волокон | 13 (130) |
| в плоскости, паралельной направлению волокон R п.сж.пл. | 1,8 (18) |
| Сопротивление сжатию местной поверхности R п.сж. : | |
| поперек волокон в опорных местах конструкции | 2,4 (24) |
| в опорных зарубках | 3 (30) |
| под металлическими подкладками (если углы приложения силы 90...60º) | 4 (40) |
| Сопротивляемость растяжению вдоль волокон R раст.в. : | |
| для элементов с неослабленным поперечным сечением | 10 (100) |
| для элементов с ослабленным поперечным сечением | 8 (80) |
| Сопротивляемость раскалыванию вдоль волокон R раск.в. | 2,4 (24) |
| Сопротивляемость раскалыванию поперек волокон R раск.п. | 1,2 (12) |
Технические характеристики сосны
| Характеристика | Значение |
| Плотность | 513кг/м3 |
| Плотность в свежесрубленном состоянии | 625 кг/м3 |
| Жесткость в свежесрубленном состоянии, кг/см2 | 79 |
| Жесткость в сухом виде, кг/см2 | 109 |
| Удельный вес | 0,51 |
| Предел прочности при статическом изгибе, Мпа | 71,8 |
| Предел прочности при сжатии вдоль волокон, Мпа | 34,8 |
| Предел прочности при растяжении вдоль волокон, Мпа | 84,1 |
| Предел прочности при скалывании вдоль волокон, Мпа: | |
| в радиальном направлении | 6,2 |
| в тангенциальном направлении | 6,4 |
| Твердость, Н/кВ.мм: | |
| Торцовая | 23,4 |
| Радиальная | 21,6 |
| Тангенциальная | 20,7 |
| Модуль упругости при статическом изгибе, Гпа | 8,8 |
| Удельная работа при ударном изгибе, Дж/см3 | 1,6 |
| Усушка, %: | |
| В продольном направлении | 0,4 |
| В тангенциальном направлении | 6-8 |
| В радиальном направлении | 3-4 |
Данные при 12% влажности; 1 МПа = 1 Н/мм2
На торцевом срезе древесины сосны хорошо заметны годичные слои, так как летняя часть слоя имеет более темную окраску, чем ранняя, весенняя. Это происходит потому, что весенние трахеиды тонкостенные, с большой внутренней полостью, заполненной водой, а в летней древесине трахеиды имеют толстые стенки, узкую внутреннюю полость, в этой древесине появляются смоляные ходы.
Физические свойства
К физическим свойствам древесины относятся ее плотность, влажность, теплопроводность, звукопроводность, электропроводность, стойкость к коррозии (то есть способность противостоять действию агрессивной среды), а также ее декоративные качества (цвет, блеск, запах и текстура). – это отношение ее массы к объему, измеряемой в г/см3 или кг/м3. Зависит этот показатель от , возраста, условий роста, ее влажности. Нет необходимости вдаваться в подробности изучения данного показателя; достаточно знать, что древесина, отличающаяся большей плотностью, служит гораздо дольше и менее подвержена необратимым изменениям, чем менее плотная (однако следует учесть, что для чистоты сравнительного анализа измеряют на образцах влажностью 15 %). Самая большая плотность у дуба, далее по убывающей следуют: , клен, лиственница, бук, орех, сосна, липа, ель, пихта.
Влажность лесоматериалов, используемых в строительстве и при изготовлении деревянных изделий, является показателем ее качества и долговечности. На практике различают: комнатно-сухую древесину, с влажностью 8–12 %; воздушно-сухую искусственной сушки, с влажностью 12–18 % (эти два вида древесины получают путем сушки пиломатериалов в сушильных камерах); атмосферно-сухую естественной сушки, с влажностью 18–23 % (получают в результате продолжительного хранения лесоматериалов, уложенных штабелями на прокладках в сухих, проветриваемых помещениях или под , без допуска воздействия прямых солнечных лучей), влажную древесину, с влажностью более 23 %.
Чем меньше показатель влажности древесины, тем меньше она подвержена гниению. Однако не следует стремиться использовать лесоматериалы наименьшей влажности. Дело в том, что очень гигроскопична: она легко отдает переизбыток влаги при повышении температуры и уменьшении влажности окружающей среды и с такой же легкостью впитывает влагу при снижении температуры и повышении влажности окружающей среды. Это неминуемо приводит: в первом случае – к усушке древесины (уменьшению ее объемных размеров); во втором случае – к ее разбуханию (увеличению объемных размеров). И усушка, и разбухание изменяют объемные размеры деревянной детали неодинаково в различных направлениях; результат этого – коробление древесины, деформация деревянных конструкций, что в конечном счете приводит их в негодность. Самый простой способ предупреждения коробления – , влажность которой в момент использования соответствует эксплуатационной влажности.
Теплопроводность, звукопроводность. Деревянные или бруса хорошо удерживают тепло. Здоровая древесина способна хорошо распространять звук вдоль волокон: если после удара по комлевой части бревна, доски или бруса слышится чистый звенящий звук, то это говорит о высоком качестве древесины; прерывистый, глухой звук свидетельствует о ее загнивании.
Коррозионная стойкость древесины очень важна для строений и изделий, из нее изготовленных, особенно тех, которые эксплуатируются в основном под открытым небом.
Следует отметить, что хвойные породы более стойки к коррозии по сравнению с лиственными, поскольку хвойная древесина пропитана природными смолистыми веществами.
Цвет, блеск, запах и текстура являются физическими свойствами древесины, позволяющими визуально определить ее породу.
Цвет способен указать на качество. Например, синеватая окраска хвойной древесины свидетельствует о начальной стадии загнивания (цвет здоровой сосны – от коричневато-желтого в зонах, насыщенных смолой, до светло-желтого; цвет ели – от светло-желтого до белого); черные и темно-коричневые пятна на буковой древесине – признак загнивания (цвет здорового бука – от желто-бежевого до розовато-бежевого).
Свидетельствовать о пороках древесины может и изменение запаха: если в помещении, где хранится древесина бука, ощущается стойкий запах прелой листвы, а запах в помещении, где хранятся сосновые лесоматериалы, затхлый, – это явный признак процессов гниения.
Текстура древесины зависит от распила, а механическая прочность тех или иных досок или брусков зависит от вида разреза (рис. 6).
Рис. 6. Составные части поперечного распила ствола и текстура древесины на трех разрезах: а – составные части поперечного распила ствола: 1 – лубяной слой коры; 2 – камбий; 3 – заболонь; 4 – ядро; 5 – сердцевина; 6 – сердцевидные лучи; б – текстура древесины сосны на трех разрезах: 1 – на поперечном; 2 – на радиальном; 3 – на тангентальном.
Но и цвет, и блеск, и текстура имеют чисто декоративное значение.
Древесина
Имеет волокнистую структуру, и свойства ее во многом определяются плоскостью среза. Выделяют три основных среза: поперечный, или торцевой (поперек волокон), радиальный - по оси ствола и тангенциальный - также вдоль ствола, но не в осевой плоскости.
