Строение древесины

Усушка древесины

Усушкой называется уменьшение линейных размеров и объема древесины при высыхании. Усушка начинается после полного удаления свободной влаги и с начала удаления связанной влаги. По величине усушки наши древесные породы можно разделить на три группы:

  1. малоусыхающие (коэффициент объемной усушки не более 0,40%) – ель сибирская и обыкновенная, пихта сибирская, кедры сибирский и корейский, тополь белый;  
  2. среднеусыхающие (коэффициент объемной усушки – от 0,40 до 0,47%) – бук восточный, вяз, дуб, липа мелколистная, ольха черная, осина, пихта белокорая кавказская и маньчжурская, тополь черный. ясень;  
  3. сильноусыхающие (коэффициент объемной усушки -0,47% и более) – березы, плакучая и белая, бук восточный, граб,  лиственницы, сибирская и даурская, клен остролистый.

Напряжения, которые возникают без участия внешних сил, называют внутренними. Причина образования напряжений при сушке древесины- неравномерность распределения влаги.

  • Вначале испаряется влага с поверхостных слоев древесины. Если в поверхостных слоях влажность снизится за предел гигроскопичности, то происходит усушка. Однако из-за сопротивления более влажных внутренних слоев поверхостные слои усохнут не полностью.В результате этого в древесине появляются напряжения, растягивающие ее в поверхостных зонах и сжимающие во внутренних.
  • При снижении влажности за предел гигроскопичности во внутренней зоне она также начнет усыхать.Это приводит к тому, что растягивающие напряжения в поверхостной зоне уменьшатся. Однако полностью они не исчезают. Из-за остаточных удлинений в поверхостных зонах нормальная усушка внутренней зоны задерживается. Тогда во внутренней зоне появятся растягивающие напряжения, а в поверхостных зонах – сжимающие, т.е. напряжения переменят знак.
  • Если растягивающие напряжения достигнут предела прочности на растяжение поперек волокон, то могут возникнуть трещины в начале сушки на поверхности, а в конце – внутри.
  • При высыхании или увлажнении древесины изменяется форма поперечного сечения доски. Такое изменение формы называется короблением.
  • Разбухание вызывается увеличением линейных размеров и объема древесины, повышением содержания связанной влаги.

Свойства и применение лиственных пород

  1. Дуб – крайне популярный вид древесины, который устойчив к погодным условиям. Дуб твердый и тяжелый, его не поражают насекомые и грибы. Благодаря большой массе древесины и высокой прочности может использоваться для создания конструкций в строительстве. Также из нее делают окна, двери, фахверк.
  2. Бук – твердая порода, которая не подходит для наружного применения из-за сильных деформаций. Может быть использована только внутри здания для устройства паркета, мебели, лестниц.
  3. Ясень – эластичный и твердый материал, сочетается и часто применяется вместе с дубом. Является материалом для изготовления полов, мебели.
  4. Ольха – мягкое дерево, легко трескается, подходит для производства фанеры, мебели.
  5. Клен – плотная и твердая древесина, подходящая для создания паркета, мебели, досок пола.
  6. Осина во многом похожа на ольху, легко поддается обработке, используется в резных работах и для изготовления спичек, фанеры, гонта.
  7. Белая акация – твердая древесина, имеет желтый цвет, на срезах отчетливо виднеются годичные слои. В сухом виде этот материал обрабатывается сложно, но зато он не трескается, не коробится и является очень упругим, отлично полируется. Под воздействием света акация темнеет. Она часто применяется для изготовления винтов столярных верстаков, колодок строгальных инструментов.
  8. Орех – податливая и достаточно твердая древесина с тональными переходами. Древесина очень старого ореха ценится превыше всего. Материал отбеливается в перекиси водорода (до белоснежности), тонируется и может быть окрашен в любые цвета, широко используется при изготовлении мебели.
  9. Яблоня – твердая, плотная древесина, которая хорошо полируется, слабо коробится и обрабатывается с помощью режущих инструментов. Используется для создания колодок инструментов.
  10. Платан – буро-коричневая древесина, которая в разрезе имеет красивый рисунок волокон. Материал умеренно твердый, хорошо полируется.

