Прочность и твердость древесины.

Прочность древесины характеризуется пределами прочности при сжатии, растяжении, статическом изгибе и скалывании и зависит прежде всего от ее плотности, пористости, содержания поздней древесины, наличия пороков, влажности, направления приложения механических сил и других факторов. Ввиду анизотропности и волокнистого строения прочностные показатели древесины в различных направлениях значительно отличаются друг от друга. Так прочность древесины при сжатии вдоль волокон в 4-6 раз больше, чем поперек, и составляет для сосны соответственно 100 МПа и 20 – 25 МПа. Прочность при растяжении вдоль волокон для различных пород дерева находится от 80 до 190 МПа, а поперек волокон – 2 – 10 МПа. Сопротивление статическому изгибу различных пород колеблется в пределах 50 – 100 МПа. Прочность древесины на скалывание поперек волокон составляет 24 – 40 МПа, в то время как вдоль волокон – лишь 6 – 13 МПа

Твердость имеет большое значение при обработке древесины режущим инструментом. Наибольшей твердостью обладает торцевая поверхность. По степени твердости все породы подразделяются на три группы: мягкие (торцевая твердость – менее 38,5 МПа при 12%-й влажности) – сосна, ель, кедр, пихта, тополь, ольха; твердые (торцевая твердость – 38,5 … 82,5 МПа) – лиственница, береза, бук, вяз, дуб, ясень, клен; очень твердые (торцевая твердость – более 82,5 МПа) – акация белая, береза железная, граб, тисс, кизил, самшит.

Пороки древесины (сучки и трещины) – виды, определение и влияние на качество пиломатериалов.

Пороки – это природные недостатки, снижающие качество древесины и ограничивающие ее применение. Большинство пороков возникает в растущем дереве.

Сучки. Самым распространенным и неизбежным пороком являются сучки, т. е. основания ветвей, заключенных в древесине ствола. Они могут быть живыми и отмершими, закрытыми и заросшими, здоровыми, загнившими. Еще бывают круглые, овальные, продолговатые, разветвленные, сшивные, роговые и др. Все они нарушают однородность и целостность строения древесины, правильность распределения внутренних напряжений, вызывают искривление волокон и годичных слоев, затрудняют обработку, ухудшают внешний вид, снижают прочность и сортность древесины. Наличие сучков может снижать прочность древесины на 50 % и более в зависимости от их числа, размеров и расположения. Для изготовления несущих деревянных конструкций допускается применять древесину без сучков или со здоровыми сросшимися сучками, количество и размеры которых ограничены для каждого сорта древесины. Вместе с тем при поперечном сжатии и продольном скалывании сучки, как правило, повышают прочность древесины.

Трещины. Трещины представляют собой разрывы древесной ткани вдоль волокон. Они могут быть как в растущем дереве, так и при высыхании срубленного дерева. Различают трещины метиковые (простые и сложные), морозные (открытые и закрытые), отлупные (кольцевые и частичные) и трещины усушки. Метиковые трещины начинаются от сердцевины и ориентированы по радиусу ствола. На поверхность ствола не выходят, но могут быть на значительной протяженности по длине ствола. Простые метиковые трещины расположены в одной плоскости. Сложные – расположены в разных плоскостях. И те, и другие возникают в растущем дереве и увеличиваются на срубленном при его высыхании. Простой метик не понижает сортность бревна, идущего на распиловку, а при наличии сложного метика бревна переводят в низший сорт. Отлупные трещины возникают между годичными слоями в растущем дереве в результате сильного высыхания или под действием мороза. На прочность древесины такие трещины мало влияют, но уменьшают выход пиломатериалов. Морозные трещины тоже образуются в растущем дереве под влиянием низких температур. Это наружные продольные трещины, более широкие на внешней части ствола и постепенно сужающиеся к сердцевине. Они видны на поверхности ствола и располагаются чаще всего в комлевой части. Морозные трещины нарушают целостность древесины, деформируют ствол и снижают сортность продукции. Кроме того, они способствуют появлению древесной гнили. Трещины усушки тоже наружные, радиально направленные, но возникающие уже в срубленной древесине. Отличаются от метиковых и морозных меньшими толщиной и протяженностью по длине, но также снижают прочность и сортность древесины.