Следует иметь в виду, что бруски и доски радиального среза меньше подвержены короблению. Ниже приведены краткие характеристики основных пород древесины. Сосна - наиболее широко используемая порода . Ее достоинства - легкость и достаточно высокая прочность, недостатки - сучковатость, смолистость и трудность декоративной отделки. Применяют сосну для изделий идущих под оклейку шпоном ценных пород, под отделку текстурованной бумагой, и для деталей, не требующих отделки. Ель - по прочности уступает сосне. Ее достоинство - равномерный белый, долго сохраняющийся .
Ель обладает меньшей смолистостью, поэтому лучше, чем сосна, поддается склеиванию и отделке. - однородна по строению, прочна и очень хорошо отделывается. Благодаря белому цвету она легко окрашивается даже в самые нежные тона. Ее отделывают под орех, красное и черное дерево.
Недостаток березы - деформация под влиянием переменной влажности воздуха. Ольха - имеет однородную структуру, мягка очень хорошо поддается обработке, а также отделке под орех, красное дерево, мореный клен. Бук - вязкая и довольно твердая порода древесины, но дает значительную усушку и сильно коробится. Буковый шпон имеет красивую структуру, легко отделывается и широко применяется для фанерования изделий из сосны и ели. Дуб - твердая и прочная порода.
Применяется для изготовления наиболее ответственных деталей, несущих значительные механические нагрузки. Красивый рисунок и цвет позволяет использовать дуб для отделочных работ. Особенно ценится мореный дуб, имеющий темную окраску. Для получения гладкой поверхности необходима тщательная обработка - покрытие порозаполнительными составами с последующей полировкой, однако основной обработкой деталей из дуба считают вощение и лакирование.
Строение древесины.
Сделав поперечный срез, можно наиболее четко рассмотреть строение древесины. Каждый брусок необтесанного дерева имеет кору; Кора - это кожа дерева, которая не используется в работе, и ее обязательно нужно снимать. Под корой располагается зона роста дерева (камбий), которая практически неразличима невооруженным глазом.
На свежем спиле с растущего дерева слой камбия представлен очень хорошо. После того как кора будет снята, откроется тонкая прослойка влажной, ткани зеленоватого цвета - это камбий. За ним расположена древесина с годичными кольцами, которую еще называют заболонью. В центре каждого дерева есть ядро, которое по цвету может сливаться с заболонью или иметь более темный цвет.
В зависимости от этого разделяют заболонные , где ядро не имеет ярко выраженной структуры и клетки расположены так же плотно, как ив заболони, и ядровые, где, соответственно, ядро хорошо различимо. Иногда заболонные породы древесины называют безъядровыми.
К ядровым древесным относятся все хвойные (сосна, кедр, ель, тис, лиственница), и некоторые лиственные (дуб, тополь) породы.
Большинство лиственных пород составляют ряд заболонных, или безъядровых: , граб, ольха, клен.
Основные части ствола и его главные разрезы: 1 - кора; 2 - заболонь; 3 - ядро; 4 - сердцевина; разрезы: I - торцовый; II - радиальный; Ш - тангентальный
Породы древесины: а - заболонные; б - ядровые
Кроме микроструктуры древесины, то есть плотности расположения древесных клеток, на создание композиции и возможность использования того или иного бруска в работе влияет макроструктура древесины, представленная годичными кольцами и сердцевинными сосудами.
К макроструктуре также относится наличие различных сучков, наростов и неразвившихся побегов (глазков), которые отклоняют годичные кольца и образуют различные свилеватости.
Древесина, где наиболее четко различимы годичные кольца, горизонтальные и вертикальные сосуды, представляется наиболее интересной для обработки.
Структура древесины
Древесина представляет собой очень неоднородное по своему составу и пространственной структуре образование. Располагаясь между корой и сердцевиной, древесина прирастает, утолщая ствол, из так называемого камбия - особой образовательной ткани, очень тонкой, не видимой глазом, располагаемой между (корой).
В камбии путём деления клеток рождаются новые живые сильно удлинённые вдоль ствола клетки (прозенхимные, то есть волокноподобные) длиной в среднем 3,5 мм и толщиной 0,05 мм у сосны и длиной 1,2 мм и толщиной 0,02 мм у берёзы. Эти клетки содержат (как и все клетки растений) внутри себя жидкую цитоплазму с ядрами, вакуолями, митохондриями, хлоропластами и т. д. 
По мере нарастания новых внешних слоев клеток, клетки во внутренних слоях постепенно умирают из-за образования в их стенках за счёт химического действия ферментов громадного количества пор (перфораций) и тем самым превращаются в так называемые трахеиды - элементы вертикальных сквозных каналов, способных проводить через себя питательные водные растворы по стволу из корней в крону дерева.
В процессе эволюции у многих деревьев (в частности, у берёзы) возник новый тип проводящих элементов - трахеи (сосуды), образованные из множества члеников длиной (0,2-0,5) мм, подобных трахеидам, но перфорированных на концах для улучшения водопроведения.
Соединяясь между собой, тысячи члеников образуют сквозную вытянутую вверх трубку с диаметром обычно много больше диаметра трахеид. Хвойные породы состоят только из трахеид, лиственные же породы деревьев состоят из очень многочисленных мелких трахеид и малочисленных, но крупных сосудов (трахей).
Помимо прозенхимных (удлиненных и обычно мёртвых) клеток древесина содержит значительное (до 5% в хвойных и до 10% в лиственных породах) количество паренхимных (живых неудлиненных, обычных) клеток, обладающих свойствами синтеза, накопления и потребления (белков, смол, терпенов, эфирных масел) и образующих сердцевинные лучи, смоляные ходы и т. п. Максимальная активность камбия наблюдается весной во время сокодвижения. Клетки при этом образуются крупные (иными словами, ранние трахеиды имеют большое поперечное сечение). После образования листьев деятельность камбия затухает, а к осени прекращается.
Поэтому осенние (поздние) трахеиды мелкие, имеют на срез более тёмный вид и поэтому часто отчётливо видимы глазом как концентрические окружности - годичные кольца (слои прироста). По количеству годичных колец определяют возраст дерева. В тропических регионах, где зима и лето не отличаются по температуре, годичные кольца на деревьях отсутствуют. Наличие годичных колец, их извилистость, отличие на южной и северной сторонах ствола являются ценнейшим декоративным свойством древесины. На топливные же свойства годичная структура не влияет, важен лишь диаметр трахеид и сосудов. Если трахеиды мелкие - древесина плотная, тяжёлая, легко колется (берёза, дуб, лиственница, бук, ясень, граб).
Если трахеиды крупные - древесина рыхлая, лёгкая, вязкая при распиле и расколе (сосна, ель, пихта, липа). Высушенная стенок прозенхимных клеток трахеид и сосудов (составляющих по массе 93% у сосны и 65% у берёзы) и некоторой доли паренхимы в виде смол и пахучих веществ. Именно стенки клеток трахеид (как конструкционный скелет) представляют собой дрова как топливо.
Напомним, что стенки прозенхимных клеток состоят из срединной пластинки и примыкающих к ней с обеих сторон первичных оболочек, состоящих из микрофибрилл (мицелл) - пучков из 30-40 полимерных молекул целлюлозы, каждая из которых состоит по длине из тысяч звеньев (колец) мономера.