Образование древесины

Древесина является одной из составных частей сосудисто-волокнистого пучка и противопоставляется обыкновенно другой составной части пучка, происходящей из того же прокамбия или камбия — лубу, или флоэме. При образовании сосудисто-волокнистых пучков из прокамбия наблюдаются 2 случая: либо все прокамбиальные клетки превращаются в элементы древесины и луба — получаются так называемые замкнутые пучки (высшие споровые, однодольные и некоторые двудольные растения), либо же на границе между древесиной и лубом остаётся слой деятельной ткани — камбий и получаются пучки открытые (двудольные и голосеменные).

В первом случае количество древесины остаётся постоянным, и растение неспособно утолщаться; во втором благодаря деятельности камбия с каждым годом количество древесины прибывает, и ствол растения мало-помалу утолщается. У российских древесных пород древесина лежит ближе к центру (оси) дерева, а луб — ближе к окружности (периферии). У некоторых других растений наблюдается иное взаимное расположение древесины и луба (см. Сосудисто-волокнистые пучки). В состав древесины входят уже отмершие клеточные элементы с одеревеневшими, в основном толстыми оболочками; луб же составлен, наоборот, из элементов живых, с живой протоплазмой, клеточным соком и тонкой неодеревеневшей оболочкой. Хотя и в лубе попадаются элементы мёртвые, толстостенные и одеревеневшие, а в древесине, наоборот, живые, но от этого, однако, общее правило не изменяется существенно. Обе части сосудисто-волокнистого пучка отличаются ещё друг от друга и по физиологической функции: по древесине поднимается вверх из почвы к листьям так называемый сырой сок, то есть вода с растворёнными в ней веществами, по лубу же спускается вниз образовательный, иначе пластический, сок. Явления же одеревенения клеточных оболочек обусловливаются пропитыванием целлюлозной оболочки особыми веществами, соединяемыми обыкновенно под общим названием лигнина. Присутствие лигнина и вместе с тем одеревенение оболочки легко узнаётся при помощи некоторых реакций. Благодаря одеревенению, растительные оболочки становятся более крепкими, твёрдыми и упругими; вместе с тем при лёгкой проницаемости для воды они теряют в способности впитывать воду и разбухать.

Породы древесины

Хвойные деревья, а именно сосна, ель, кедр, относятся к голосеменным растениям, они поставляют основную часть древесины, используемой человечеством («мягкие породы»). Покрытосеменные растения делятся на два класса — однодольные и двудольные. Древесная ткань есть у немногих из однодольных (бамбук, пальмы, юкка), она находит ограниченное применение. К двудольным относятся важные лиственные («твердые») породы — дуб, эвкалипт, клен, древесина которых находит широкое применение в производстве мебели и отделочных материалов.

Ценные породы древесины

Ценность различных пород древесины заключается в их прочности, долговечности и неповторимости рисунка. Такая древесина используется для изготовления красивой мебели, паркета, дверей, различных предметов интерьера, считающимися элитными, учитывая исходно высокую стоимость и размер усилий, затрачиваемые на её обработку. В России наиболее распространены следующие породы: дуб, вишня, бук, груша, палисандр, махагони, грецкий орех, клён (белый, сахарный, остролистный).

Основные эксплуатационные показатели

  • Твёрдость — показатель срока службы верхнего слоя древесины. Чем выше твёрдость, тем медленнее идёт износ. Одним из показателей твёрдости является шкала Янка.
  • Стабильность и уровень усадки — показывает совместимость различных пород древесины при совместном использовании (в паркете, инкрустациях и т. п.). Также показывает пригодность их использования в различных климатических условиях.
  • Степень окисления — показывает изменение цвета древесины под воздействием света. Чем выше степень, тем больше темнеет древесина.
  • Выразительность текстуры — влияет на зрительное восприятие человеком. При большей контрастности создаётся больший возбуждающий эффект.
  • Стойкость к нагрузкам — способность древесины выдерживать те или иные нагрузки.

Для каждой породы (иногда даже для различных частей дерева) все его свойства могут быть различны, это зависит от различных условий, в которых росло то или иное дерево.