Микрофибрилла представляет собой набухающее в воде лентоподобное образование длиной несколько микрометров (тысячных долей миллиметра) и длиной несколько нанометров (миллионных долей миллиметра). Вторичная оболочка состоит из трёх слоев, образованных фибриллами - пучками микрофибрилл.
Фибриллы имеют поперечные размеры около 400 нанометров. Зазоры между фибриллами и между микрофибриллами очень маленькие (менее 1 нм), что и обуславливает гигроскопичность древесины. По мере взросления клетки её стенки пропитываются лигнином, и наступает её одревеснение - повышение плотности, твёрдости, снижение пластичности.
Лигнин - природный полимер с плотностью 1250- 1450 кг/м3, аморфное вещество жёлто-корчневого цвета, образующееся в результате полимеризации различных ароматических спиртов, нерастворимое в воде и органических растворителях, но переводимое в растворимое состояние в растворах гидросульфита (технология получения целлюлозы сульфитным методом).
Лигнин осаждается между микрофибриллами целлюлозы и схватывает их в . Аналогичную роль играют гемицеллюлозные легкогидролизуемые полисахариды, также цементирующие клеточную стенку.
Так что, если живой ветке (или стволу) дерева придать принудительно какую-либо фиксированную форму изгибом (например, круга или зигзага), то по мере роста этой ветки в деформированном состоянии, она одеревенеет (то есть стенки клеток пропитаются лигнином и гемицеллюлозами) и сохранит эту заданную форму навсегда, что может быть положено в основу технологии (изготовление фигурных изделий). В реальной древесине всегда содержится вода - так называемая свободная внутри полостей клеток (трахеид, сосудов) и так называемая связанная в стенках клеток (в набухших микрофибриллах).
Количество связанной воды составляет обычно 30% от массы абсолютно сухой древесины. При удалении влаги из стенок клеток (при влажности древесины менее 30%) стенки клеток начинают усыхать - сжиматься и деформируются. В результате древесина даёт усушку (усадку) с уменьшением линейных размеров в основном поперёк волокон (трахеид).
На торцевом срезе древесины сосны хорошо заметны годичные слои, так как летняя часть слоя имеет более темную окраску, чем ранняя, весенняя.
Это происходит потому, что весенние трахеиды тонкостенные, с большой внутренней полостью, заполненной водой, а в летней трахеиды имеют толстые стенки, узкую внутреннюю полость, в этой древесине появляются смоляные ходы.
Центральная часть сосны называется ядром и состоит из мертвых клеток. Водный ток в ядре отсутствует. Древесина ядра у сосны окрашена в бурый цвет.
Внешнее кольцо древесины (30-40 годичных слоев) с проводящими воду трахеидами называется заболонью, величина которой зависит от возраста соснового дерева, условий лесопроизрастания и других природных факторов. В перестойных сосняках заболонь относительно всей всегда меньше, чем у приспевающих и спелых древостоев сосны.
Радиальный срез древесины сосны содержит сердцевинные лучи в виде узких полосок, они идут от середины ствола в кору (от центра ствола к периферии) и состоят из живых паренхимных клеток с тонкими стенками. В паренхимных клетках сердцевинных лучей откладываются запасы питательных веществ (крахмал, жиры), поступающих сюда из клеток луба.
Первичными называются сердцевинные лучи, идущие от сердцевины, а вторичными образуемые камбием в процессе дальнейшего роста дерева- Те и другие имеют большое значение при образовании и функционировании смолоносной системы в сосновом дереве.
А пиломатериалы и другие сортименты, полученные из древесины, зараженной спорами дереворазрушающих грибов, несут признаки гнилей. Далее имеет место развитие гнилевых процессов и в постройках. Ущерб, наносимый грибами древесине на складах, порой бывает значительным.
После рубки дерева древесина некоторое время сохраняет состояние и свойства, присущие древесине растущего дерева и это> предохраняет ее от порчи грибами. Основными защитными свойствами срубленной древесины в это время служат высокая влажность, доходящая у хвойных в заболони до 130% и в ядровой - до 70% от абсолютно сухого веса древесины, и кора, которая еще цела и непроницаема для грибов. По мере подсыхания в древесине происходят изменения, способствующие порче ее грибами,- это снижение влажности древесины, образование трещин в торцах и вдоль ствола, отставание коры, повреждения насекомыми. Большинство грибов развивается на древесине, влажность которой колеблется в пределах 20-150%. Древесина с содержанием влаги ниже 20% обычно не поражается.
Пионерами в поселении грибов на древесине являются деревоокрашивающие. Окрашивание древесины может быть связано с выделением грибами тех или иных пигментов, но иногда представляет собой чисто оптическое явление, основанное на дифракции света между бесцветными стенками древесных клеток и более темными гифами гриба.
Исследования деревоокрашивающих грибов на сосне были выполнены В. В. Миллером и др., Е. И. Мейер, Ю. В. Адо, И. Г Крапивиной, С. Н. Горшиным, Т. П. Сизовой и др., И. А. Петренко. Было определено влияние этих грибов на прочность, водопоглощение и влагопоглощение древесины, а также выявлена способность засинелой древесины более быстро разрушаться в земле. Так, гриб Ceratocystis (Ophiostoma) pini, вызывающий сильное разрушение вторичных стенок и многочисленные прободения стенок трахеид, может снижать сопротивление при ударном изгибе на 34%.
В. Я. Частухин и М. А. Николаевская выделили несколько фаз разложения валежной древесины. Первая фаза связана с развитием на древесине различных деревоокрашивающих грибов. Следующая фаза определяется активностью основных дереворазрушителей - Fomitopsis pinicola, Trametes squaveolens (Fr.) Fr., Lentinus squamosiis. Конечная стадия обусловлена развитием грибов из семейства Agaricaceae.
По данным И. А. Петренко, большая часть несовершенных грибов не способна разлагать древесину. Несовершенные грибы используют в первую очередь легкодоступные органические соединения (крахмал, декстрины, жиры и простейшие сахара), а также протоплазму клеток. И только длительное (в течение 2-3 лет) воздействие этих грибов на древесину в оптимальных для их существования условиях вызывает разрушения в стенках трахеид поздней древесины. Но древесина, пораженная грибами синевы, разрушается основными почвенными дереворазрушителями - высшими грибами значительно интенсивнее, чем здоровая. Это объясняется, очевидно, способностью грибов синевы разрушать смолы, которые являются естественными биоконсервирующими веществами.
Под воздействием высших грибов разрушение образцов древесины сосны достигает 55%, а разрушение некоторыми несовершенными грибами не превышает 3%.
Наиболее распространенной окраской древесины является синева, вызванная сумчатыми грибами Ceratocystis (Ophiostoma) pini, С. coeruleu, Ceratocystis sp., С. pilifera и несовершенными Cladosporium herbarum, Discula pinicola (Naum.) Petr. var. mammora Lagerh и др. Например, сумчатый гриб Ceratocystis (Ophiostoma) pilifera вызывает синеву, проникающую вглубь пиломатериалов. Перитеции гриба формируются на черном войлочном сплетении мицелия, что обусловливает поверхностную окраску (черные пятна и потеки). Несовершенная его стадия - Sphaeronaema piliferum Sacc.
Розовую окраску древесины вызывает гриб Fusarium sambucinum Discula rubra H. Meyer. Коричневую окраску заболони сосны вызывает Discula brunneo-tingens H. Meyer.