Применение

Как топливо

Дрова

Древесина была первым видом топлива, её использовали ещё древнейшие люди: на их стоянках обнаруживают очаги с золой. Ныне из древесины получают топливо с различными свойствами: дрова, щепу, древесный уголь, древесную пыль, древесные гранулы и брикеты. Измельчённая и спрессованная древесина имеет более высокую плотность (это повышает КПД), не имеет проблем с влажностью и цвелью, в отличие от дров, такое биотопливо перевозить рационально, но опасно и не всегда удобно, так как оно крошится и воспламеняется легче дров.

Дрова заготавливают и измеряют: объёмная единица дров — кубический метр, а весовая — тонна. В единице объёма дров мало калорий; поэтому дрова нерационально перевозить далеко от мест заготовки.

Зольность

Древесина — один из наименее засорённых золой видов топлива. На сухое вещество зольность составляет Az = 1%, лишь для сплавных дров она в единичных случаях незначительно повышается до Ас = 2% из-за песка в древесной коре. Опытами доказано, что сплавные дрова не накапливают чрезмерной влаги и быстро высыхают, не меняя топливных свойств.

Свойства при сгорании

Преимущества древесного топлива — лёгкая воспламеняемость, отсутствие серы и малозольность. Теплотворная способность воздушно-сухих дров около 3000 ккал/кг (12,6 МДж/кг). Она мало зависит от породы дров. Из-за того что дрова покупают по объёму, может показаться, что разница есть, например, вес 1 м3 дубовых или берёзовых дров больше, чем еловых или осиновых. Разные породы деревьев различны по молекулярному строению, потому температура, цвет и форма огня может различаться.

Как сырьё

Преображенская церковь на острове Кижи

Рама, сделанная из дерева

Деревянные статуэтки

Древесина служит исходным сырьём для выработки более двадцати тысяч продуктов и изделий.

  • В строительстве
  • В авиастроении (дельта-древесина, или бакелитовая фанера)
  • В судостроении (в осн. гребные и парусные суда)
  • В мебельном производстве
  • В производстве бумаги

В строительстве

Деревянными могут быть любые строительные конструкции, в том числе:

  • Сруб
  • Опалубка
  • Строительные леса
  • Ферма
  • Перекрытия
  • Стены
  • Потолки
  • Окна и двери

Древесина как отделочный материал:

  • Фанера
  • Паркет, паркетная доска, паркетный щит
  • Настенные панели
  • Плинтусы, галтели и уголки
  • Столярная плита
  • Вагонка

Для резьбы по дереву чаще всего используется древесина липы. Древесина липы мягкая и легко режется острым инструментом.

Образование древесины

Древесина является одной из составных частей сосудисто-волокнистого пучка и противопоставляется обыкновенно другой составной части пучка, происходящей из того же прокамбия или камбия — лубу, или флоэме. При образовании сосудисто-волокнистых пучков из прокамбия наблюдаются 2 случая: либо все прокамбиальные клетки превращаются в элементы древесины и луба — получаются так называемые замкнутые пучки (высшие споровые, однодольные и некоторые двудольные растения), либо же на границе между древесиной и лубом остаётся слой деятельной ткани — камбий и получаются пучки открытые (двудольные и голосеменные).

В первом случае количество древесины остаётся постоянным, и растение неспособно утолщаться; во втором благодаря деятельности камбия с каждым годом количество древесины прибывает, и ствол растения мало-помалу утолщается. У российских древесных пород древесина лежит ближе к центру (оси) дерева, а луб — ближе к окружности (периферии). У некоторых других растений наблюдается иное взаимное расположение древесины и луба (см. Сосудисто-волокнистые пучки). В состав древесины входят уже отмершие клеточные элементы с одеревеневшими, в основном толстыми оболочками; луб же составлен, наоборот, из элементов живых, с живой протоплазмой, клеточным соком и тонкой неодеревеневшей оболочкой. Хотя и в лубе попадаются элементы мёртвые, толстостенные и одеревеневшие, а в древесине, наоборот, живые, но от этого, однако, общее правило не изменяется существенно. Обе части сосудисто-волокнистого пучка отличаются ещё друг от друга и по физиологической функции: по древесине поднимается вверх из почвы к листьям так называемый сырой сок, то есть вода с растворёнными в ней веществами, по лубу же спускается вниз образовательный, иначе пластический, сок. Явления же одеревенения клеточных оболочек обусловливаются пропитыванием целлюлозной оболочки особыми веществами, соединяемыми обыкновенно под общим названием лигнина. Присутствие лигнина и вместе с тем одеревенение оболочки легко узнаётся при помощи некоторых реакций. Благодаря одеревенению, растительные оболочки становятся более крепкими, твёрдыми и упругими; вместе с тем при лёгкой проницаемости для воды они теряют в способности впитывать воду и разбухать.