Хульме указывает, что если некоторые виды сосен (P. strobus, Р. lambertiana) после валки находятся в тепле (125°) и влажных условиях в течение одного и более дней, то на пиломатериалах развивается коричневое окрашивание при дальнейшем искусственном высушивании. Окрашивание идет быстро, часто в первые 24 ч искусственного высушивания. Температура, продолжительность хранения, первоначальная температура при искусственном высушивании оказывают сильное влияние на интенсивность окрашивания. Однако даже в наиболее неблагоприятных условиях на части пиловочника не развивается никакого окрашивания. Часто окрашивание располагается вокруг сучков.
Хульме на пиловочнике Pinus strobus к наиболее опасным деревоокрашивающим грибам относит Ceratocystis sp., Graphium sp., Altemaria sp., Phialophora sp., Cladosporium sp., Aurcobasidium sp.
Заражение древесины происходит с поверхности; гриб быстро проникает вглубь древесины по сердцевинным лучам. Оптимальная температура для роста грибов лежит в пределах 20-25°, при температуре 7-8° рост гриба начинает замедляться. При влажности древесины ниже 23% и более 70% древесина не поражается синевой. Развитие этих грибов идет очень быстро (5-6 дней). Окраска древесины зависит от цвета гиф, проникающих в клетки древесины, и от выделяемого гифами пигмента. Грибы питаются содержимым паренхимных клеток заболони, не разрушая клеточных стенок. Химический состав древесины под влиянием синевы заметно не изменяется, за исключением некоторого снижения количества петозанов.
По месту появления и степени распространения различают в круглых сортиментах синеву боковую и торцовую, а в пиломатериалах - бревенную и налетную. Боковая характерна для хвойных, пород, торцовая - для безъядровых лиственных. Налетная синева наблюдается в виде пятнистой или сплошной сине-серой окраски заболони. Бревенная синева имеет вид пятен и полосок у кромок.
В связи с тем, что гриб не разрушает клеточных оболочек, она не оказывает заметного влияния на физико-механические свойства древесины, но является пороком, который снижает ее сортность. Поэтому в некоторых сортиментах ответственного или специального назначения древесина с синевой не допускается. Большинство наиболее распространенных видов грибов синевы не оказывает существенного влияния на механические свойства древесины даже при длительном воздействии, но отдельные виды, например Cyratocvstis piceae (Munch.) Bakshi (Ophiostoma piceae) и др., могут вызывать достоверное снижение некоторых ее механических свойств. Физико-механическим испытаниям подвергалась в основном сосновая древесина. На прочность древесины при статических нагрузках синева существенно не влияет. Иногда наблюдается снижение прочности при статическом изгибе (до 5%) и пониженное сопротивление ударному изгибу (на 10%). Последнее связано с уменьшением в древесине при синеве количества пентозанов.
По данным Е. И. Мейер, возбудители синевы родов Harmonema, Leptographium ускоряют рост домовых грибов (настоящего, белого и пленчатого). Она полагает, что синева может оказывать влияние на скорость заражения домовыми грибами.
В. В. Миллер и др. отмечают, что засннелая древесина легче смачивается водой и быстрее поглощает ее по сравнению со здоровой. Некоторые виды грибов синевы (Pullularia pullulans (de Вагу) Berhout, Leptographium lundbergii) своим присутствием в древесине оказывают стимулирующее действие на развитие домовых грибов.
К грибам, вызывающим так называемую биржевую гниль и довольно часто встречающимся на лесобиржах, относят Corticium laeve, Stereum sanguinalentum Alb. et Schw., Peniophora gigantea (Fr.) Mass. и другие грибы. Все они встречаются на круглом лесе, выкатанном из воды. Здесь также встречаются сосновая и корневая губки, окаймленный трутовик, опенок и др.
Сосновые лесоматериалы на складах часто заселяются так называемыми складскими грибами. Среди них выделяют группы, вызывающие слабое, среднее и сильное разрушение древесины. Среди слабых следует отметить щелелистника обыкновенного - Schizophyllum commune Fr. Этот гриб вызывает слабое поверхностное гниение древесины сосны и других хвойных и лиственных пород. Встречается на пнях, валеже и сухобочинных деревьях. Он известен под названием щелевого гриба. Плодовые тела обычно располагаются в щелях и имеют вид маленьких, 1-4 см в диаметре, тонких, округлых шляпок, прикрепленных в одной точке. Иногда имеется зачаток боковой ножки. Поверхность шляпок светло-серая, войлочная, со слегка загнутыми вниз краями. Пластинки гименофора расположены веерообразно. Они сероЕатые или лиловато-коричневые, иногда расщепленные, кожистые.
Coniophora putcana (Schum. ex Fr.) Karst. - пленчатый гриб . Относится к среднеразрушающим грибам. Вызывает поверхностную бурую или желтую деструктивную гниль. Пораженная древесина полностью теряет механическую прочность и распадается на призмы. Плодовые тела имеют вид распростертых коричневых пленок со светлым бахромчатым краем. Под корой бревен развивается бесплодная белая грибница. Плодовые тела развиваются на коре и под корой заготовленных круглых лесоматериалов. Заражение заготовленной древесины производится с помощью круглых спор. Мицелий в древесине разрастается в основном в трахеидах. В них, помимо слабо ветвящихся гиф размером до 1 мкм, имеются и толстые бесцветные гифы до 4 мкм, собранные по 2-3. Тонкие гифы имеют медальоновидные пряжки. С пораженными лесоматериалами гриб заносится и в постройки. Отнесен к числу опасных домовых грибов.
К числу сильных разрушителей на складах относятся заборный, или столбовой, шпальный, красноокаймленный грибы и пениофора гигантская.
Gloeophyllum sepiarium (Fr.) Karst. - столбовой, или заборный, гриб . Часто поселяется на различных открытых сооружениях (сараях, мостах, шпалах, столбах, заборах, навесах). Встречается на лесных складах, где поселяется на лесоматериалах длительного хранения, а также в лесу на пнях, валеже. Поражает главным образом древесину хвойных пород, насыщенную влагой.
Пораженная грибом древесина вначале желтеет, потом приобретает красноватый оттенок, и в ней появляются мелкие трещины. На более поздней стадии гниения древесина становится светло-коричневой и растрескивается по годичным слоям. На последних стадиях разрушения гниль становится однородной, темно-бурой, и в ней возникают крупные радиальные трещины. В трещинах иногда образуются скопления желтовато-коричневой грибницы. На поверхности пораженных частей образуется тонкий войлочный налет и тонкие шнуры грязновато-белого цвета, которые затем принимают желтую, а позднее буроватую окраску. Пораженная древесина издает своеобразный приятный запах. Оптимальные условия для роста грибницы при 35 , минимум - около 5°, максимум - 44°.
Плодовые тела обычно развиваются в трещинах разрушающихся материалов. Они имеют вид тонких, пробковидно-кожистых шляпок, прикрепленных боком или полураспростертых. Поверхность их темно-коричневая, у основания бугристая, иногда волосистая с концентрическими зонами. Края более светлые, желтовато-бурые. Гименофор светло-коричневый или ржаво-бурый, в виде невысоких разветвленных пластинок, расходящихся f радиальном направлении. Ткань плодового тела толщиной 1-2 мм, пробковая, рыжевато-коричневая.