Виды пиломатериалов в зависимости от размеров, форм, структуры

доска

Доска

 – это пиломатериал толщиной
до 100 мм и шириной более двойной толщины. Основным материалом для изготовления
досок являются хвойные породы деревьев, такие как лиственница, ель и сосна,  но из лиственных пород деревьев так же
изготавливают доски. Выбор того или иного материала зависит от того, с какой
целью вы собираетесь использовать доску.

    Строительные доски делят на необрезные и
обрезные. Необрезная доска это пиломатериал, с которого не удалена либо
частично удалена древесная кора. Их применяют для второстепенных работ: для создания
опалубки, монтажа строительных лесов. Этот вид доски как правило с неровными
краями.  

     Обрезные доски  это пиломатериал, с которого древесная кора полностью удалена со всех поверхностей. Используется для наружной и внутренней отделки поверхностей, полов, элементов крыш.

Таблица размеров доски

Толщина Ширина

16 75 100 125 150
19 75 100 125 150 175
22 75 100 125 150 175 200 225
25 75 100 125 150 175 200 225 250 275
32 75 100 125 150 175 200 225 250 275
40 100 125 150 175 200 225 250 275
44 100 125 150 175 200 225 250 275
50 125 150 175 200 225 250 275
60 125 150 175 200 225 250 275

Брус

клееный брус


это
пиломатериал толщиной 100 мм и более, прямоугольного или квадратного сечения и
длиной, многократно превышающей ширину.

     Брус является натуральным экологически
чистым и долговечным материалом. Изготавливают брус главным образом из хвойных пород
деревьев. Используется для возведения коттеджей, каркасов зданий, фундаментов, дач,
домов, изготовлении мебели, судов. Самые используемые размеры бруса 100х100 и
150х150 мм. Небольшое сечение этого пиломатериала позволяет гарантировать высокое
качество строения. Хорош он и в качестве стенового материала для деревянных
домов.

   Брус
разделяют на обычный не строганный, профилированный, оцилиндрованный и клееный.
Об этих видах бруса мы расскажем в отдельной статье.

Брусок

– это пиломатериал толщиной до 100 мм и шириной не более двойной толщины. Их изготавливают из досок. Бруски используют в столярной работе, в строительстве, ремонтах. в мебельной промышленности. Для хвойных пород деревьев, толщина брусков составляет — от 16 до 75 мм, длина — от 1 до 6,5 м. Размеры бруска из лиственных пород древесины : толщина от 19 до 100 мм, а длина от 0,5 до 2 м.

Шпалы

Шпала

– это опора для рельсов в виде брусьев. Ширина деревянной шпалы 23 – 25см, глубина 18 – 20см, длина – 275м. Дома из шпал очень теплоемки, такой строительный долговечен, так как изготавливаются из хвойных пород древесины таких как ель, сосна и пихта . Шпалы используют для строительства оградительных сооружений, хозяйственных построек, в качестве строительных брусьев для постройки жилых домов. Это экономичный вариант. За счет обработки шпал креозотом, они не подвержены гниению, поражению насекомыми и грибком. Но тут присутствует и минус такой обработки так как в состав креозота входят такие токсические вещества как фенолы и их эфиры, нафталин и антрацен, которые могут способствовать развитию тяжелых заболевания. Креозот влияет на нервную систему, может вызывать головную боль, слабость, болезненность печени. Именно поэтому шпалы очень опасно применять в качестве строительного бруса для возведения домов. Однако их все же применяют пытаясь использовать старые материалы, где уровень креозота значительно меньше.