Lentinus lepideus (Fr.) Fr. - шпальный гриб . Вызывает очень сильное и быстрое гниение древесины и является основным разрушителем шпал. Поселяется на древесине хвойных пород (пнях, валежнике, иногда на стволах живых деревьев, хранящихся лесоматериалах, а также в погребах, сараях, шахтах). Гниль бурая, трещиноватая, легко распадающаяся на продолговатые куски, рассыпчатая. В трещинах гнилой древесины часто образуются белые налеты и тонкие пленки грибницы. Со временем на пленках появляются желтовато-коричневые пятна.
Плодовые тела в виде довольно толстых, плотных, твердеющих шляпок до 12 см в диаметре, с плотной центральной ножкой или несколько смещенной. Поверхность шляпки кремово-желтая или охряно-рыжая, покрытая темными чешуйками. Края шляпки тонкие, извилистые. Ножка чешуйчатая, желтоватая, у основания деревянистая. Пластинки гименофора набегающие, желтоватые, зубчатые или рассеченные.
Peniophora gigantea - пениофора гигантская . Считается активным разрушителем хвойной древесины. Обычно встречается на неокоренной древесине. Гниль имеет волокновидную, неяснокоррозионную структуру. Пораженная древесина сначала почти не изменяет свою окраску, затем буреет и размягчается, иногда появляются легкие неясные трещины. На поверхности пораженных частей образуются беловатые ватообразные, иногда довольно мощные пленки грибницы и очень тонкие веерообразные шнуры. Плодовые тела пленчатые, широко распростертые, грязновато-белые или желтоватые, длиной до 50 см. В сырую погоду они разбухают, а при высыхании становятся как бы пергаментными и легко отделяются от субстрата. Гименофор совершенно гладкий, бледный, желтовато-серый. Особенно хорошо развивается гриб на свежих лесоматериалах, если их влажность более 30%. Иногда гриб может развиваться и в постройках, попадая с зараженной древесиной.
Кроме указанных грибов сосновую древесину (пиломатериалы и бревна) на складах разрушают Hyphodontia arguta Erikss, Н. subalutacea (Karst.) Erikss, Ceriporia giivescens, Sphaeronaema piliferum Sacc.
Складские грибы и грибы, поражающие сосновые лесоматериалы, с зараженными материалами могут попасть в различные деревянные строения, где будут вызывать разрушение деревянных конструкций. Обычно грибы, разрушающие древесину в постройках, называются домовыми. Значительная часть дереворазрушающих складских грибов попадает в постройки при использовании не антисептированной или слабо пропитанной древесины.
Среди домовых грибов имеются виды, способные разрушать древесину и растущие деревья (окаймленный трутовик, опенок и др.).
Вызывая разрушение деревянных конструкций, домовые грибы иногда очень быстро выводят из строя относительно новые строения. Если от огня гибнет 5% деревянных зданий, то от домовых грибов 95%.
В большинстве своем домовые грибы относятся к семейству трутовых (Polyporaceae) и представлены настоящим , малым домовым (S. minor), белыми домовыми , Fibuporia Vailantii (DC. ex Fr.) Bond, et Sing., пленчатым домовым (Coniophora cerebella), а из сем. Agaricnceae пластинчатых - шахтным (Paxilius acheruntius) и др.
По данным А. М. Жукова, кроме указанных грибов в сельских постройках можно встретить грибы, встречающиеся на лесных складах и в лесной обстановке. Это представители родов Lentinus, Uloeophyllum, Fomitopsis, Coriolus, Funalia, Bjerkandera, Mycoleptodon и др. Активные разрушители. Они обычно поражают изгороди, временные загоны, сараи и т. д., сокращая возможный срок службы древесины.
Домовые грибы относятся к группе целлюлозоразрушающих грибов. Для своего питания они используют целлюлозу и сходные с ней вещества. Поэтому разрушенная ими древесина превращается в бурую распадающуюся массу, относящуюся к типу деструктивных гнилей.
Поражение древесины и разрастание в ней домовых грибов происходит следующим образом. Гифы грибов первоначально проникают в сердцевинные лучи, а затем переходят в другие элементы древесины. Распространяются домовые грибы в древесине отдельными ветвящимися гифами по полостям клеток и могут легко проникать через клеточные оболочки в любом месте, предварительно вызывая их ферментативное растворение.
Гифы домовых грибов растут обычно в полостях клеток. Стенки разрушаются неравномерно. Целлюлозоразрушающие грибы поражают в первую очередь те участки клеточной оболочки, которые меньше одеревенели.
Домовые грибы могут заражать древесину грибницей и спорами. Одно плодовое тело за сутки дает миллион спор. Исследования показали, что при наличии нескольких плодовых тел домовых грибов на древесине подполья в 1 м 3 воздуха содержалось 79 000 спор грибов, даже в комнатах первого этажа в 1 м 3 воздуха находилось 16 000 спор. Споры могут разноситься по воздуху, водой, насекомыми (жук-точильщик), грызунами и самим человеком (на одежде, обуви, с загрязненными инструментами).
По отношению к температуре домовые грибы ведут себя по-разному: оптимум 20-27°, минимум 5-9°, максимум 35-37°. Только у настоящего домового гриба максимум 26-27°.
Большинство типичных домовых грибов наиболее энергично развивается в условиях высокой влажности и неподвижности, застоя воздуха. Если в древесине не более 18% влаги, то такая древесина недоступна для грибов. Однако если древесина уже заражена, то и после ее высыхания ниже 18% содержания влаги грибница домовых грибов может сохранять в ней жизнеспособность до 1-1,5 года, и при увлажнении этой древесины процесс гниения возобновляется.
Имеет значение для развития гриба и кислотность субстрата. Большинство их лучше всего развивается при значениях pH 3-6.
Прямое солнечное освещение замедляет процессы роста грибницы домовых грибов. Все остальные домовые грибы предпочитают селиться на древесине хвойных пород (белый домовый гриб никогда не встречается на древесине лиственных пород).
Зараженности зданий домовыми грибами и их развитию способствует сырость в зданиях вследствие протекания крыш, неисправности водопровода, недостаточного отопления, плохой вентиляции и др. Зараженность домовыми грибами становится заметной, когда процесс разрушения древесины зайдет уже далеко. Это проявляется в осадках стен, прогибах балок, перекосе дверных коробок, зыбкости полов. Местами происходит отлуп и обрушивание штукатурки и даже появляются плодовые тела и пленки гриба. Чаще всего они образуются в сырых углах комнат, санузлах, неотапливаемых помещениях. Сильное развитие домовых грибов может привести к перекосу полов, обвалу потолков и междуэтажных перекрытий. Разрушение может произойти в течение года.
Serpula lacrymans - настоящий домовой гриб . Это наиболее опасный гриб. Он может разрушить крупные деревянные элементы конструкций в течение 6-10 мес. Этот гриб опасен и тем, что обладает способностью увлажнять древесину и передавать влагу на значительные расстояния при помощи особых образований - шнуров. Известно, что при сгнивании 1 м 3 древесины образуется 140 л воды. Эта влага увлажняет близлежащие к гнилой древесине участки и способствует распространению в них гнили.
Гриб образует пышные ватообразные скопления грибницы. Она вначале белая, затем приобретает местами канареечно-желтую или розоватую окраску. Под конец грибница спадается, превращаясь в грязно-серые пленки или подушки.
Распространение гриба по поверхности стен, из этажа в этаж часто происходит при помощи шнуров, длина которых может достигать нескольких метров. Шнуры довольно толстые (до 6-7 мм), иногда плоские, беловатые или пепельно-серые, деревянистые, в сухом состоянии ломкие.
Плодовые тела широкораспростертые, иногда очень большие (до 0,5 м и более в диаметре), толстые, губчатые, до 1-4 см толщиной, часто приросшие к субстрату, реже полуотогнутые или свободные. Край плодового тела утолщенный, в молодом состоянии белый, отчетливо выделяющийся. Гименофор в виде невысоких извилистых переплетающихся складочек, ячеистый и иногда крупносетчатый или извилисто-зубчатый. Цвет его охряно-желтый, затем ярко-ржавый до ржаво-коричневого. Ячейки до 2-3 мм в диаметре и примерно такой же глубины. На скоплениях грибницы и по краям плодовых тел выделяются капли водянистой жидкости, благодаря чему гриб и получил свое название (lacrymans - значит плачущий).
Настоящий домовой гриб встречается преимущественно в различных перекрытиях и в замкнутых конструкциях жилых, фабрично-заводских и административных зданий, а также в подвалах, овощехранилищах, плохо вентилируемых складских и других постройках.
Serpula minor - малый домовой гриб . Очень сходен с настоящим домовым грибом. Он отличается малыми размерами грибницы, плодового тела с коричнево-желтым цветом. Гниль аналогична настоящему домовому грибу. Встречается главным образом в перекрытиях над подвалами и в погребах.
Coriolus vaporarius (Fr.) Bond, et Sing - белый домовой гриб . Один из наиболее распространенных домовых грибов. Он развивает пышную хлопьевидную или ватообразную, всегда белую грибницу. В сырых замкнутых пространствах образуются особенно мощные скопления рыхлой грибницы, волокнистых прядей и шнуров. Шнуры толстые (до 4-6 мм), мягкие, неломкие, слабо ветвящиеся, белые. В узких пространствах гриб образует белые пленки лучисто-веерообразного строения, иногда в виде слоев прессованной ваты.
Плодовые тела появляются очень редко. Они обычно небольшие, распростертые, приросшие, вначале мягкие, иногда в виде корочки, с узким, неясно выраженным краем. Цвет плодового тела беловатый, впоследствии желтоватый до рыжеватого, рыжевато-желтого. Гименофор трубчатый. Трубочки белые, позднее желтоватые или светло-коричневые. Поры крупные, неравновеликие, в среднем 1-2X1 мкм, округлые или угловатые, сначала с цельными, а затем мелкозубчатыми краями. Этот гриб встречается чаще всего в бесплодной (мицелиальной) стадии. Его находят в междуэтажных перекрытиях жилых домов, реже на лесных складах и в надворных постройках.
Разрушение древесины под воздействием этого гриба происходит очень быстро. Он считается весьма опасным, особенно при наличии определенной влажности и отсутствии вентиляции. Зараженная древесина вначале принимает бурую окраску, затем растрескивается поперечными и продольными трещинами на крупные призматические участки и в конечной стадии гниения легко рассыпается в порошок. Поражению белым домовым грибом подвергается только древесина сосны, ели, пихты, лиственницы.
Paxillus acherutius - пластинчатый домовой, или шахтный, гриб . Грибница вначале очень скудная, бесцветная, паутинистая, позднее желтеющая, иногда с фиолетовым или лиловатым оттенком, веерообразно разрастающаяся. Старая грибница сероватого цвета. Гриб образует также тонкие, нитевидные, разветвленные, переплетающиеся шнуры, сначала светлые, затем зеленовато-желтые, иногда образующие как бы рыхлую пленку.
Плодовые тела в виде шляпок без ножки или с короткой боковой ножкой. Шляпки 2-6 см в диаметре, тонкие, мясистые, различной формы: часто веерообразные или раковинчатые, раздвоенные, суженные к основанию, иногда распростертые. Поверхность шляпки желтовато-охряная или грязно-желтая, иногда с фиолетовым оттенком или коричневая, опушенная или нежновойлочная, в старости голая и гладкая. Край шляпки тонкий, острый, подвернутый или прямой, волнисто-лопастный. Ткань шляпки мягкая, губчатая, без запаха. Пластинки гименофора радиально расходящиеся, узкие, волнистые, мягкие, дихотомически ветвящиеся, в молодом состоянии беловатые, затем яично-желтые или буроватые.
При благоприятных условиях, т. е. при влажности древесины 50-70% и окружающего воздуха - не ниже 100%, пластинчатый домовой гриб вызывает быстрое и сильное разрушение древесины, преимущественно сосновой. Пораженная древесина на первых стадиях развития гнили становится зеленовато-желтой, потом буреет, приобретает волокнистое состояние и, наконец, растрескивается главным образом в продольном направлении.
Гриб часто встречается в подполах, в каркасах домов и перекрытиях с торфяной засыпкой, в погребах и особенно в шахтах, где является одним из главных разрушителей крепежного леса. В связи с этим он и получил название «шахтного» гриба.
Т. П. Сизовой, С. Н. Горшиным, И. Г. Крапивиной и др. опубликованы диагностические признаки малоизученного вида Stachybotrys macrocarpa (Sterigrnatobotrus macrocarpa), широко распространенного на сосновой древесине, контактирующей с песчаным грунтом, и вызывающего ее умеренную гниль (Кижи).
Широко распространена на складах и в постройках также плесневая гниль , захватывающая верхние слои древесины. При этом древесина становится мягкой, при высыхании на ней образуются поперечные трещины. Такую гниль вызывают некоторые сумчатые и несовершенные грибы (Chaetomium, Rhizoctonia и др.). Плесневой гнилью поражаются сосновая и другая древесина в сооружениях с постоянно влажной средой (плотины, нижние части столбов, шпалы и др.).
Плесневые грибы при длительном воздействии на древесину способны разрушать вторичные стенки трахеид по типу, близкому к «умеренной гнили».
В России насчитывается свыше 50 различных пород сосен, часть из которых культивируется особым образом. Не все виды пригодны для строительной сферы, наибольшей популярностью пользуются следующие сорта: сосна обыкновенная, гибкая, болотная, корейская и смолистая.
Качество бруска напрямую зависит от особенностей той местности, в которой вырастает дерево. В землях северной полосы естественным образом созданы наилучшие условия для произрастания деловых деревьев, которые по физико-механическим параметрам лучше всего подходят для применения в строительной сфере. Это ангарская сосна, карельская и архангельская.
Основная причина такой особенности северных земель заключается в климатических условиях: долгая морозная зима, быстротечное и сухое лето. Из-за этого создается интересный эффект: годовые кольца имеют между собой сверхмалое расстояние (меньше 2 мм). Расстояние у сосны, которая произрастает в природных условиях средней полосы, в несколько раз больше (достигает 10 мм).