Горбыль

Горбыль


еще его называют обапол, это боковая часть бревна, имеющая одну пропиленную, а
другую не пропиленную или пропиленную не на всю длину поверхность.

это
отходы, часть ствола дерева которая остается при распиловке бревен. Горбыль с
одной стороны сохраняет естественную поверхность дерева, а с другой стороны
имеет плоскость.  Используется для
сооружения заборов, подсобных черновых сооружений, чернового пола, опалубки,
поддонов, для растопки печь. Основное преимущество горбыля перед другими
пиломатериалами это его низкая стоимость.

    Дровяной и деловой горбыль.

    Дровяной горбыль пригоден только  для растопки печей, как строительный материал
ценности уже не представляет.  

Забор из горбыля

     Деловой отличается от дровяного тем, что
его спиленная сторона обрабатывается и шлифуется. Его так же можно использовать
для растопки печей, однако его состояние позволяет использовать в строительстве
нежилых построек, заборов и ограждений.

   Таким образом, все перечисленные выше виды
древесины могут быть использованы в разных сферах строительства, производства,
жизни. Это практически безотходный, экологически чистый и сравнительно не
дорогой. самовосстанавливаемый материал.

Микроскопическое строение древесины

Только микроскопическое строение древесины отвечает в полной мере на вопрос: что же такое древесина? Множество разнообразных клеток, скрепленных между собой — это есть древесная масса. Каждая клетка наполнена протопластом, а межклеточное пространство — сложными полимерными соединениями. Однозначные по строению и функциям клетки создают соответствующие ткани: механические (опорные), проводящие и запасающие.

Оболочка клетки создана из природных высокомолекулярных полимеров: углеводов (70 — 80%) и лигнина (20 — 30%). Углеводная часть представлена холоцеллюлозой, гемицеллюлозой и целлюлозой. Лигнин — аморфное вещество, связывающее целлюлозные волокна между собой, благодаря чему целлюлоза приобретает прочность и эластичность. Лигнин и целлюлоза пропитывают стенки клеток, вызывая их одревеснение. В результате оболочка становится жесткой, твердой, по своей прочности не уступающая железобетону.

Переработка древесины

Способы переработки древесного сырья делят на три группы: механические, химико-механические и химические.

Механическая переработка древесины заключается в изменении её формы пилением, строганием, фрезерованием, лущением, сверлением, точением (на токарном станке), резьбой, раскалыванием и измельчением. В результате механической обработки получают разнообразные товары народного потребления и промышленного назначения, продукцию и сырьё для смежных перерабатывающих отраслей промышленности. Механическим истиранием древесины получают волокнистые полуфабрикаты.

При химико-механической переработке получают промежуточный продукт из древесины, однородный по составу и размерам, — специально резаную стружку, дроблёный шпон. Промежуточный продукт, получаемый механическим способом, покрывают связующим веществом. Под действием температуры и давления происходит реакция полимеризации связующего, в результате чего промежуточный древесный продукт прочно склеивается. При химико-механической переработке получают фанеру, столярные, древесностружечные и цементно-стружечные плиты, арболит и фибролит. Химико-механический способ используют при получении волокнистых полуфабрикатов в целлюлозно-бумажной промышленности.

Химическая переработка древесины осуществляется термическим разложением, воздействием на неё растворителей щелочей, кислот, кислых солей сернистой кислоты.

Термическое разложение или пиролиз древесины, осуществляется нагреванием древесины при высокой температуре без доступа воздуха. При пиролизе получают твёрдые, жидкие и газообразные продукты. Из них наибольшее практическое значение имеет древесный уголь.

При помощи растворителей из древесины, предварительно измельчённой в щепу, извлекают различные экстрактивные вещества. При экстракции водой получают дубители. Клеящие свойства камеди, извлекаемой водой из древесины лиственниц используются в полиграфической, текстильной и спичечной промышленности. При экстракции бензином пнёвого осмола, измельчённого в щепу, из древесины извлекают канифоль. Её широко используют для получения высококачественной бумаги, как заменитель жиров в мыловарении, для производства лаков, линолеума, резины, электротехнических и других изделий.