Влажный теплый климат способствует увеличению межкольцевого расстояния, что приводит к рыхлости древесины в целом: прочность и теплоемкость у такого бруса будут ниже, чем у породы с небольшим расстоянием между годовыми кольцами, а процент усадки – выше. Склонность к растрескиванию у деревьев из средней полосы более высокая, чем у более северных пород.
Архангельская сосна усаживается на 3-4%, кировская и вологодская – на 4-6%, костромская – на 6-7%. Сосны из тверской, ярославской и смоленской областей могут потерять до 10% объема в процессе усадки. Следовательно, в процессе выбора сырья для постройки нужно принимать во внимание географические особенности.
От места произрастания зависит и цвет ядра. На сухой почве растет дерево с ядром красноватого оттенка и мелкослойной древесиной повышенной плотности. Такую сосну называют кондовой, ее ценность в области строительства очень велика. Деревья с желтоватым ядром и менее плотной древесиной с крупными слоями растут на почвах повышенной плодородности. Это мяндовые сосны, они уступают кондовым по целому ряду механических свойств и в целом имеют меньшую ценность.
Стройматериал, получаемый из сосен, обладает средней плотностью и высоким уровнем устойчивости к гниению и грибковым поражениям. Материал довольно прочен, легко поддается обработке. В строительной сфере имеет высокую ценность благодаря относительно небольшому количеству сучков и незначительному изменению диаметра по всей длине.
Слои годичных колец у сосновых пород четко заметны на срезах под любым углом, граница между древесиной ранней и поздней выражена ярко, сердцевинные лучи не наблюдаются. Наружный древесный слой широкий, его цвет варьируется от желтого до розоватого. Смоляные ходы сосредоточены в основном в поздней древесине.
Сосновый брус имеет несколько названий на строительном рынке, многие из них ассоциируют с самим деревом. Например, сосна обыкновенная, лесная, песчаная, белая. В Германии под названием «северная сосна» объединены деревья, которые происходят из Скандинавских стран и России.
Сосновые деревья растут в постоянной конкуренции за солнечные лучи, они отличаются большой высотой и ровными стволами. В нормальных условиях высота достигает до 48 м, примерно половина дерева не имеет сучьев (около 20 метров). Местность произрастания, климатические и экологические условия влияют на то, какой формы вырастет дерево. Ствол сосны бывает как стройным, так и кривым, сучковатым. Иногда можно наблюдать «косой» узор среза. Диаметр соснового ствола достигает 1 м, но чаще составляет от 40 до 60 см. Сосновые породы не требуют особых условий для роста и годовой прирост может быть до 7,8 м2. Наивысшее качество бруска имеют деревья в возрасте от 160 лет; средний возраст для рубки – 100-120 лет.
Сосновое ядро на вид легко отличить от наружного слоя (в отличие от ели, пихты). Наружные слои (от 2 до 20 см) светлые, с желтоватым или светло-красным оттенком. Пока срез свежий, ядро красновато-желтое, с течением времени этот цвет трансформируется в красно-коричневый. Визуально четко различимы годичные кольца, их размер находится в сильной зависимости от того, какие климатические условия сопровождали рост дерева. Так, средняя ширина годичных колец составляет 3 мм при общем разбросе от 1 до 10 мм. Поздняя древесина имеет более темный цвет. Визуально заметны смоляные каналы.
После атмосферной сушки в сосновом пиломатериале остается 12-15% влаги, показатель средней плотности при этом составляет 520 кг/м3, что делает породу одной из наиболее тяжелых среди хвойных. Происхождение дерева оказывает большое влияние на механические свойства бруса, поэтому разброс показателей широк. Если сосна произрастает на хорошо увлажненной почве, ширина годичных колец довольно велика, а процент поздней древесины невелик. Увеличивается плотность материала, а механические качества переходят на более низкий уровень.
Средние показатели породы свидетельствуют о том, что сосна более пригодна для использования в строительстве, чем ель. В пользу сосны говорит и относительно низкая склонность к деформации, а также хорошая вязкость.
Применение
Сосна великолепно удерживает крепежный материал (шурупы, гвозди), легко поддается обработке фрезером, фуганком и рубанком, хорошо склеивается. Обработка морилкой и краской проста и удобна, несмотря на то, что сосновый материал содержит довольно большое количество смолы.
Формы, в которых сосна поступает на потребительский рынок: кругляк, пиломатериал, шпон. Из сосновой доски делают фанеру, древесно-стружечную плиту. Хвойные породы деревьев, в том числе сосна, служат сырьем для бумажно-целлюлозных комбинатов. Интересный факт: в Германии невозможно себе представить изготовление бумаги без участия сосновых деревьев, так как производство налажено через сульфитный процесс (из экологических соображений). Из сосновых получаются бумажные материалы высокого качества, так как волокна древесины относительно длинные, если сравнивать с брусом лиственных пород, и поэтому легче поддаются перекручиванию.
Сосна широко распространена как материал для стройки и создания разнообразных конструкций, например, каркасов стен и крыш, а также для внутренней и внешней отделки. Из нее делают перила и лестницы, обшивку внутренних стен помещения, опорные балки для стен, окон и дверей, потолков, ворот. Пропитанная специальным составом против гниения доска используется для внешней отделки фасадов и для покрытия террас, в садово-ландшафтном дизайне и в производстве детских игрушек. Из импрегнированной древесины делают шпалы, мачты, сваи (в том числе для постройки плотин и портов).
В мебельном производстве сосновый материал занимает особое место, он используется не только в виде цельной древесины, но и в видоизмененном состоянии (древесно-стружечная плита). Из соснового бруса изготавливают простые предметы мебели, а шпон идет на дизайнерские элементы отделки. Также из сосны производят древесную вату, ящики и бочки, контейнеры и разного вида емкости.
Сосновые дрова ценятся весьма высоко благодаря теплоте сгорания 4,4 кВт?ч/кг (1700 кВт?ч/м?). В этом качестве сосновый материал используется в качестве дров для бытовых отопительных печей. Кроме того, из сосновых опилок делают брикеты и капсулы для специальных систем. Остатки стружки, которые в больших количествах образуются на лесопильном производстве, пользуются большим спросом на способных к работе с биологическими отходами электростанциях.
Посетители, просмотревшие эту статью, также заинтересовались следующими:
Из хвойных пород деревьев наиболее известной и распространенной является сосна обыкновенная. Более 30% товарной древесины, заготавливаемой в России, приходится на сосновые пиломатериалы. На территории бывшего Союза это основная лесообразующая порода деревьев, занимает более 15% территории всех лесов. Относится к быстрорастущим породам, за год может давать прирост до 1 м. Средняя продолжительность жизни колеблется от 300 до 500 лет. Наиболее качественная древесина получается из деревьев возраста 120-160 лет. К этому моменту высота деревьев может достигать 40-47 м, образуя при этом ровный, без сучков, ствол высотой до 16-20 м и диаметром 40-80 см.
Текстура
Сосна – ядровая порода. В процессе сушки и хранения сосновых пиломатериалов цвет ядра становится темнее, приобретая красновато-коричневый оттенок. Следует отметить, что поздняя древесина сосны всегда темнее ранней.
Годичные кольца на тангенциальных и радиальных разрезах хорошо просматриваются, образуя волнистый рисунок. Крупные и многочисленные смоляные ходы видны в виде полосочек темного цвета.
Сосновая древесина имеет среднюю плотность, хорошую стойкость против загнивания и высокую прочность. Следует отметить, что заболонь менее устойчива против болезней и насекомых-вредителей, поэтому требует обработки защитными составами. Влажная заболонь (более 25%) может легко поражаться грибками, вызывающими синеву древесины. Такое заболевание не вызывает существенного ухудшения механических свойств сосновых пиломатериалов, но от этого страдает внешний вид изделий.
Однообразная текстура сосны определяется разницей в окраске заболони и ядра, ранней и поздней древесины и различной шириной годичных колец. В связи с тем, что строение поздней и ранней древесины очень отличается друг от друга, сосна имеет малую равноплотность. Области позднего годичного слоя имеют плотность в 2-3 раза выше аналогичного показателя раннего годичного слоя.
Толщина годичных колец может быть разной, от 2-3 мм до 9-10, при этом поздняя древесина занимает в годичном слое до 26-28%. Сосна, заготавливаемая в российских лесах, имеет различное количество годичных слоев на 1 см, это число колеблется от 4 до 14.
На европейском севере России заготавливают «рудовую» (или «кондовую») сосну. Этот вид растет на возвышенностях, предпочитая песчаные и супесчаные почвы. Древесина таких деревьев плотная и мелкослойная, имеет неширокую заболонь. Ствол прямой, с небольшим сбегом, очень смолистый, сучков мало.
На низменных участках с глинистой почвой растут сосны, которые называют «мяндовыми».Они обладает более мягкой древесиной, менее смолистая, по механическим характеристикам уступает «рудовой».
В борьбе за место под солнцем сосны вырастают на большую высоту, образуя ровные цилиндрические стволы. Это дает возможность получать длинномерные ровные пиломатериалы без сучков. Такой материала легко обрабатываемые режущим инструментом, при сушке не растрескиваются. Сосновая древесина имеет красивую хорошо выраженную текстуру, приятный цвет от желтого до красновато-коричневого и широко используется в столярном деле. Ее с успехом используют мастера-резчики по дереву для своих художественных изделий.
По содержанию смолы в сосновой древесине определяют два сорта: сухощепку (другое название – дутица) и смолку. Первая имеет минимальное содержание смолы и небольшой вес, а вторая – сильно засмоленная и тяжелая. Из-за таких отличий плоты для сплава по рекам набирали только из сухощепки, а смолку вывозили транспортом, так как была высокая вероятность того, что она затонет. Но этот сорт сосновой древесины очень устойчив против воздействия влаги, утонувшие бревна могли лежать в воде годами и при этом не теряли своих свойств. Не зря ее использовали при строительстве мостов, речных и морских причалов.
Обработка
Для столярных работ стараются использовать не смолистую сосновую древесину. Обработка древесины с высоким содержанием смолистых веществ трудна, так как инструмент забивается смолой. На него налипают смолистые древесных отходы и мешают в работе. Шлифовать такую древесину проблематично, шлифовальная бумага сразу же забивается смолистою пылью. Смола проступает сквозь покрытия, портя внешний вид, а при случайном нагреве она вспучивается, поднимая краску или лаковый слой. Поэтому при необходимости использовать смолку, ее обрабатывают химическими препаратами для удаления смолы.
Сосновая древесина с низким содержанием смолистых веществ легко обрабатывается ручным и механизированным инструментом. Строгание вдоль волокон не вызывает трудностей, а вот резание поперек волокон неудовлетворительное, получить чистый торцевой срез трудно. Древесина очень хорошо поддается операциям шлифовки, поверхность по качеству лучше, чем у дуба или ясеня.
Поддается окраске морилками и протравами, но иногда смола оказывает отрицательное воздействие на такие операции. Легко окрашивается лаками и красками, но древесина имеет высокую влагопроницаемость, что приводит к повышенному расходу таких материалов.
Склеивается сосна хорошо, соединение с помощью крепежных элементов (гвозди, шурупы) удовлетворительное.
Среди всех хвойных пород деревьев, из которых заготавливают товарную древесину, сосна по праву занимает первое место. К потребителю сосновая древесина поступает в виде кругляка и пиломатериалов (доски, брусья). Широко представлены на рынке и материалы, изготавливаемые из сосновой древесины – ДСП, фанера и шпон. Также производители предлагают и готовые строительные конструкции из сосны – двери, окна т.д.
Физические свойства сосны.
Влажность.
Заболонь растущего дерева имеет высокую влажность, доходящую до 120%. Ядро имеет более низкую влажность (в 2,5-3 раза меньше влажности заболони) и практически не меняется по высоте дерева.
В разное время значение и влажность древесины различная. Утром показатель влажности выше на 25-30% по сравнению со средней и достигает максимума. В течение этот показатель постепенно понижается до минимального (на 30-35% ниже среднего уровня). В вечерние и ночные часы наблюдается увеличение влажности.
Сушка
Перед использованием древесину сосны высушивают до стандартной влажности 12%. Сушка может быть как естественной, на открытом воздухе под навесами, так и в специальных сушилках. Сосна при сушке мало подвержена короблению и растрескиванию. Выбор оптимального режима в сушильной камере и правильная укладка пиломатериалов позволяет уменьшить процент брака до минимума.
Плотность.
Древесина хвойный пород деревьев, в том числе и у сосны, имеет невысокую плотность. Средняя плотность сосновой древесины (при влажности 12%) колеблется от 500 до 520 кг/куб.м. Пределы плотности находятся в диапазоне от 350 до 800 кг/куб.м.
Проницаемость.
Для древесины сосны характерны большие значения влагопроницаемости и воздухопроницаемости. Определение значений этих показателей производят путем созданием на одной стороне образца избыточного давления в 0,1 МПа. Для ядра это значение составляет 2,6 куб.мм/кв.см/с, для заболони - 56,2 куб.мм/кв.см/с. Можно отметить, что аналогичный показатель для дубовой древесины не превышает 0,13 куб.мм/кв.см/с.
Имея такие высокие показатели влагопроницаемости сосна легко пропитывается различными анисептиками и защитными составами.
Тепловые свойства.
По своим теплопроводным характеристикам древесина сосны значительно превышает металлы (в частности, алюминий) и незначительно - поливинилхлорид. Вот почему окна, изготовленные из сосны, по своим показателям превосходят окна из алюминиевого профиля.
Механические свойства сосны.
Прочность.
Древесина сосны, заготавливаемая на севере европейской части России, имеет наилучшие показатели механической прочности. По прочностным характеристикам только кавказская пихта имеет лучшие показатели.
Технические и эксплуатационные свойства.
Древесина сосны мягкая, легко обрабатывается столярными инструментами.
Изделия из сосны легко шлифуются, образуя поверхность высокого класса чистоты, микронеровности по высоте не превышают 60 мкм. По этим показателям сосна превышает клен и ясень, у которых микронеровности достигаю величины 200 мкм, что обусловлено строением древесины этих пород.
Сосна среднеустойчива против поражению грибками и насекомыми-вредителями. Ядро более устойчиво против биологических воздействий по сравнению с заболонью.