При производстве клееной древесины

  • Распил на доски.
  • Сушка в сушильной камере до достижения необходимого коэффициента влажности.
  • Контроль заготовок на предмет дефектов.
  • Пропитка антисептическими средствами (препятствует развитию плесени внутри конструкции и гниению дерева) и антипиренами.
  • Склейка обработанных заготовок.
  • Прессование изделий на специальном оборудовании до полного высыхания клея.
  • Обработка полученного клееного бруса: профилирование, торцевание и придание товарного вида.

Переработка древесины в целлюлозно-бумажном производстве

Основная статья: Целлюлозно-бумажное производство

Для производства бумаги и картона широко применяются волокнистые полуфабрикаты в виде древесной массы и целлюлозы. Для нужд бумажного и картонного производства используется около 93 % целлюлозы. Остальная часть служит сырьём для химической переработки на искусственное вискозное или ацетатное волокно, киноплёнку, пластмассу, бездымный порох, целлофан и другие продукты.

Переработка древесины при производстве древесно-волокнистых плит

Плиты находят широкое применение в строительстве, малоэтажном стандартном домостроении, автомобиле- и судостроении, производстве мебели, контейнеров и ящиков. Для производства древесно-волокнистых плит используют древесное сырьё, предварительно измельчённое в щепу. Потребление 1 млн плит, изготовленных из отходов, сберегает 54 тыс. м³ круглых деловых лесоматериалов.

Древесина содержит целлюлозу и гемицеллюлозы — естественные высокомолекулярные полимеры — полисахариды, которые путём реакции присоединения воды можно опять превратить в простые сахара. Эта реакция, называемая гидролизом, позволяет перерабатывать древесину в пищевые и кормовые продукты.

Торговля древесиной

По состоянию на 2017 год древесина (необработанные лесоматериалы) занимали 219-е место среди наиболее торгуемых продуктов на мировом рынке, объем сделок оценивается в 14,5 млрд. долл. США

Крупнейшими экспортерами были:

  • Новая Зеландия ($2 млрд. долл. США) — 14%
  • США ($1,87 млрд. долл. США) — 13%
  • Россия ($1,48 млрд. долл. США) — 10%
  • Папуа-Новая Гвинея ($0,558 млрд. долл. США) — 3,9%
  • Канада ($0,550 млрд. долл. США) — 3,8%

Крупнейшие импортеры:

  • Китай ($8,64 млрд. долл. США) — 60%
  • Австрия ($0,669 млрд. долл. США) — 4,6%
  • Германия ($0,621 млрд. долл. США) — 4,3%
  • Южная Корея ($0,506 млрд. долл. США) — 3,5%
  • Япония ($0,486 млрд. долл. США) — 3,4%

Древесина является ключевым экспортным товаров таких стран как Соломоновы Острова и Центрально-Африканская Республика.

Россия потеряла $30 млрд из-за ограничений экспорта круглого леса, такое заключение сделал журнал «Лесная индустрия». Снижение объёмов экспорта необработанной древесины наблюдалось в течение пяти лет с 2008 г., когда правительство России повысило пошлину на её экспорт, стараясь простимулировать приток инвестиций в деревообработку. Если в 2007 г. страна поставила на экспорт 75,55 млн м3 на сумму $6,03 млрд, то в 2008 г. произошло снижение до 48,6 млн м3 ($4,5 млрд), в 2009 г. — 21 652 млн м3 ($1,9 млрд), в 2010 г. — 21,24 млн м3 ($1,855 млрд), в 2011 г. — 20,93 млн м3 ($1,998 млрд), в 2012 г. — 17,6 млн м3 ($1,53 млрд). С 2007 г. стоимость внешних поставок кругляка упала на 46 %. Если предположить, что без введения запретительной ставки экспорт необработанной древесины остался бы на уровне 2007 г., то за шесть лет недополученный доход от экспорта составляет $30 млрд. Россия быстро потеряла первое место среди поставщиков кругляка в Китай — крупнейший по объёмам импорта рынок. Её долю «отъели» Канада и Новая Зеландия, нарастившие поставки в Поднебесную, несмотря на мировой финансовый кризис.

Физические свойства.

Относительная плотность древесины лежит в пределах от 0,1 (бальза) до ~1,3 (железное дерево и некоторые другие тропические породы). Относительная плотность большей части деловой древесины составляет 0,2–0,75, плотность – 190–850 кг/м3. Относительная плотность древесинного вещества равна приблизительно 1,5. Следовательно, лишь около 1/6 объема легкой деловой древесины составляет твердое вещество, тогда как в более тяжелых сортах на него приходится около половины объема. Относительная плотность может быть различной и для одной породы деревьев, что обусловлено переменчивостью условий произрастания. Так, для сосны длиннохвойной эта величина может составлять от 0,25 до 0,80 (среднее значение 0,53).

И древесина дерева на корню, и деловая древесина сильно поглощают воду, что обусловлено ее капиллярным строением. Свободная вода заполняет клеточные полости, а связанная удерживается за счет адсорбции в промежутках между волокнами. Когда вся свободная вода при сушке удалена, так что всю сосудистую систему заполняет связанная вода, древесина достигает точки насыщения волокон, что для большинства пород соответствует содержанию влаги около 28%. Дальнейшее удаление воды приводит к усадке, так как при десорбировании адсорбированной воды волокна сжимаются и просвет сосудов уменьшается.

В зависимости от наличия влаги древесина усаживается или разбухает. Усадка от точки насыщения волокон до состояния после сушки в печи максимальна (4–14%) в тангенциальном направлении (параллельно годичным кольцам), примерно вдвое меньше (2–8%) в радиальном направлении (поперек годичных колец) и практически отсутствует (0,1–0,2%) вдоль волокон. Тангенциальная, радиальная и объемная усадки приблизительно пропорциональны изменению влагосодержания древесины.

Механические свойства древесины тесно связаны с ее волоконно-клеточной структурой. Ее прочность максимальна вдоль и довольно низка поперек волокон. Предел прочности (отнесенный к единице массы) древесины при растяжении вдоль волокон в 40 раз, а при сжатии – в 3–4 раза больше, чем у стали. Предел прочности при сжатии вдоль волокон примерно в 6 раз, а при сдвиге – примерно в 4 раза больше, чем поперек волокон. Поскольку усилия сжатия и изгиба типичны для сооружений, древесина особенно подходит для использования в строительных конструкциях в качестве колонн и коротких балок. Почти все прочностные характеристики древесины изменяются пропорционально плотности и обратно пропорционально влагосодержанию ниже точки насыщения волокон. Наклон волокон, т.е. отклонение их направления от продольной оси, снижает прочность деревянного конструктивного элемента. Точно так же она снижается при наличии в досках и бревнах сучков, включенных частей ветвей, нарушающих или полностью прерывающих ход волокон. Однако в отсутствие растягивающих и изгибающих нагрузок небольшие сучки допустимы. Прочность древесины снижается также из-за повреждений гнилостными микроорганизмами и насекомыми.

Первый класс (отборный сорт)

Этому сорту присваивают обозначение «А». Он является самым ценным, и его стоимость превышает цену за материал второго сорта в несколько раз. Этот материал обычно используют для кораблестроения. Из него делают палубные доски, мачты, каюты. Также может быть использован в автомобилестроении в качестве отделки бортовых конструкций грузовых тягачей.

Древесина первого класса является идеальной, и здесь недопустимы даже самые мелкие сучки. Впрочем, если имеется один большой или два небольших сучка, расположенных друг от друга на расстоянии более двух метров, то такой материал могут отнести к первому классу. А вот гнилые участки не допускаются категорически. Если они есть, то продукт, скорее всего, отнесут уже ко второму классу.

Что касается трещин в структуре материала, то они могут присутствовать: допускается покрытие ими участка древесины не более чем на 10 %. Причем могут быть трещины, образованные в процессе сушки. Волокна дерева должны идти прямо: возможно их отклонение всего на 5 градусов от длины материала. Все эти требования строго соблюдаются при производстве и обработке древесины для отборного класса.